Estudio de los determinantes genéticos asociados a la resistencia a antibióticos en cepas de M. tuberculosis aisladas en Michoacán

Abstract

The Actinobacteria Mycobacterium tuberculosis is the causal agent of tuberculosis (TB). Based on the antibiotic resistance of Mycobacterium tuberculosis, TB strains have been classified as multidrug-resistant (MDR-TB) and extensively drug-resistant (XDR-TB). The six-month treatment against TB involves rifampin, isoniazid, pyrazinamide, ethambutol and streptomycin. Associations between mutations in specific genes and resistance to antibiotics have been reported (rpoB and rifampicin; katG and promoter mabA and isoniazid; pncA and pyrazinamide; embB and ethambutol; rrs and rpsL and streptomycin). The frequency of these mutations varies in each country and region within a country so in order to design diagnostics tools, the relationship between mutations and first line resistance patterns in each country must be known. We recognized the susceptibility patterns (using BACTEC-MGIT equipment) and detected mutations (by PCR amplification, sequencing of genes of interest, alignment with Clustal X 2.0 software, and comparison with the TB Drug Resistance Mutation Database) in 33 strains of Mycobacterium tuberculosis collected in the state of Michoacán from 2009 to 2011. We found 21.2% of the studied strains were resistant to rifampin. Genes katG and rpoB showed the highest mutation percentage within the studied collection of strains (30.3% and 27.2%, respectively). 54.5% of the strains presents at least one mutation in any of the analyzed genes. Our analysis of resistant strains found both new and previously reported in the literature mutations such as the katG gene Ser315Thr. As reported for other regions of the world, the four analyzed strains isolated from patients with meningeal tuberculosis showed extensive drug susceptibility of first line antibiotics. Only two of the latter strains had mutations in the katG gene: strain 049 with synonymous Ala411Ala mutation having no influence on antibiotics sensitivity, and 040 with Arg463Leu mutation reported as producing resistance in some cases. 62.5% of the strains resistant to drugs showed some resistance mutation.

El agente causal de la tuberculosis (TB) es Mycobacterium tuberculosis. El tratamiento estándar contra la TB involucra seis meses con rifampicina, isoniazida, pirazinamida, etambutol y estreptomicina. En base a la resistencia de las cepas de Mycobacterium tuberculosis, las cepas se han clasificado en Multidrogorresistentes (MDR-TB) y extremadamente drogorresistentes (XDR-TB). Se han encontrado asociaciones entre mutaciones en el gen rpoB y la resistencia a rifampicina; el gen katG y el promotor mabA y la resistencia a isoniazida; el gen pncA y la resistencia a pirazinamida; el gen embB y la resistencia a etambutol; los genes rrs y rpsL y la resistencia a estreptomicina. La presencia de estas mutaciones varía en frecuencia en cada país y por región en un mismo país. Por lo que para poder diseñar herramientas diagnósticas, es necesario conocer la relación entre dichas mutaciones y los patrones de resistencia hacia medicamentos de primera línea en cada región. En el presente trabajo se realizaron mediante el equipo BACTEC-MGIT, los antibiogramas de 33 cepas de Mycobacterium tuberculosis recolectadas del 2009 al 2011 en el estado de Michoacán, encontrándose que el 21.2% de las cepas fueron resistentes a rifampicina. Las mutaciones se detectaron mediante amplificación por PCR, secuenciación de los genes de interés, alineamiento con el programa Clustal X 2.0 y comparación con TB Database y TB Drug Resistance Mutation Database. El gen que presentó mayor porcentaje de mutaciones fue el gen katG (30.3%). El 54.5% de las cepas presentan al menos una mutación en cualquiera de los genes analizados. Al analizar las cepas resistentes encontramos mutaciones reportadas en la bibliografía, pero también encontramos mutaciones nuevas. Entre las cepas analizadas destacan 4 provenientes de pacientes con tuberculosis meníngea, que presentaron amplia sensibilidad a los medicamentos de la primera línea, hecho que coincide con lo reportado en otras regiones del mundo. 62.5% de las cepas resistentes a algún medicamento, presentaron alguna mutación relacionada a resistencia.