Detection of mutations in rpoB gene responsible for rifampicin-resistance among clinical isolates of M. tuberculosis from different regions of Kazakhstan Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

УДК 616.-002.6+577.21

А.Ж. Ахметова1, С.Е. Рахимова1, В.Л. Бгсмшда2, М.А. Даришева3, А.Р. Акылжанова1

1 ©Mip туралы гылымдар орталыгы, Назарбаев Университетi, Астана

2 Казакстан Республикасы Туберкулез Проблемаларыньщ ¥лттык орталыгы, Алматы

3 Орталык Азиядагы F аламдык Денсаулыкты Зерттеу Орталыгы, Алматы

КАЗАКСТАННЫИ ЭР TYPni ОБЛЫСТАРЫНДА ТАРАЛFАН M. TUBERCULOSIS ИЗОЛЯТТАРЫНЫН РИФАМПИЦИНГЕ Т0З1МД1Л1ПН АНЫКТАЙТЫН RPOB ГЕН1НДЕ МУТАЦИЯЛАРДЫ АНЫКТАУ

TYЙiн

Бул жумыста Алматы, фстанай жане ^ызылорда облыстарындагы жа4а жавдайлар арасынан бвлiнiп алынган штаммдардыщ rpoB генiнде мутацияларды 4 таралу сипаты мен cneKTpi багаланды. ^азакстанныщ Yш облысында таралган M. Tuberculosis популяциясына рифампицинге твзiмдiлiктi аныктайтын rpoB генiнде Ser531 кодонындагы мутацияларды 4 жогары жиiлiкте (79,2%) кездесуi тан.

Непзп сездер: rpoB генi, рифампицин-твзiмдiлiк, Mycobacterium tuberculosis.

Kipicne

M.tuberculosis штаммдарында дэрiлiк препарат-TapFa твзiмдiлiктiк пайда болуы дYниежYзiнде туберку-лезге карсы KYpecTeri Heri3ri кедергi болып табылады (1,2,3,4). Жа^адан инфекцияланFандар саны жылдан жылFа квбеюде, ж8не д8рiге твзiмдi M. tuberculosis штаммдары ке4 таралуда. ©кУшке орай, ^азакстанда да туберкулездiи д8р^е твзiмдi TYрiмен ауыратын наукастар саны всуде (5).

Рифампицин - туберкулезге карсы колданылатын негiзгi препараттарды 4 бiрi. Белсендi TYPде бвлiнетiн микобактерияларFа, сонымен катар белсендi емес KYЙдегi микобактерияларFа да 8сер етедi (6, 7). Препарат туберкулездщ 8р TYрлi формаларын емдеуде ке4 колданылады ж8не к^рп кезде барлык туберкулезге карсы химиотерапиялык

сызбанускалардыщ мiндеттi компоненттердi4 бiрi болып табылады. Рифампицин микобактериялардьщ жасушалык кабыкшасы аркылы вткеннен кейiн, бактериялык РН^-полимеразаныщ p-суббiрлiгiмен байланысады да, н8тижесiнде транскрипция YPДiсiн токтадады (8).

M. tuberculosis штаммдарында рифампицинге твзiмдiлiктi4 пайда болуы мен РН^-полимеразаныщ в-суббiрлiгiн кодтайтын rpoB генiндегi мутацияларды 4 арасындаFы байланыс е4 алFаш рет Telenti et al. (1993) жумысында кврсет^ (9). Твзiмдiлiкке 8келетiн нуклеотидтiк алмасулар непзще rpoB генiнi4 507 ж8не 533 кодондарыны4 арасында кездесетiнi аныкталды, бул аймак RRdR (аFылш. rifampin resistance determinant region) деп аталады. 96% рифампицин-твзiмдi штаммдарда мутациялар осы аймакта кездеседi. Квптеген жаFдайда (86 % жаFдаЙFа дейiн) нуклеотидтiк алмасулар 531, 526 ж8не 516 кодондарда табылады.

Зерттеу жумысыныц максаты: ^азакстанныщ 3 облысынан (Алматы, ^ызылорда, ^останай облыстары) жа4а жаFдайлар арасынан бвлiнiп алынFан M. tuberculosis клиникалык изоляттарыны4 rpoB геынде мутациялар жиiлiгiн аныктау.

