Identificación de polimorfismos en genes asociados con la baja permeabilidad celular en cepas drogorresistentes de Mycobacterium tuberculosis

Abstract

Tuberculosis is considered a global emergency by WHO. It requires a lengthy treatment that leads to the emergence of antibiotic-resistant strains. Discrepancies between phenotypic and acquired genotypic resistance have been reported in M. tuberculosis to date. To better understand this phenomenon, genomic sequencing is necessary, followed by the search for mutations in genes other than canonical, such as those related to constitutive resistance. Therefore, the following study aims to identify polymorphisms in the gene sequence involved in the cellular permeability of M. tuberculosis strains with discrepancies in resistance, through the sequencing of strains isolated from Mexico and obtained from databases. In addition, it aims to identify differences in the proportion of fatty acids in the mycomembrane that may be associated with drug-resistant phenotypes. For this purpose, 6 M. tuberculosis strains isolated in Michoacán were selected. Through genome sequencing, a search for SNPs was conducted using MTBseq. This methodology identified 121 SNPs in various genes, with a higher proportion in the Rv3087 gene. Genotypic resistance was determined using TB-PROFILER, and phenotypic resistance was determined using the BACTEC MGIT 960 liquid method. Fatty acid profiles were determined through gas chromatography. Among the analyzed strains, MYC036, MYC072, MYC075, and MYC087 showed resistance to two antibiotics, MYC078 showed resistance to streptomycin, and MYC061, MYC093, and MYC096 were sensitive. 55.5% of the strains showed phenotypic-genotypic inconsistencies. Gas chromatography revealed that strains with inconsistencies are characterized by high concentrations of methyl esters of fatty acids 16:0, 18:0, 19:0, and tuberculostearic acid, and low concentrations of methyl esters of fatty acid 14:0. This can directly impact the permeability of the cellular mycomembrane and drug resistance in strains.

La tuberculosis es considerada una emergencia mundial por la OMS. Requiere de un tratamiento largo que redunda en el surgimiento de cepas resistentes a antibióticos. A la fecha se han reportado en M. tuberculosis, discrepancias entre la resistencia fenotípica y la resistencia genotípica adquirida. Para entender mejor este fenómeno, es necesaria la secuenciación genómica y posterior búsqueda de mutaciones en genes diferentes a los canónicos, por ejemplo, en aquellos relacionados con la resistencia constitutiva. Por ello el siguiente trabajo pretende identificar polimorfismos en la secuencia de genes involucrados en la permeabilidad celular de cepas de M. tuberculosis con discrepancias en la resistencia, mediante la secuenciación de cepas aisladas de México y obtenidas de bases de datos. Además de identificar diferencias en la proporción de ácidos grasos en la micomembrana que pudieran estar asociados con los fenotipos drogorresistentes. Para esto, se seleccionaron 6 cepas de M. tuberculosis aisladas en Michoacán las cuales a partir de la secuenciación del genoma se realizó una búsqueda de SNPs con MTBseq. A partir de esta metodología se identificaron 121 SNP's en varios genes, en mayor proporción en el gen Rv3087.La resistencia genotípica se determinó con TB-PROFILER y la resistencia fenotípica mediante el método líquido BACTEC MGIT 960. El perfil de ácidos grasos se determinó mediante cromatografía de gases. De las cepas analizadas, las cepas MYC036, MYC072, MYC075 y MYC087 presentaron resistencia a dos antibióticos, la cepa MYC078 presentó resistencia a estreptomicina y las cepas MYC061, MYC093 y MYC096 resultaron sensibles. El 55.5% de las cepas presentaron inconsistencias fenotípicas-genotípicas. Mediante la cromatografia de gases se observó que las cepas con inconsistencias se caracterizan por presentar altas concentraciones de los ésteres metilícos de ácidos grasos 16:0, 18:0, 19:0 y el ácido tuberculoestéarico y bajas concentraciones de los ésteres metílicos del ácido graso 14:0, lo que puede repercutir directamente en la permeabilidad de la micomembrana celular y en la drogorresistencia de las cepas.