Caracterización de Clostridium difficile en Bogotá - Colombia

Clostridium difficile (CD) es un patógeno gram-positivo que produce diarrea asociada al uso de antibióticos y conduce a una amplia gama de manifestaciones clínicas, que van desde la diarrea leve a trastornos severos, como la colitis pseudomembranosa y el megacolon tóxico. Este patógeno tiene varios factores de virulencia, entre los que se destaca una amplia gama de toxinas, su capacidad de esporulación y germinación, e incluso diferentes perfiles de resistencia a los antibióticos, todo esto soportado por un genoma altamente dinámico, en el que se identifica una amplia diversidad genética y la presencia de elementos genéticos móviles. La epidemiología molecular de la Infección por CD (ICD) ha sido descrita con el uso de esquemas de tipificación multilocus de secuencias (MLST), ampliamente aceptados por la comunidad científica. La epidemiología de la infección por CD es compleja y ha sido estudiada en detalle en países desarrollados como el Reino Unido, los Estados Unidos de América y diferentes países de Europa. Sin embargo, la información disponible con respecto a la situación actual de la ICD en los países de América Latina (a nivel intrahospitalario y de comunidad) es relativamente escasa. Por lo tanto, esta tesis tuvo como objetivo informar, por primera vez en Colombia y también en América Latina: i) una descripción exhaustiva de la diversidad genética de CD mediante la exploración de las bases de datos MLST disponibles, ii) usar un esquema de detección de la ICD en pacientes con diarrea en Bogotá - Colombia, incluyendo una descripción de los perfiles toxigénicos, iii) describir el perfil genómico y fenotípico robusto de CD en pacientes con diarrea en Bogotá - Colombia y, iv) identificar posibles factores de riesgo para la adquisición de ICD en pacientes de unidades de cuidados intensivos en Bogotá - Colombia. Nuestros resultados muestran la enorme diversidad de CD y sugieren la necesidad de evaluar marcadores moleculares (ARNr-16S y gdh) para la genotipificación de CD en todo el mundo. Además, se destaca la falta de congruencia entre las pruebas (microbiológicas y moleculares), y además se reporta la existencia de perfiles toxígenos atípicos por primera vez en Bogotá - Colombia. El robusto perfil genómico y fenotípico mostró que 11 diferentes ST circulan en la población, donde además se identificaron infecciones mixtas; adicionalmente, de manera interesante, se identificó que los pacientes de la comunidad estaban infectados con cepas hipervirulentas (ST-1; RT027), lo que sugiere la necesidad de llevar a cabo acciones en términos de prevención y control. Como hallazgo adicional, se detectó C. tertium y C. paraputrificum en la población analizada, lo que muestra la falta de especificidad en los esquemas de diagnóstico actuales. Esta tesis respalda la necesidad de continuar estudios dirigidos a una mejor caracterización de la ICD en Colombia y los resultados brindan información robusta para el diseño de esquemas prevención y control de infecciones gastrointestinales en el país y la región, por parte de los tomadores de decisiones del sistema de salud colombiano.Abstract: Clostridium difficile (CD) is a gram-positive pathogen that produces antibiotic-associated diarrhea and leads to a broad range of clinical manifestations ranging from mild diarrhea to severe complications, such as pseudomembranous colitis and toxic megacolon. This pathogen has several virulence factors like a broad array of toxins, sporulation and germination capacity and even different profiles of antibiotic resistance, including a very dynamic genome that includes transposable elements and a paramount genetic diversity. The molecular epidemiology of CD has been depicted with the use of Multilocus Sequence Typing schemes broadly accepted by the scientific community. The epidemiology of CD infection is complex and has been comprehensively depicted in developed countries such as United Kingdom, United States of America and different countries of Europe. However, the current situation of CD infection in Latin-American countries (among intensive care unit patients and community population) is relatively scarce. Therefore, this thesis was aimed at reporting, for the first time in Colombia and also in Latin-America: i) a comprehensive description of CD genetic diversity by means of mining the publicly available MLST databases, ii) conducting a CDI diagnostic test comparison in patients with diarrhea, including a description of atypical toxigenic profiles in Bogotá – Colombia, iii) performing a robust genomic and phenotypic profiling of CD in patients with diarrhea in Bogota – Colombia and, iv) identifying potential risk factors for CD acquisition in patients from intensive care units in Bogota - Colombia. Our results support the paramount diversity of CD and suggest the need to evaluate two (16SrRNA and gdh) molecular markers for genotyping CD around the world. In addition, the lack of congruence among molecular tests (microbiological and molecular) is highlighted, as well as the first description of rare toxigenic profiles in Bogotá - Colombia. The robust genomic and phenotypic profiling showed that different STs (11) circulate including mixed infections; lastly, we interestingly report that community patients were infected with the hypervirulent strain (ST-1; RT027), suggesting the need to pursue actions in terms of prevention and control. Moreover, C. tertium and C. paraputrificum were detected in the population analyzed, thus showing the lack of specificity in the current diagnostic schemes. This thesis supports the need to continue further studies aimed at better characterizing CD in Colombia and the results provide a robust and extensive amount information for the Colombian decision-making officials to build upon, regarding prevention and control of gastrointestinal infections in the country and the region.Doctorad