Published June 22, 2014 | Version v1
Publication Open

Molecular characterization of amikacin, kanamycin and capreomycin resistance in M/XDR-TB strains isolated in Thailand

Creators

  • 1. King Mongkut's Institute of Technology Ladkrabang
  • 2. National Science and Technology Development Agency
  • 3. National Center for Genetic Engineering and Biotechnology
  • 4. Siriraj Hospital
  • 5. Mahidol University

Description

The emergence of multidrug-resistant tuberculosis (MDR-TB) and extensively drug-resistant tuberculosis (XDR-TB) makes the treatment and control of tuberculosis difficult. Rapid detection of drug-resistant strains is important for the successful treatment of drug-resistant tuberculosis; however, not all resistance mechanisms to the injectable second-line drugs such as amikacin (AK), kanamycin (KM), and capreomycin (CAP) are well understood. This study aims to validate the mechanisms associated with AK, KM, and CAP resistance in M. tuberculosis clinical strains isolated in Thailand.A total of 15,124 M. tuberculosis clinical strains were isolated from 23,693 smear-positive sputum samples sent from 288 hospitals in 46 of 77 provinces of Thailand. Phenotypic analysis identified 1,294 strains as MDR-TB and second-line drugs susceptibility was performed in all MDR-TB strains and revealed 58 XDR-TB strains. Twenty-nine KM-resistant strains (26 XDR-TB and 3 MDR-TB) could be retrieved and their genes associated with AK, KM, and CAP resistance were investigated compared with 27 KM-susceptible strains. Mutation of the rrs (A1401G) was found in 21 out of 29 KM-resistant strains whereas mutations of eis either at C-14 T or at G-37 T were found in 5 strains. Three remaining KM-resistant strains did not contain any known mutations. Capreomycin resistance was determined in 28 of 29 KM-resistant strains. Analysis of tlyA revealed that the A33G mutation was found in all CAP-resistant strains and also in susceptible strains. In contrast, the recently identified tlyA mutation T539G and the novel Ins49GC were found in two and one CAP-resistant strains, respectively. In addition, our finding demonstrated the insertion of cytosine at position 581 of the tap, a putative drug efflux encoding gene, in both KM-resistant and KM-susceptible strains.Our finding demonstrated that the majority of KM resistance mechanism in Thai M. tuberculosis clinical strains was rrs mutation at A1401G. Mutations of the eis promoter region either at C-14 T or G-37 T was found in 5 of 29 strains whereas three strains did not contain any known mutations. For CAP resistance, 3 of 28 CAP-resistant strains contained either T539G or Ins49GC mutations at tlyA that might be associated with the resistant phenotype.

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

Translated Description (Arabic)

إن ظهور السل المقاوم للأدوية المتعددة (MDR - TB) والسل المقاوم للأدوية على نطاق واسع (XDR - TB) يجعل علاج السل ومكافحته أمرًا صعبًا. يعد الكشف السريع عن السلالات المقاومة للأدوية أمرًا مهمًا لنجاح علاج السل المقاوم للأدوية ؛ ومع ذلك، ليست كل آليات مقاومة أدوية الخط الثاني القابلة للحقن مثل الأميكاسين (AK) والكانامايسين (KM) والكابريومايسين (CAP) مفهومة جيدًا. تهدف هذه الدراسة إلى التحقق من صحة الآليات المرتبطة بمقاومة AK و KM و CAP في السلالات السريرية لمرض السل المعزولة في تايلاند. تم عزل ما مجموعه 15,124 م. السلالات السريرية لمرض السل من 23,693 عينة بلغم إيجابية اللطاخة تم إرسالها من 288 مستشفى في 46 من أصل 77 مقاطعة في تايلاند. حدد تحليل النمط الظاهري 1294 سلالة مثل السل المقاوم للأدوية المتعددة وتم إجراء حساسية أدوية الخط الثاني في جميع سلالات السل المقاوم للأدوية المتعددة وكشف عن 58 سلالة من السل المقاوم للأدوية المتعددة. يمكن استرداد تسعة وعشرين سلالة مقاومة للكيلومتر (26 سل XDR - TB و 3 سل المقاوم للأدوية المتعددة MDR - TB) والتحقيق في جيناتهم المرتبطة بمقاومة AK و KM و CAP مقارنة بـ 27 سلالة حساسة للكيلومتر. تم العثور على طفرة rrs (A1401G) في 21 من أصل 29 سلالة مقاومة للكيلو متر في حين تم العثور على طفرات eis إما في C -14 T أو في G -37 T في 5 سلالات. لم تحتوي ثلاث سلالات متبقية مقاومة لإدارة المعرفة على أي طفرات معروفة. تم تحديد مقاومة الكابريومايسين في 28 من أصل 29 سلالة مقاومة للكيلو متر. كشف تحليل tlyA أنه تم العثور على طفرة A33G في جميع السلالات المقاومة لـ CAP وأيضًا في السلالات الحساسة. على النقيض من ذلك، تم العثور على طفرة tlyA التي تم تحديدها مؤخرًا T539G والرواية Ins49GC في سلالتين مقاومتين للكاب، على التوالي. بالإضافة إلى ذلك، أظهرت النتائج التي توصلنا إليها إدخال السيتوزين في الموضع 581 من الصنبور، وهو جين تشفير تدفق الدواء المفترض، في كل من السلالات المقاومة لمدى المعرفة والسلالات الحساسة لمدى المعرفة. أظهرت النتائج التي توصلنا إليها أن غالبية آلية مقاومة مدى المعرفة في السلالات السريرية لمرض السل التايلاندي كانت طفرة rrs في A1401G. تم العثور على طفرات في منطقة معزز EIS إما عند C -14 T أو G -37 T في 5 من 29 سلالة في حين أن ثلاث سلالات لم تحتوي على أي طفرات معروفة. بالنسبة لمقاومة الغطاء، احتوت 3 من 28 سلالة مقاومة للغطاء إما على طفرات T539G أو Ins49GC عند tlyA والتي قد تكون مرتبطة بالنمط الظاهري المقاوم.

