Resistance of Clostridium difficile from ribotype 017 to imipenem: contribution of the whole genome sequencing

A infeção por Clostridium difficile é a principal causa de diarreia infeciosa associada aos cuidados de saúde. Neste estudo, caracterizámos um conjunto de estirpes clínicas de Clostridium difficile, provenientes de diversos hospitais portugueses, com o objetivo de estudar a resistência aos carbapenemos neste agente patogénico. Um total de 191 estirpes clínicas, isoladas entre 2012 e 2015 de 15 hospitais em Portugal, foram incluídas no estudo; a suscetibilidade ao imipenemo foi determinada por um método de gradiente de difusão em agar. Foram selecionadas estirpes sensíveis e resistentes ao imipenemo, para estudos fenotípicos adicionais e para contributo da sequenciação do genoma completo. A resistência ao imipenemo foi detetada em 24 (12,6%) das estirpes, 22 das quais pertencentes ao ribotipo (RT) 017 (apenas toxina B positivo), todas provenientes do mesmo hospital, durante o período em estudo, e com perfil de multiresistência. Pela análise dos dados de sequenciação dos genomas, foram identificadas duas substituições de aminoácidos (Ala555Thr e Tyr721Ser) nos domínios funcionais de duas enzimas envolvidas na síntese do peptidoglicano (penicillin-binding proteins - PBP). Uma PBP adicional foi também identificada nas estirpes RT017. Este estudo descreve pela primeira vez alterações em PBPs como base genética provável da resistência ao imipenemo em C. difficile. Clostridium dif ficile is a major cause of healthcare-associated infections. Here, we characterized C. dif ficile strains isolated in Por tuguese hospitals, in order to search for impenem resistance and the underlying genetic determinants. Imipenem susceptibility testing by agar gradient dif fusion was per formed on 191 C. dif ficile strains, isolated from 15 portuguese hospitals, between 2012-2015. Some of the imipenem-resistant and imipenem-susceptible strains were selected for downstream phenotypic analyses and for whole genome sequencing (WGS). Resistance to imipenem was detected in 24 (12.6 %) strains, 22 of which were ribotype (RT) 017 strains, only positive for toxin B, isolated in the same hospital, and presenting resistance to several other antibiotics. Through analysis of WGS data, two amino acid changes (Ala555Thr and Tyr721Ser) targeting the transpeptidase domain of two penicillin-binding proteins (PBP) were identified. An additional PBP was also identified in this ribotype. We describe, for the first time, mutations in PBP-encoding genes as the probable genetic basis for C. dif ficile imipenem resistance. Este trabalho foi financiado pelo INSA (projeto 2016DDI1284) e pela Fundação para a Ciência e Tecnologia (bolsa de investigação no âmbito do projeto Pest-C/EQB/LA0006/2011; programa IF IF/00268/2013/CP1173/CT0006, a MS; bolsa de doutoramento PD/BD/105738/2014, a ALM). info:eu-repo/semantics/publishedVersion