Ítem
Acceso Abierto
Análisis de la frecuencia de detección de Clostridium paraputrificum y los potenciales cambios en la composición de comunidades bacterianas en muestras de heces de animales de granja y domésticos
Título de la revista
Autores
De La Cruz Bermúdez, Emanuella
Fecha
2023-08-22
Directores
Muñoz Díaz, Marina
Camargo Mancipe, Anny
ISSN de la revista
Título del volumen
Editor
Universidad del Rosario
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Resumen
Clostridium paraputrificum es una bacteria anaerobia Gram-positiva, móvil y formadora de esporas que causa infecciones pediátricas, enterocolitis y bacteriemia en pacientes inmunocomprometidos. En animales puede causar lesiones quitinolíticas e intestinales relacionadas con quistes gaseosos, gangrena gaseosa y enterocolitis necrotizante. La relevancia clínica ha sido poco descrita, aun cuando los reportes de caso de aislamientos de esta bacteria se asocian con infecciones graves en humanos y animales. En Colombia, se ha descrito el genoma y los factores de virulencia codificantes por C. paraputrificum en un grupo reducido de aislamiento obtenidos de humanos, pero no se ha estudiado la frecuencia de infección en humanos o animales, ni los cambios en la composición de la microbiota en presencia de este Clostridial. Debido a esto, en este estudio se determinó la frecuencia de circulación de C. paraputrifium en 302 muestras de heces de caninos, felinos y animales de granja del departamento de Boyacá y la ciudad de Bogotá, Cundinamarca usando Reacción en Cadena de la Polimerasa (PCR). Adicionalmente, se evaluó la composición de las comunidades microbianas en un subconjunto de muestras que incluyó individuos positivos y negativos para esta especie bacteriana en proporción 2:1, respectivamente. Para esto, se realizó secuenciación profunda del 16S-ARNr por la plataforma MinION (Oxford Nanopore Technologies). La frecuencia de detección global fue de C. paraputrificum en las muestras (C.par+) fue del 8% (n=24). Se encontró que la frecuencia de detección C.par+ en caninos fue del 30% (n=12), en felinos fue 6.5% (n=8), en caprinos fue 10% (n=2), en porcinos fue 2.5% (n=1) y en bovinos fue 2.5% (n=1). Una vez normalizadas las muestras y de acuerdo con la cantidad de lecturas obtenidas, se incluyeron 18 muestras C. par+ de caninos (n=9), caprinos (n=2) y felinos (n=7). El análisis de las comunidades bacterianas evidenció predominancia de los fila Proteobacteria, Bacteroidetes y Firmicutes en los tres grupos de animales. No obstante, los fila Tenericutes, Actinobacteria y Kiritimatiellaeota no fueron predominantes en las muestras la abundancia relativa de estos fue mayor en caprinos en comparación con los caninos y felinos. En los caninos y felinos los principales miembros diferencialmente abundantes fueron Faecalibacterium, Bacteroides y Bifidobacterium, mientras que, entre los caprinos, los principales miembros diferencialmente abundantes con los cuales se relacionó fueron Ruminococcaceae UCG-014, Alistipes y Escherichia-Shigella. Este estudio permitió ampliar el panorama de las diferencias en la frecuencia de detección de C. paraputrificum entre animales y su potencial relevancia en la composición de la microbiota.
Abstract
Clostridium paraputrificum is a Gram-positive, anaerobic bacterium that is motile and forms spores. It causes pediatric infections, enterocolitis, and bacteremia in immunocompromised patients. In animals, it can lead to chitinolytic, and intestinal lesions associated with gas-filled cysts, gas gangrene, and necrotizing enterocolitis. Clinical significance has been poorly described, even though case reports of isolates of this bacterium are linked to severe infections in humans and animals. In Colombia, the genome and virulence factors encoded by C. paraputrificum have been described in a small group of isolates obtained from humans. However, the frequency of infection in humans or animals, as well as changes in the composition of the microbiota in the presence of this Clostridial species, have not been studied. Therefore, this study determined the frequency circulation of C. paraputrificum in 302 fecal samples from dogs, cats, and farm animals from the department of Boyacá and the city of Bogotá, Cundinamarca, using Polymerase Chain Reaction (PCR). The composition of microbial communities was evaluated in a subset of samples, including individuals positive and negative for this bacterial species in a 2:1 ratio, respectively. For this, deep sequencing of 16S rRNA was performed using the MinION platform (Oxford Nanopore Technologies). The overall detection frequency of C. paraputrificum in the samples (C.par+) was 8% (n=24). The C.par+ detection frequency in dogs was 30% (n=12), in cats was 6.5% (n=8), in goats was 10% (n=2), in pigs was 2.5% (n=1), and in cattle was 2.5% (n=1). Once the samples were normalized and according to the quantity of readings obtained, 18 samples of C. par+ from canines (n=9), caprines (n=2), and felines (n=7) were included. Analysis of bacterial communities revealed a predominance of the phyla Proteobacteria, Bacteroidetes, and Firmicutes in all three animal groups. However, the phyla Tenericutes, Actinobacteria, and Kiritimatiellaeota were not predominant in the samples; their relative abundance was higher in goats compared to dogs and cats. In dogs and cats, the main differentially abundant members being Faecalibacterium, Bacteroides, and Bifidobacterium, whereas among goats, the main differentially abundant members being Ruminococcaceae UCG-014, Alistipes, and Escherichia-Shigella. This study helped broaden the understanding of differences in the detection frequency of C. paraputrificum among animals and its potential relevance in microbiota composition.
Palabras clave
Clostridium paraputrificum , Comunidades bacterianas , Animales , Tracto gastrointestinal
Keywords
Clostridium paraputrificum , Bacterial communities , animals , Gastrointestinal tract
