Published February 2, 2017 | Version v1
Publication Open

Genetic diversity of Plasmodium vivax metacaspase 1 and Plasmodium vivax multi-drug resistance 1 genes of field isolates from Mauritania, Sudan and Oman

Creators

  • 1. Institut de Chimie et Biochimie Moléculaires et Supramoléculaires
  • 2. Claude Bernard University Lyon 1
  • 3. French National Centre for Scientific Research
  • 4. University of Nouakchott Al Aasriya
  • 5. Royal Hospital
  • 6. Ain Shams University
  • 7. University of Khartoum
  • 8. Hospices Civils de Lyon
  • 9. Hôpital de la Croix-Rousse
  • 10. Ministry of Health

Description

Plasmodium vivax is the second most important human malaria parasite, widely spread across the world. This parasite is associated with important issues in the process toward malaria elimination, including potential for relapse and increased resistance to chloroquine. Plasmodium vivax multi-drug resistant (pvmdr1) is suspected to be a marker of resistance although definitive evidence is lacking. Progress has been made in knowledge of biological factors affecting parasite growth, including mechanisms of regulated cell death and the suspected role of metacaspase. Plasmodium vivax metacaspase1 (PvMCA1-cd) has been described with a catalytic domain composed of histidine (H372) and cysteine (C428) residues. The aim of this study was to test for a link between the conserved histidine and cysteine residues in PvMCA1-cd, and the polymorphism of the P. vivax multi-drug resistant gene (pvmdr1). Thirty P. vivax isolates were collected from Mauritania, Sudan, and Oman. Among the 28 P. vivax isolates successfully sequenced, only 4 samples showed the conserved His (372)–Cys (428) residues in PvMCA1-cd. Single nucleotide polymorphisms observed were H372T (46.4%), H372D (39.3%), and C428R (85.7%). A new polymorphic catalytic domain was observed at His (282)–Cys (305) residues. Sequences alignment analysis of pvmdr1 showed SNP in the three codons 958, 976 and 1076. A single SNP was identified at the codon M958Y (60%), 2 SNPs were found at the position 976: Y976F (13%) and Y976V (57%), and 3 SNPs were identified at the position 1076: F1076L (40%), F1076T (53%) and F1076I (3%). Only one isolate was wildtype in all three codons (MYF), 27% were single MYL mutants, and 10% were double MFL mutants. Three new haplotypes were also identified: the triple mutant YVT was most prevalent (53.3%) distributed in the three countries, while triple YFL and YVI mutants (3%), were only found in samples from Sudan and Mauritania. Triple or quadruple mutants for metacaspase genes and double or triple mutants for Pvmdr1 were observed in 24/28 and 19/28 samples. There was no difference in the frequency of mutations between PvMCA1-cd and Pvmdr1 (P > 0.2). Histidine and cysteine residues in PvMCA1-cd are highly polymorphic and linkage disequilibrium with SNPs of Pvmdr1 gene may be expected from these three areas with different patterns of P. vivax transmission.

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

Translated Description (Arabic)

المتصورة النشيطة هي ثاني أهم طفيليات الملاريا البشرية، وتنتشر على نطاق واسع في جميع أنحاء العالم. يرتبط هذا الطفيل بقضايا مهمة في عملية القضاء على الملاريا، بما في ذلك احتمال الانتكاس وزيادة المقاومة للكلوروكين. يُشتبه في أن المتصورة النشيطة المقاومة للأدوية المتعددة (pvmdr1) هي علامة على المقاومة على الرغم من عدم وجود أدلة قاطعة. تم إحراز تقدم في معرفة العوامل البيولوجية التي تؤثر على نمو الطفيليات، بما في ذلك آليات موت الخلايا المنظم والدور المشتبه به للميتاكسباس. تم وصف Plasmodium vivax metacaspase1 (PvMCA1 - cd) بمجال حفاز يتكون من بقايا الهيستيدين (H372) والسيستين (C428). كان الهدف من هذه الدراسة هو اختبار وجود صلة بين بقايا الهيستيدين والسيستين المحفوظة في PvMCA1 - cd، وتعدد أشكال جين P. vivax المقاوم للأدوية المتعددة (pvmdr1). تم جمع ثلاثين فصيلة من فصيلة P. vivax من موريتانيا والسودان وعمان. من بين 28 عزلًا من P. vivax تم تسلسلها بنجاح، أظهرت 4 عينات فقط بقايا His المحفوظة (372) - Cys (428) في PvMCA1 - cd. كانت الأشكال المتعددة للنيوكليوتيدات المفردة التي لوحظت هي H372T (46.4 ٪) و H372D (39.3 ٪) و C428R (85.7 ٪). لوحظ مجال حفاز متعدد الأشكال جديد في بقايا His (282 )- Cys (305). أظهر تحليل محاذاة التسلسلات لـ pvmdr1 SNP في الرموز الثلاثة 958 و 976 و 1076. تم تحديد SNP واحد في الكودون M958Y (60 ٪)، وتم العثور على 2 SNPs في الموضع 976: Y976F (13 ٪) و Y976V (57 ٪)، وتم تحديد 3 SNPs في الموضع 1076: F1076L (40 ٪)، F1076T (53 ٪) و F1076I (3 ٪). كان هناك عزل واحد فقط من النوع البري في جميع الكودونات الثلاثة (MYF)، و 27 ٪ من طفرات MYL الفردية، و 10 ٪ من طفرات MFL المزدوجة. كما تم تحديد ثلاثة أنماط فردية جديدة: الطفرة الثلاثية YVT كانت الأكثر انتشارًا (53.3 ٪) موزعة في البلدان الثلاثة، في حين تم العثور على طفرات YFL و YVI الثلاثية (3 ٪) فقط في عينات من السودان وموريتانيا. لوحظت طفرات ثلاثية أو رباعية لجينات metacaspase وطفرات مزدوجة أو ثلاثية لـ Pvmdr1 في عينات 24/28 و 19/28. لم يكن هناك فرق في تواتر الطفرات بين PvMCA1 - cd و Pvmdr1 (P > 0.2). بقايا الهيستيدين والسيستين في PvMCA1 - cd هي متعددة الأشكال للغاية ويمكن توقع عدم توازن الارتباط مع SNPs من جين Pvmdr1 من هذه المناطق الثلاث مع أنماط مختلفة من انتقال P. vivax.