Материалдар мен эдютер

Зерттеу жумысында Алматы, ^ызылорда ж8не ^останай облыстарынан жиналFан фенотипш рифампицинге твзiмдi 48 ж8не сезiмтал 48 M.tuberculosis клиникалык изоляттары анализдендк Барлык изоляттарды4 рифампицинге Д8рiлiк сезiмталдыFы ^азакстан Республикасы Туберкулез Проблемаларыны4 ¥лттык ОрталыFы референс-

зертханасында (Алматы каласы) абсолюттi концентрациялар 8дiсiмен аныкталды. Бакылау ретiнде M.tuberculosis H37Rv референтт штаммы (NC_000962) колданылды. Жиналган M.tuberculosis клиникалык изоляттарыньщ тiршiлiк белсендiлiгi 80°С температурада 30 минут зиянсыздандырылды. ДН^ Supply, 2004 нускауына с8йкес бвлiндi.

M. tuberculosis клиникалык изоляттарыныщ рифампицин твзiмдiлiгiне жауап беретiн rpoB генiнi4 амплификациясын курамында 10xdNTP, lOxbuffer, 2,5 mM MgCl2, 1 бiрлiк Taq-полимераза (Fermentаs, ЕС) ж8не 10 пмоль 8рбiр праймер бар стандартталган реакциялык коспада Eppendorf амплификаторында вткiздiк. rpoB генУ4 нуклеотидтiк тiзбектерiн аныктауды вндiрушi-компания хаттамаларына с8йкес ABI 3730 (Applied Biosystems, А^Ш) генетикалык анализаторыны4 квмегiмен жYзеге асырдык.. rpoB генiнi4 алынган шбектерУ4 салыстармалы анализiн M.tuberculosis H37Rv штаммыныщ референстi тiзбегiмен (NC_000962) SeqScape (Applied Biosystems) багдарламасы квмегiмен вткiздiк.

Зерттеу нэтижелерi

96 M. tuberculosis клиникалык изоляттарыныщ (сезiмтал ж8не твзiмдi) рифампицинге твзiмдiлiкке жауап беретiн мутациялар кездесетЫ rpoB генiнi4 нуклеотидтiк тiзбектерiн аныктау бойынша зерттеу жумыстары вткiзiлдi.

Барлык M. tuberculosis клиникалык изоляттарыныщ (сезiмтал да, твзiмдi де) rpoB геынде мутациялар 46 (47,9%) изолятта аныкталды.

Рифампицин - твзiмдi M. tuberculosis изоляттарыныщ арасында rpoB генiнде мутацияларды 4 5 тYрлi нускалары 4 кодонда Ser531, Asp516, His526 ж8не Leu533 аныкталды (1-кесте).

Квптеген нуклеотидтiк алмасулар rpoB генУ4 531 кодонында (Ser—Leu аминкылдык алмасуы) орналаскан ж8не 79,2% курайды. Рифампицин-твзiмдi изоляттарды4 арасындагы калган жавдайда мутациялар 10% твмен кездестк 526 кодон - 8,3% (ею тYрлi нуклеотидтер алмасу нускасында - His—Leu, His—^Tyr) 533 кодонда - 4,17% ж8не 516 кодонда -2,08%. 3 жавдайда (6,25%) rpoB геынде мутациялар аныкталмады. Бул изоляттарда мутациялар рифампицинге твзiмдiлiктi аныктайтын баска гендерде болуы мYмкiн деп тYсiндiруге болады.

Рифампицин-сезiмтал 48 M. tuberculosis клиникалык изоляттарын зерттеу барысында rpoB генiнде мутациялар аныкталмады.

1-кесте.

Рифампицин-тeзiмдi M. tuberculosis изоляттарыныц арасында рифампицин препаратына твзiмдiлiктi аньщтайтын rpoB гешндеп мутациялар.___

Кодон Нуклеотидт алмасу Аминкышкылдык алмасу Мутациялар аныкталган

изоляттар саны (%)

531 TCG^TTG Ser^Leu 38 (79,2)

Барлыгы: 38 (79,2)

526 CAC^CTC His^Leu 3 (6,25)

CAC^TAC His^Tyr 1 (2,08)

Барлыгы: 4 (8,3)

533 CTG^CCG Leu^Pro 2 (4,17)

Барлыгы: 2 (4,17)

516 GAC ^GTC Asp^Val 1 (2,08)

Барлыгы: 1 (2,08)

Мутациялар аныкталмады - 1 - 3 (6,25)

Корытынды

Зерттеу жумысыныщ нэтижеЫнде, Алматы, фста-най жэне ^ызылорда облыстарындагы жа^а жавдай-лар арасынан бвлiнiп алынган M. tuberculosis популя-циясына туберкулезге карсы колданылатын 6ip^i катардагы негiзгi препараттардыщ бiрi - рифампицинге твзiмдiлiкке жауап беретiн rpoB геынщ Ser531 кодо-нындагы мутациялардьщ жогары жиiлiкте (79,2%) кез-десуi тан.