Translated Description (French)

L'émergence de la tuberculose multirésistante (TB-MR) et de la tuberculose ultrarésistante (TB-XDR) rend le traitement et le contrôle de la tuberculose difficiles. La détection rapide des souches pharmacorésistantes est importante pour le succès du traitement de la tuberculose pharmacorésistante ; cependant, tous les mécanismes de résistance aux médicaments injectables de deuxième intention tels que l'amikacine (AK), la kanamycine (KM) et la capréomycine (CAP) ne sont pas bien compris. Cette étude vise à valider les mécanismes associés à la résistance à l'AK, à la KM et à la CAP dans les souches cliniques de M. tuberculosis isolées en Thaïlande. Un total de 15 124 souches cliniques de M. tuberculosis ont été isolées à partir de 23 693 échantillons d'expectorations frottis positifs envoyés à partir de 288 hôpitaux dans 46 des 77 provinces de Thaïlande. L'analyse phénotypique a identifié 1 294 souches de tuberculose multirésistante et une sensibilité aux médicaments de deuxième intention a été réalisée dans toutes les souches de tuberculose multirésistante et a révélé 58 souches de tuberculose ultrarésistante. Vingt-neuf souches résistantes à la KM (26 XDR-TB et 3 MDR-TB) ont pu être récupérées et leurs gènes associés à la résistance à l'AK, à la KM et à la CAP ont été étudiés par rapport à 27 souches sensibles à la KM. Une mutation du rrs (A1401G) a été trouvée dans 21 des 29 souches résistantes au KM alors que des mutations de l'eis soit au C-14 T soit au G-37 T ont été trouvées dans 5 souches. Trois souches restantes résistantes au KM ne contenaient aucune mutation connue. La résistance à la capréomycine a été déterminée dans 28 des 29 souches résistantes à la KM. L'analyse de tlyA a révélé que la mutation A33G a été trouvée dans toutes les souches résistantes à la cap et également dans les souches sensibles. En revanche, la mutation tlyA T539G récemment identifiée et le nouveau Ins49GC ont été trouvés dans deux et une souches résistantes à la cap, respectivement. De plus, notre découverte a démontré l'insertion de la cytosine à la position 581 du TAP, un gène codant pour l'efflux de médicament présumé, à la fois dans les souches résistantes à la KM et sensibles à la KM. Notre découverte a démontré que la majorité du mécanisme de résistance à la KM dans les souches cliniques thaïlandaises de M. tuberculosis était une mutation rrs à A1401G. Des mutations de la région du promoteur de l'EIS au niveau de C-14 T ou de G-37 T ont été trouvées dans 5 des 29 souches alors que trois souches ne contenaient aucune mutation connue. Pour la résistance à la CAP, 3 des 28 souches résistantes à la cap contenaient des mutations T539G ou Ins49GC à tlyA qui pourraient être associées au phénotype résistant.

Translated Description (Spanish)

