Characterization of a Clostridioides difficile ST-293 isolate from a recurrent infection in Argentina

Abstract

Clostridioides difficile is an opportunistic spore-forming pathogen responsible for antibiotic-associated diarrhea in humans. C. difficile produces two main toxins: TcdA and TcdB as well as a third toxin named binary toxin (CDT) that is also involved in virulence. The present study aimed at characterizing the C. difficile isolate ALCD3 involved in a relapse episode of nosocomial infection. Molecular characterization showed that isolate ALCD3 belongs to toxinotype 0/v and the MLST analysis demonstrated allelic profile adk:91, atpA:1, dxr:2, glyA: 1, recA:27, sodA: 1 and tpi:1 which corresponds to ST293 (MLST clade: 1). During growth, isolate ALCD3 showed an early increase in the sporulation ratio as well as maximal values of heat resistant forms after 2 days of incubation. Both sporulation kinetics and production of heat resistant forms were faster for isolate ALCD3 than for the reference strain VPI 10463. Germination in the presence of the natural germinant taurocholate was faster for isolate ALCD3 than for strain VPI 10463, which indicates that isolate ALCD3 starts cortex hydrolysis earlier than strain VPI 10463. Furthermore, the co-germinant glycine, induces rapid release of dipicolinic acid (DPA) in isolate ALCD3. These findings indicate that isolate ALCD3 is particularly efficient in both sporulation and germination. The present work represents the first report of the circulation of C. difficile ST293 in Argentina. The ability of isolate ALCD3 to produce toxins and its high sporulation/germination capacity are key features compatible with a microorganism with high dissemination potential and the possibility of inducing recurrent infections.

Clostridioides difficile es un patógeno esporulado oportunista responsable de diarrea asociada a antibióticos en humanos. C. difficile produce 2 toxinas principales: TcdA y TcdB, además de la toxina binaria (CDT), también asociada a la virulencia. Este estudio buscó caracterizar el aislamiento ALCD3, involucrado en un episodio de recurrencia de una infección nosocomial. La caracterización molecular mostró que dicho aislamiento pertenece al toxinotipo 0/v y el análisis por MLST demostró un perfil alélico adk:91, atpA:1, dxr:2, glyA: 1, recA:27, sodA: 1 y tpi:1, lo cual corresponde al ST293 (MLST clado 1). Durante el crecimiento, el aislamiento ALCD3 mostró un incremento temprano de la tasa de esporulación y valores máximos de formas termorresistentes luego de 2 días de incubación. Tanto la cinética de esporulación como la producción de formas termorresistentes fueron más rápidas en el aislamiento ALCD3 que en la cepa de referencia VPI 10463. La germinación en presencia del germinante natural taurocolato fue más rápida en el aislamiento ALCD3 que en la cepa VPI 10463, lo que indica que aquel comienza la hidrólisis del córtex antes. También, el co-germinante glicina indujo una rápida liberación de ácido dipicolínico en ALCD3. Estos hallazgos indican que el aislamiento ALCD3 es particularmente eficiente en la esporulación y en la germinación. El presente trabajo representa el primer informe de la circulación de C. difficile ST293 en Argentina. La habilidad del aislamiento ALCD3 para producir toxinas y su alta capacidad de esporulación/germinación son características claves compatibles con un alto potencial de diseminación e inducción de infecciones recurrentes.