Эдебиеттер т 'шм!:

1. Global tuberculosis control: epidemiology, strategy, financing: WHO report 2009, 2009, p.303.

2. Shean K.P., Willcox P.A., Siwendu S.N., Laserson K.F., Gross L., Kammerer S., Wells C.D., Holtz T.H. Treatment outcome and follow-up of multidrug-resistant tuberculosis patients, West Coast/Winelands, South Africa, 19922002. INT J TUBERC LUNG DIS, 2008, 12(10):1182-1189.

3. Anti-tuberculosis drug resistance in the world Fourth Global Report: The WHO/IUATLD Global Project on Antituberculosis Drug Resistance Surveillance 2002-2007. World Health Organization 2008.

4. Mohamed Abdel Aziz, Abigail Wright, Adalbert Laszlo, Aimé De Muynck, Françoise Portaels, Armand Van

Deun, Charles Wells, Paul Nunn, Leopold Blanc, Mario Raviglione Epidemiology of antituberculosis drug resistance (the Global Project on Anti-tuberculosis Drug Resistance Surveillance): an updated analysis Lancet, 2006, 368: 2142-54.

5. Статистический сборник по туберкулезу по Республике Казахстан: Национальный центр проблем туберкулеза МЗ РК, - 2009, - 68 c.

6. Jindani A., Aber V.R., Edwards E.A., Mitchison D.A. The early bactericidal activity of drugs in patients with pulmonary tuberculosis. Am. Rev. Respir. Dis., 1980, 121: 939-949.

7. Dickinson J.M., Mitchison D.A. Experimental models to explain the high sterilizing activity of rifampin in the chemotherapy of tuberculosis, Am. Rev. Respir. Dis., 1981, 123:367-371.

8. Gale E.F., Cundliffe E., Reynolds P.E., Richmond M.H., and Waring M.J. 1981. The molecular basis of antibiotic action. John Wiley & Sons, Inc., New York.

9. Telenti A., Imboden P., Marchesi F., Matter L., Schopfer K., Bodmer T., Lowrie D., Colston M.J. and Cole S. Detection of rifampicin-resistance mutations in Mycobacterium tuberculosis, Lancet, 1993, 341 (8846): 647-651.

Резюме

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МУТАЦИЙ В RPOB ГЕНЕ, ОБУСЛАВЛИВАЮЩИХ УСТОЙЧИВОСТЬ К РИФАМПИЦИНУ СРЕДИ КЛИНИЧЕСКИХ ИЗОЛЯТОВ M. TUBERCULOSIS ИЗ РАЗЛИЧНЫХ ОБЛАСТЕЙ КАЗАХСТАНА А.Ж. Ахметова1, С.Е. Рахимова1, В.Л. Бисмилда2, М.А. Даришева3, А.Р. Акилжанова1

1 Центр Наук о жизни, Назарбаев Университет, Астана

2 Национальный Центр Проблем Туберкулеза, Алматы

3 Центр Изучения Глобального Здоровья Центральной Азии, Алматы В данной работе проведена оценка спектра и характера распространенности мутаций в гене rpoB, обуславливающих устойчивость к одному из основных противотуберкулезных препаратов - рифампицину в штаммах, выделенных из трех областей (Алматинская, Костанайская и Кызылординская) Казахстана. Для популяции M. tuberculosis, циркулирующей в данных областях Казахстана, характерна высокая частота встречаемости мутаций в Ser531 кодоне гена rpoB (79,2 %), обуславливающих устойчивость к рифампицину.

Ключевые слова: ген rpoB, рифампицин-устойчивость, Mycobacterium tuberculosis.

Abstract

DETECTION OF MUTATIONS IN RPOB GENE RESPONSIBLE FOR RIFAMPICIN-RESISTANCE AMONG CLINICAL ISOLATES OF M. TUBERCULOSIS FROM DIFFERENT REGIONS OF KAZAKHSTAN AZh. Аkhmetova1, &Е. Rakhimova1, V.L. Bismilda2, М.А. Darisheva3, A.R. Akilzhanova1 1Center for Life Sciences, Nazarbayev University, Astana

2 National Center for Tuberculosis Problems, Almaty 3 Global Health Research Center of Central Asia, Almaty Spectrum of mutations in rpoB gene that cause resistance to one of the main antituberculosis drugs - rifampicin in clinical isolates of M. tuberculosis distributed in 3 regions (Almaty, Kostanay, Kyzylorda) of Kazakhstan was estimated in this study. High frequency of mutation at codon Ser531 of rpoB gene (79,2%) responsible for drug resistance to rifampicin was determined among M. tuberculosis population circulating in the mentioned regions.

Key words: rpoB gene, rifampicin-resistance, Mycobacterium tuberculosis.