Detección de toxinas A y B intracelulares en genotipos epidémicos de Clostridiodes difficile

• Quesada Gómez, Carlos ^[1] ; Jiménez Badilla, Iveth ^[1]
  1. [1] Universidad de Costa Rica

     Universidad de Costa Rica

     Hospital, Costa Rica

     
• Localización: Hechos Microbiológicos, ISSN 2145-8898, Vol. 12, Nº. 1, 2021 (Ejemplar dedicado a: Revista Hechos Microbiológicos), págs. 11-17
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Detection of intracellular toxins A and B in epidemic genotypes of Clostridiodes difficile
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    Introducción: Clostridioides difficile es el principal causante de diarrea de origen nosocomial y asociada al uso de antibióticos a nivel mundial; sus principales factores de virulencia son las toxinas A y B (TcdA y TcdB). En los últimos años se ha dado el surgimiento de cepas con virulencia incrementada y responsables de brotes epidémicos caracterizadas dentro del genotipo NAP1/RT027. Estas cepas exhiben una mayor secreción de toxinas y presentan altos niveles de resistencia a fluoroquinolonas. El primer informe de brotes epidémicos por estas cepas en América Latina, fue hecho en Costa Rica, donde también se describió un genotipo autóctono clasificado como NAPCR1/RT019, que presentó una virulencia incrementada pero sin sobresecreción de toxinas.

    Métodos: se obtuvo lisados celulares de aislamientos clínicos de los genotipos NAP1/RT027, NAPCR1/RT019 y NAP4/ RT014 para la detección de TcdA y TcdB intracelular por medio de Western Blot. Además, se realizó un ensayo de citotoxicidad en cultivo celular para evaluar el nivel y la actividad biológica de la TcdB detectada en los lisados. Lo anterior en diferentes tiempos del crecimiento in vitro de las bacterias.

    Resultados: en los lisados celulares se detectó TcdA en todos los genotipos estudiados y TcdB solamente en NAP1/ RT027. La mayor señal detectada para ambas toxinas fue en la cepa NAP1/RT027 a las 24 y 48 horas de crecimiento. En cultivo celular predominó una mayor actividad citotóxica de TcdB producida por NAP1/RT027, seguida por el genotipo NAPCR1/RT019 y una actividad menor en NAP4/RT014.

    Conclusiones: La detección de una mayor cantidad y actividad de toxinas a nivel intracelular en la cepa epidémica NAP1/ RT027 se correlaciona con reportes anteriores sobre hiperproducción de toxinas por este genotipo. Se comprueba que una cepa con virulencia incrementada como NAPCR1/RT019 no sobreproduce toxinas, lo cual también concuerda con reportes de la detección de toxinas a nivel extracelular. Este estudio presenta información importante acerca de metodologías que permiten la detección de toxinas en lisados de C. difficile y contribuye a la discusión sobre las diferencias en la producción de toxinas según los genotipos de este patógeno.

  • English

    Introduction: Clostridioides difficile is the world’s leading cause of hospital-acquired diarrhea due to antibiotic use, with toxins A and B (TcdA and TcdB) as the main virulence factors. In recent years, there has been an emergence of strains with increased virulence, characterized as genotype NAP1/RT027, which are responsible for epidemic outbreaks. These strains exhibit a higher toxin secretion and high fluoroquinolone resistance. The first report of epidemic outbreaks due to these strains in Latin America was described in Costa Rica, where an autochthonous genotype was also described and classified as NAPCR1/RT019. This genotype showed increased virulence but no toxin oversecretion.

    Methods: Cell lysates from clinical isolates of NAP1/ RT027, NAPCR1/RT019, and NAP4/RT014 genotypes were obtained and intracellular TcdA and TcdB were detected by Western Blot (WB). In addition, a cell culture cytotoxicity assay was performed to evaluate the level and biological activity of TcdB in those lysates. This was performed at different times on the in vitro bacterial growth.

    Results: TcdA was detected in the cell lysates of all study genotypes and TcdB was detected only in NAP1/RT027 by WB. The highest TcdA and TcdB signal was detected in NAP1/RT027 at 24 and 48 hours of growth. On cell culture, the predominant cytotoxic activity was due to TcdB produced by NAP1/RT027, followed by NAPCR1/RT019 and a lower activity in NAP4/RT014.

    Conclusions: The detection of a higher amount and activity of intracellular toxins in the epidemic strain NAP1/RT027 correlates with previous reports of toxin overproduction by this genotype. It was proved that a strain with increased virulence, such as NAPCR1/RT019 does not overproduce toxins. This also correlates with reports of extracellular toxin detection. This study presents important information about methodologies for toxin detection on C. difficile lysates and contributes to the discussion on the differences in toxin production according to this pathogen’s genotypes.