Published May 15, 2012 | Version v1
Publication Open

Evolution of Burkholderia pseudomallei in Recurrent Melioidosis

Description

Burkholderia pseudomallei, the etiologic agent of human melioidosis, is capable of causing severe acute infection with overwhelming septicemia leading to death. A high rate of recurrent disease occurs in adult patients, most often due to recrudescence of the initial infecting strain. Pathogen persistence and evolution during such relapsing infections are not well understood. Bacterial cells present in the primary inoculum and in late infections may differ greatly, as has been observed in chronic disease, or they may be genetically similar. To test these alternative models, we conducted whole-genome comparisons of clonal primary and relapse B. pseudomallei isolates recovered six months to six years apart from four adult Thai patients. We found differences within each of the four pairs, and some, including a 330 Kb deletion, affected substantial portions of the genome. Many of the changes were associated with increased antibiotic resistance. We also found evidence of positive selection for deleterious mutations in a TetR family transcriptional regulator from a set of 107 additional B. pseudomallei strains. As part of the study, we sequenced to base-pair accuracy the genome of B. pseudomallei strain 1026b, the model used for genetic studies of B. pseudomallei pathogenesis and antibiotic resistance. Our findings provide new insights into pathogen evolution during long-term infections and have important implications for the development of intervention strategies to combat recurrent melioidosis.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

Burkholderia pseudomallei، العامل المسبب لداء الميلويد البشري، قادر على التسبب في عدوى حادة شديدة مع تسمم الدم الساحق مما يؤدي إلى الوفاة. يحدث معدل مرتفع من الأمراض المتكررة لدى المرضى البالغين، وغالبًا ما يكون ذلك بسبب عودة سلالة العدوى الأولية. استمرار مسببات الأمراض وتطورها خلال مثل هذه الالتهابات الانتكاسية ليست مفهومة جيدًا. قد تختلف الخلايا البكتيرية الموجودة في اللقاح الأولي وفي الالتهابات المتأخرة اختلافًا كبيرًا، كما لوحظ في الأمراض المزمنة، أو قد تكون متشابهة وراثيًا. لاختبار هذه النماذج البديلة، أجرينا مقارنات الجينوم الكامل للنسيلة الأولية والانتكاس. تعافى B. pseudomallei المعزولة من ستة أشهر إلى ست سنوات بصرف النظر عن أربعة مرضى تايلانديين بالغين. وجدنا اختلافات داخل كل زوج من الأزواج الأربعة، وبعضها، بما في ذلك حذف 330 كيلوبايت، أثر على أجزاء كبيرة من الجينوم. ارتبطت العديد من التغييرات بزيادة مقاومة المضادات الحيوية. وجدنا أيضًا دليلًا على الانتقاء الإيجابي للطفرات الضارة في منظم النسخ لعائلة TetR من مجموعة من 107 سلالات B. pseudomallei إضافية. كجزء من الدراسة، قمنا بتسلسل الجينوم الخاص بسلالة B. pseudomallei 1026b، وهو النموذج المستخدم للدراسات الجينية لمرض B. pseudomallei ومقاومة المضادات الحيوية. تقدم النتائج التي توصلنا إليها رؤى جديدة حول تطور مسببات الأمراض أثناء العدوى طويلة الأجل ولها آثار مهمة على تطوير استراتيجيات التدخل لمكافحة داء الميلويد المتكرر.

Translated Description (French)

Burkholderia pseudomallei, l'agent étiologique de la mélioïdose humaine, est capable de provoquer une infection aiguë sévère avec une septicémie écrasante entraînant la mort. Un taux élevé de récidive de la maladie survient chez les patients adultes, le plus souvent en raison de la recrudescence de la souche infectieuse initiale. La persistance et l'évolution des agents pathogènes au cours de ces infections récurrentes ne sont pas bien comprises. Les cellules bactériennes présentes dans l'inoculum primaire et dans les infections tardives peuvent différer considérablement, comme cela a été observé dans les maladies chroniques, ou elles peuvent être génétiquement similaires. Pour tester ces modèles alternatifs, nous avons effectué des comparaisons du génome entier des isolats clonaux primaires et de rechute de B. pseudomallei récupérés six mois à six ans à part de quatre patients thaïlandais adultes. Nous avons trouvé des différences au sein de chacune des quatre paires, et certaines, y compris une délétion de 330 Kb, ont affecté des parties substantielles du génome. De nombreux changements ont été associés à une augmentation de la résistance aux antibiotiques. Nous avons également trouvé des preuves d'une sélection positive pour des mutations délétères dans un régulateur transcriptionnel de la famille TetR à partir d'un ensemble de 107 souches supplémentaires de B. pseudomallei. Dans le cadre de l'étude, nous avons séquencé avec une précision de paire de base le génome de la souche 1026b de B. pseudomallei, le modèle utilisé pour les études génétiques de la pathogenèse et de la résistance aux antibiotiques de B. pseudomallei. Nos résultats fournissent de nouvelles informations sur l'évolution des agents pathogènes au cours des infections à long terme et ont des implications importantes pour le développement de stratégies d'intervention pour lutter contre la mélioïdose récurrente.

