Polymorphonuclear neutrophil depletion in ileal tissues reduces the immunopathology induced by Clostridioides difficile toxins

Abstract

Introduction: Clostridioides difficile, a leading cause of healthcare-associated infections, causes significant morbidity and mortality. Its pathogenesis centers on TcdA and TcdB toxins, which disrupt intestinal integrity, trigger inflammation, and promote extensive neutrophil infiltration.Objective: The main objective of this study was to evaluate the role of PMNs in CDI using neutrophil depletion in a murine-ileal-ligated loop. Methods: Mice were treated with C. difficile toxins TcdA, TcdB, and TcdBv, with PMN depletion achieved via intraperitoneal injections of Ly6G/Ly6C antibody. Histopathological analysis, cytokine quantification, and MPO activity assays were performed to assess the inflammatory and tissue damage responses. Results: PMN depletion significantly reduced histopathological damage and proinflammatory responses. TcdA induced the highest inflammation and epithelial damage, while TcdB showed lower activity, except for MPO. TcdBvNAP1's activity was comparable to that of TcdBNAP1 but less than TcdA. The findings indicate that TcdA's enterotoxin effects are more damaging than TcdBs from different strains and confirm the critical role of PMNs in CDI pathogenesis. Conclusion: Our results show that PMN depletion reduced inflammatory responses and tissue damage, highlighting potential therapeutic strategies targeting PMN regulation. Further research on PMN extracellular traps (NETs) and their role in CDI is necessary to develop comprehensive treatments. Future studies should focus on combined in vivo and in vitro approaches to fully understand the pathological mechanisms and identify effective biomarkers for CDI therapy.Introducción: Clostridioides difficile, una de las principales causas de infecciones asociadas a la atención sanitaria, provoca una morbilidad y mortalidad significativas. Su patogénesis se centra en las toxinas TcdA y TcdB, que alteran la integridad intestinal, desencadenan la inflamación y favorecen una infiltración neutrofílica extensa. Objetivo: El objetivo principal de este estudio fue evaluar el papel de los PMN en la infección por C. difficile (CDI) mediante la depleción de neutrófilos en un modelo murino de asa ileal ligada. Métodos: Se trató a los ratones con las toxinas de C. difficile TcdA, TcdB y TcdBv, y se logró la depleción de PMN mediante inyecciones intraperitoneales de anticuerpo Ly6G/Ly6C. Se realizaron análisis histopatológicos, cuantificación de citocinas y ensayos de actividad de la MPO para evaluar las respuestas inflamatorias y el daño tisular. Resultados: La reducción de los PMN disminuyó significativamente el daño histopatológico y las respuestas proinflamatorias. La TcdA indujo la mayor inflamación y daño epitelial, mientras que la TcdB mostró una menor actividad, excepto en el caso de la MPO. La actividad de la TcdBvNAP1 fue comparable a la de la TcdBNAP1, pero inferior a la de la TcdA. Los hallazgos indican que los efectos de la enterotoxina TcdA son más dañinos que los de las TcdB de diferentes cepas y confirman el papel crítico de los PMN en la patogénesis de la CDI. Conclusión: Nuestros resultados muestran que la depleción de PMN redujo las respuestas inflamatorias y el daño tisular, lo que pone de relieve posibles estrategias terapéuticas dirigidas a la regulación de los PMN. Es necesario investigar más a fondo las trampas extracelulares de PMN (NET) y su papel en la CDI para desarrollar tratamientos integrales. Los estudios futuros deberían centrarse en enfoques combinados in vivo e in vitro para comprender plenamente los mecanismos patológicos e identificar biomarcadores eficaces para el tratamiento de la CDI.