Translated Description (French)

Plasmodium vivax est le deuxième plus important parasite du paludisme humain, largement répandu dans le monde. Ce parasite est associé à des problèmes importants dans le processus d'élimination du paludisme, notamment le risque de rechute et une résistance accrue à la chloroquine. Plasmodium vivax multi-drug resistant (pvmdr1) est suspecté d'être un marqueur de résistance bien que des preuves définitives fassent défaut. Des progrès ont été réalisés dans la connaissance des facteurs biologiques affectant la croissance des parasites, y compris les mécanismes de la mort cellulaire régulée et le rôle présumé de la métacaspase. Plasmodium vivax metacaspase1 (PvMCA1-cd) a été décrit avec un domaine catalytique composé de résidus histidine (H372) et cystéine (C428). L'objectif de cette étude était de tester un lien entre les résidus d'histidine et de cystéine conservés dans PvMCA1-cd, et le polymorphisme du gène multirésistant de P. vivax (pvmdr1). Trente isolats de P. vivax ont été prélevés en Mauritanie, au Soudan et à Oman. Parmi les 28 isolats de P. vivax séquencés avec succès, seuls 4 échantillons ont montré les résidus His (372)–Cys (428) conservés dans PvMCA1-cd. Les polymorphismes de nucléotides uniques observés étaient H372T (46,4 %), H372D (39,3 %) et C428R (85,7 %). Un nouveau domaine catalytique polymorphe a été observé au niveau des résidus His (282)–Cys (305). L'analyse de l'alignement des séquences de pvmdr1 a montré SNP dans les trois codons 958, 976 et 1076. Un seul SNP a été identifié au codon M958Y (60%), 2 SNP ont été trouvés à la position 976 : Y976F (13%) et Y976V (57%), et 3 SNP ont été identifiés à la position 1076 : F1076L (40%), F1076T (53%) et F1076I (3%). Un seul isolat était de type sauvage dans les trois codons (MYF), 27 % étaient des mutants MYL simples et 10 % étaient des mutants MFL doubles. Trois nouveaux haplotypes ont également été identifiés : le triple mutant YVT était le plus répandu (53,3 %) distribué dans les trois pays, tandis que les triple mutants YFL et YVI (3 %) n'ont été trouvés que dans des échantillons du Soudan et de la Mauritanie. Des mutants triples ou quadruples pour les gènes de métacaspase et des mutants doubles ou triples pour Pvmdr1 ont été observés dans les échantillons 24/28 et 19/28. Il n'y avait pas de différence dans la fréquence des mutations entre PvMCA1-cd et Pvmdr1 (P > 0,2). Les résidus d'histidine et de cystéine dans PvMCA1-cd sont hautement polymorphes et un déséquilibre de liaison avec les SNP du gène Pvmdr1 peut être attendu dans ces trois zones avec des modèles différents de transmission de P. vivax.

Translated Description (Spanish)

