Protection against <i>Clostridioides difficile</i> disease by a naturally avirulent <i>C. difficile</i> strain
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Clostridioides difficile (C. difficile) strains belonging to the epidemic BI/NAP1/027 (RT027) group have been associated with increased transmissibility and disease severity. In addition to the major toxin A and toxin B virulence factors, RT027 strains also encode the CDT binary toxin. Our lab previously identified a toxigenic RT027 isolate, ST1-75, that is avirulent in mice despite densely colonizing the colon. Here, we show that co-infecting mice with the avirulent ST1-75 and virulent R20291 strains protects mice from colitis due to rapid clearance of the virulent strain and persistence of the avirulent strain. Although avirulence of ST1-75 is due to a mutation in the cdtR gene, which encodes a response regulator that modulates the production of all three C. difficile toxins, the ability of ST1-75 to protect against acute colitis is not directly attributable to the cdtR mutation. Metabolomic analyses indicate that the ST1-75 strain depletes amino acids more rapidly than the R20291 strain and supplementation with amino acids ablates ST1-75’s competitive advantage, suggesting that the ST1-75 strain limits the growth of virulent R20291 bacteria by amino acid depletion. Since the germination kinetics and sensitivity to the co-germinant glycine are similar for the ST1-75 and R20291 strains, our results identify the rapidity of in vivo nutrient depletion as a mechanism providing strain-specific, virulence-independent competitive advantages to different BI/NAP1/027 strains. They also suggest that the ST1-75 strain may, as a biotherapeutic agent, enhance resistance to CDI in high-risk patients. Importance Clostridioides difficile infections (CDI) are prevalent in healthcare settings and are associated with high recurrence rates. Therapies to prevent CDI, including recent FDA-approved live biotherapeutic products, are costly and have not been used to prevent primary infections. While a nontoxigenic C. difficile strain (NTCD-M3) protects against virulent CDI in animals and reduced CDI recurrence in a phase 2 clinical trial, protection against CDI recurrence in humans was variable and required high doses of the nontoxigenic strain. Here we show that an avirulent C. difficile isolate, ST1-75, efficiently outcompetes virulent C. difficile strains in mice when co-infected at a 1:1 ratio. Our data suggest that inter-strain competition results from ST1-75’s more rapid depletion of amino acids than the virulent R20291 strain. Our study identifies inter-strain nutrient depletion as a potentially exploitable mechanism to reduce the incidence of CDI.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».