Translated Description (Spanish)

Burkholderia pseudomallei, el agente etiológico de la melioidosis humana, es capaz de causar una infección aguda grave con una septicemia abrumadora que conduce a la muerte. Se produce una alta tasa de enfermedad recurrente en pacientes adultos, la mayoría de las veces debido a la recrudescencia de la cepa infecciosa inicial. La persistencia y evolución de los patógenos durante tales infecciones recidivantes no se comprenden bien. Las células bacterianas presentes en el inóculo primario y en las infecciones tardías pueden diferir mucho, como se ha observado en las enfermedades crónicas, o pueden ser genéticamente similares. Para probar estos modelos alternativos, realizamos comparaciones de genoma completo de aislados clonales primarios y recidivantes de B. pseudomallei recuperados de seis meses a seis años de cuatro pacientes tailandeses adultos. Encontramos diferencias dentro de cada uno de los cuatro pares, y algunas, incluida una deleción de 330 Kb, afectaron a partes sustanciales del genoma. Muchos de los cambios se asociaron con una mayor resistencia a los antibióticos. También encontramos evidencia de selección positiva para mutaciones perjudiciales en un regulador transcripcional de la familia TetR de un conjunto de 107 cepas adicionales de B. pseudomallei. Como parte del estudio, secuenciamos con precisión de pares de bases el genoma de la cepa 1026b de B. pseudomallei, el modelo utilizado para los estudios genéticos de la patogénesis de B. pseudomallei y la resistencia a los antibióticos. Nuestros hallazgos proporcionan nuevos conocimientos sobre la evolución de los patógenos durante las infecciones a largo plazo y tienen implicaciones importantes para el desarrollo de estrategias de intervención para combatir la melioidosis recurrente.

Files

journal.pone.0036507&type=printable.pdf

Files (843.8 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:cea57babf6e82301a9ac35d7a675a9d9
843.8 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تطور Burkholderia pseudomallei في داء الملويدات المتكرر
Translated title (French)
Évolution de Burkholderia pseudomallei dans la mélioïdose récidivante
Translated title (Spanish)
Evolución de Burkholderia pseudomallei en Melioidosis Recurrente

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2006306188
DOI
10.1371/journal.pone.0036507

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Thailand

References

  • https://openalex.org/W1495696492
  • https://openalex.org/W1498935064
  • https://openalex.org/W1935763178
  • https://openalex.org/W1965869751
  • https://openalex.org/W1970786682
  • https://openalex.org/W1979152503
  • https://openalex.org/W1980740976
  • https://openalex.org/W1981824586
  • https://openalex.org/W1988824336
  • https://openalex.org/W1993133312
  • https://openalex.org/W1997137222
  • https://openalex.org/W2003665545
  • https://openalex.org/W2008338708
  • https://openalex.org/W2009986171
  • https://openalex.org/W2013341314
  • https://openalex.org/W2021341670
  • https://openalex.org/W2025007431
  • https://openalex.org/W2025544070
  • https://openalex.org/W2032247293
  • https://openalex.org/W2034472211
  • https://openalex.org/W2046335528
  • https://openalex.org/W2057545775
  • https://openalex.org/W2063639137
  • https://openalex.org/W2071483627
  • https://openalex.org/W2073002345
  • https://openalex.org/W2074539411
  • https://openalex.org/W2074963454
  • https://openalex.org/W2091814462
  • https://openalex.org/W2095877642
  • https://openalex.org/W2096618434
  • https://openalex.org/W2099596694
  • https://openalex.org/W2102659631
  • https://openalex.org/W2103441770
  • https://openalex.org/W2104349418
  • https://openalex.org/W2107233780
  • https://openalex.org/W2108234281
  • https://openalex.org/W2109548505
  • https://openalex.org/W2110559356
  • https://openalex.org/W2112113834
  • https://openalex.org/W2113679691
  • https://openalex.org/W2115301897
  • https://openalex.org/W2119180969
  • https://openalex.org/W2119923823
  • https://openalex.org/W2121016876
  • https://openalex.org/W2124088344
  • https://openalex.org/W2127031591
  • https://openalex.org/W2127729727
  • https://openalex.org/W2128730778
  • https://openalex.org/W2133435340
  • https://openalex.org/W2135163067
  • https://openalex.org/W2142516915
  • https://openalex.org/W2142584876
  • https://openalex.org/W2146709794
  • https://openalex.org/W2148149677
  • https://openalex.org/W2149184205
  • https://openalex.org/W2149615908
  • https://openalex.org/W2150477242
  • https://openalex.org/W2152831346
  • https://openalex.org/W2154846135
  • https://openalex.org/W2158193195
  • https://openalex.org/W2159696489
  • https://openalex.org/W2170836818
  • https://openalex.org/W2171535756
  • https://openalex.org/W2172025654
  • https://openalex.org/W4249054059
  • https://openalex.org/W4251649312