Plasmodium vivax es el segundo parásito de la malaria humana más importante, ampliamente extendido en todo el mundo. Este parásito se asocia con problemas importantes en el proceso hacia la eliminación de la malaria, incluida la posibilidad de recaída y el aumento de la resistencia a la cloroquina. Se sospecha que Plasmodium vivax multirresistente (pvmdr1) es un marcador de resistencia, aunque se carece de evidencia definitiva. Se ha avanzado en el conocimiento de los factores biológicos que afectan el crecimiento del parásito, incluidos los mecanismos de muerte celular regulada y el presunto papel de la metacaspasa. Plasmodium vivax metacaspase1 (PvMCA1-cd) se ha descrito con un dominio catalítico compuesto por residuos de histidina (H372) y cisteína (C428). El objetivo de este estudio fue probar un vínculo entre los residuos de histidina y cisteína conservados en PvMCA1-cd y el polimorfismo del gen resistente a múltiples fármacos de P. vivax (pvmdr1). Se recolectaron treinta aislados de P. vivax de Mauritania, Sudán y Omán. Entre los 28 aislados de P. vivax secuenciados con éxito, solo 4 muestras mostraron los residuos His (372)–Cys (428) conservados en PvMCA1-cd. Los polimorfismos de un solo nucleótido observados fueron H372T (46.4%), H372D (39.3%) y C428R (85.7%). Se observó un nuevo dominio catalítico polimórfico en los residuos His (282)–Cys (305). El análisis de alineación de secuencias de pvmdr1 mostró SNP en los tres codones 958, 976 y 1076. Se identificó un solo SNP en el codón M958Y (60%), se encontraron 2 SNP en la posición 976: Y976F (13%) e Y976V (57%), y se identificaron 3 SNP en la posición 1076: F1076L (40%), F1076T (53%) y F1076I (3%). Solo un aislado era de tipo salvaje en los tres codones (MYF), el 27% eran mutantes MYL individuales y el 10% eran mutantes MFL dobles. También se identificaron tres nuevos haplotipos: el YVT triple mutante fue el más prevalente (53,3%) distribuido en los tres países, mientras que los mutantes triples YFL e YVI (3%), solo se encontraron en muestras de Sudán y Mauritania. Se observaron mutantes triples o cuádruples para los genes de metacaspasa y mutantes dobles o triples para Pvmdr1 en 24/28 y 19/28 muestras. No hubo diferencia en la frecuencia de mutaciones entre PvMCA1-cd y Pvmdr1 (P > 0.2). Los residuos de histidina y cisteína en PvMCA1-cd son altamente polimórficos y se puede esperar un desequilibrio de ligamiento con los SNP del gen Pvmdr1 de estas tres áreas con diferentes patrones de transmisión de P. vivax.

Files

s12936-017-1687-1.pdf

Files (1.1 MB)

⚠️ 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:af13c4e3f533d7a411faf13950d4f8c2
1.1 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
التنوع الوراثي للمتصورة النشيطة metacaspase 1 والمتصورة النشيطة المقاومة للأدوية المتعددة 1 جينات الحقل معزولة عن موريتانيا والسودان وعمان
Translated title (French)
Diversité génétique des gènes Plasmodium vivax métacaspase 1 et Plasmodium vivax multi-drug resistance 1 d'isolats de terrain de Mauritanie, du Soudan et d'Oman
Translated title (Spanish)
Diversidad genética de los genes de metacaspasa 1 de Plasmodium vivax y resistencia a múltiples fármacos 1 de Plasmodium vivax de aislados de campo de Mauritania, Sudán y Omán

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2585259477
DOI
10.1186/s12936-017-1687-1

Is supplement to
https://openalex.org/W4308255883 (Other)
https://openalex.org/W3158627922 (Other)
https://openalex.org/W3036868911 (Other)
https://openalex.org/W2766974726 (Other)
https://openalex.org/W25995060 (Other)
https://openalex.org/W2516822342 (Other)
https://openalex.org/W2509858822 (Other)
https://openalex.org/W2402180649 (Other)
https://openalex.org/W2374896030 (Other)
https://openalex.org/W2149953179 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Egypt

References

  • https://openalex.org/W1929100524
  • https://openalex.org/W1964482047
  • https://openalex.org/W1965990047
  • https://openalex.org/W1968044713
  • https://openalex.org/W1968129388
  • https://openalex.org/W1974756321
  • https://openalex.org/W1987546203
  • https://openalex.org/W1997128330
  • https://openalex.org/W2018430536
  • https://openalex.org/W2024475946
  • https://openalex.org/W2025426978
  • https://openalex.org/W2026513070
  • https://openalex.org/W2026988411
  • https://openalex.org/W2030864103
  • https://openalex.org/W2058896092
  • https://openalex.org/W2060108152
  • https://openalex.org/W2090403142
  • https://openalex.org/W2090630669
  • https://openalex.org/W2112893129
  • https://openalex.org/W2128223083
  • https://openalex.org/W2131095198
  • https://openalex.org/W2131947906
  • https://openalex.org/W2132469222
  • https://openalex.org/W2138093569
  • https://openalex.org/W2140055883
  • https://openalex.org/W2147126290
  • https://openalex.org/W2152636972
  • https://openalex.org/W2154307526
  • https://openalex.org/W2158087577
  • https://openalex.org/W2162315488
  • https://openalex.org/W2165572950
  • https://openalex.org/W2169585492
  • https://openalex.org/W2170272128
  • https://openalex.org/W2172920258
  • https://openalex.org/W2205343376
  • https://openalex.org/W2272264807
  • https://openalex.org/W2276595773
  • https://openalex.org/W2326076643
  • https://openalex.org/W2336042809
  • https://openalex.org/W2343774197
  • https://openalex.org/W2462041221
  • https://openalex.org/W3171781738
  • https://openalex.org/W4232254803