La aparición de la tuberculosis multirresistente (MDR-TB) y la tuberculosis extensamente farmacorresistente (XDR-TB) dificulta el tratamiento y el control de la tuberculosis. La detección rápida de cepas resistentes a los medicamentos es importante para el tratamiento exitoso de la tuberculosis resistente a los medicamentos; sin embargo, no se conocen bien todos los mecanismos de resistencia a los medicamentos inyectables de segunda línea, como la amikacina (AK), la kanamicina (KM) y la capreomicina (CAP). Este estudio tiene como objetivo validar los mecanismos asociados con la resistencia a AK, KM y CAP en cepas clínicas de M. tuberculosis aisladas en Tailandia. Se aislaron un total de 15.124 cepas clínicas de M. tuberculosis de 23.693 muestras de esputo con frotis positivo enviadas desde 288 hospitales en 46 de 77 provincias de Tailandia. El análisis fenotípico identificó 1294 cepas como MDR-TB y la susceptibilidad a los fármacos de segunda línea se realizó en todas las cepas de MDR-TB y reveló 58 cepas de XDR-TB. Se pudieron recuperar veintinueve cepas resistentes a KM (26 XDR-TB y 3 MDR-TB) y se investigaron sus genes asociados con la resistencia a AK, KM y CAP en comparación con cepas susceptibles a 27 KM. La mutación de la rrs (A1401G) se encontró en 21 de las 29 cepas resistentes a KM, mientras que las mutaciones de eis en C-14 T o en G-37 T se encontraron en 5 cepas. Tres cepas resistentes a KM restantes no contenían ninguna mutación conocida. La resistencia a la capreomicina se determinó en 28 de 29 cepas resistentes a KM. El análisis de tlyA reveló que la mutación A33G se encontró en todas las cepas resistentes a Cap y también en las cepas susceptibles. Por el contrario, la mutación tlyA recientemente identificada T539G y la nueva Ins49GC se encontraron en dos y una cepas resistentes a Cap, respectivamente. Además, nuestro hallazgo demostró la inserción de citosina en la posición 581 del TAP, un supuesto gen que codifica el eflujo de fármacos, tanto en cepas resistentes a KM como susceptibles a KM. Nuestro hallazgo demostró que la mayoría del mecanismo de resistencia a KM en cepas clínicas tailandesas de M. tuberculosis era la mutación rrs en A1401G. Se encontraron mutaciones de la región promotora eis en C-14 T o G-37 T en 5 de 29 cepas, mientras que tres cepas no contenían ninguna mutación conocida. Para la resistencia a CAP, 3 de 28 cepas resistentes a Cap contenían mutaciones T539G o Ins49GC en tlyA que podrían estar asociadas con el fenotipo resistente.

Files

1471-2180-14-165.pdf

Files (332.2 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
md5:2d7e855b643c78f5f04b9602702b9adf
332.2 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
التوصيف الجزيئي لمقاومة الأميكاسين والكاناميسين والكابريوميسين في سلالات M/XDR - TB المعزولة في تايلاند
Translated title (French)
Caractérisation moléculaire de la résistance à l'amikacine, à la kanamycine et à la capréomycine chez des souches M/XDR-TB isolées en Thaïlande
Translated title (Spanish)
Caracterización molecular de la resistencia a la amikacina, kanamicina y capreomicina en cepas M/XDR-TB aisladas en Tailandia

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2055039460
DOI
10.1186/1471-2180-14-165

Is supplement to
https://openalex.org/W2792765164 (Other)
https://openalex.org/W2143564574 (Other)
https://openalex.org/W2136416176 (Other)
https://openalex.org/W2087550060 (Other)
https://openalex.org/W2043226567 (Other)
https://openalex.org/W2004182952 (Other)
https://openalex.org/W2001084401 (Other)
https://openalex.org/W1853183029 (Other)
https://openalex.org/W1583089540 (Other)
https://openalex.org/W1535976727 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Thailand

References

  • https://openalex.org/W1779918428
  • https://openalex.org/W1969770032
  • https://openalex.org/W1973456026
  • https://openalex.org/W1986286674
  • https://openalex.org/W1992784747
  • https://openalex.org/W1993044233
  • https://openalex.org/W2013707717
  • https://openalex.org/W2016620483
  • https://openalex.org/W2020661238
  • https://openalex.org/W2030144417
  • https://openalex.org/W2030839389
  • https://openalex.org/W2031523904
  • https://openalex.org/W2043226567
  • https://openalex.org/W2056250732
  • https://openalex.org/W2061999307
  • https://openalex.org/W2080446884
  • https://openalex.org/W2081434628
  • https://openalex.org/W2090070686
  • https://openalex.org/W2099462841
  • https://openalex.org/W2104997516
  • https://openalex.org/W2105593673
  • https://openalex.org/W2106882534
  • https://openalex.org/W2110308263
  • https://openalex.org/W2112022845
  • https://openalex.org/W2112138723
  • https://openalex.org/W2119282038
  • https://openalex.org/W2124621808
  • https://openalex.org/W2127531034
  • https://openalex.org/W2132658179
  • https://openalex.org/W2136416176
  • https://openalex.org/W2137622896
  • https://openalex.org/W2137758606
  • https://openalex.org/W2143564574
  • https://openalex.org/W2146529215
  • https://openalex.org/W2151636105
  • https://openalex.org/W2153385431
  • https://openalex.org/W2154326381
  • https://openalex.org/W2164559367
  • https://openalex.org/W3009705041
  • https://openalex.org/W4297889265