Ocurrencia de mutaciones en el gen pncA y mutaciones en otros genes (rpsA, panD y clpC1) asociados a la resistencia a la pirazinamida en Mycobacterium tuberculosis a través del análisis de 3016 genomas de aislados clínicos de Lima y Callao

Abstract

La tuberculosis es una enfermedad causada por el bacilo Mycobacterium tuberculosis, que afecta principalmente a los pulmones. La pirazinamida (PZA) es uno de los antibióticos más usados para combatirla ya que elimina a los bacilos latentes, sin embargo, el número de cepas resistentes a la PZA está aumentando. Su principal mecanismo de resistencia está relacionado a una amplia variedad de mutaciones en el gen pncA, el cual codifica a la enzima pirazinamidasa (PZAsa), necesaria para la activación de la droga. Adicionalmente, se han encontrado mutaciones en otros genes asociados al mecanismo de acción de la PZA, como rpsA, panD o clpC1, pero la presencia exclusiva de mutaciones en dichos genes en cepas resistentes a la PZA es casi nula. Por lo que la presencia de estas mutaciones junto con mutaciones en el gen pncA en cepas resistentes, podría explicar el nivel de resistencia a la PZA en combinación con la reducción de la actividad de la PZAsa. De esa manera, el presente estudio tiene como objetivo determinar la asociación entre las mutaciones en el gen pncA y las mutaciones en otros genes asociados a la resistencia a la PZA en M. tuberculosis. Para ello se analizaron 3016 genomas de aislados clínicos de Perú y se verificó la significancia estadística de estas comparaciones mediante el test de proporciones y chi cuadrado. Demostramos que existe una asociación entre las cepas resistentes y las mutaciones en los genes rpsA y clpC1, lo cuál podría explicar la resistencia a la PZA en M. tuberculosis a través de un efecto aditivo.

Tuberculosis is a disease caused by the bacillus Mycobacterium tuberculosis, which mainly affects the lungs. Pyrazinamide (PZA) is one of the most widely used antibiotics to combat it since it eliminates latent bacilli, however, the number of PZA-resistant strains is increasing. Its main resistance mechanism is related to a wide variety of mutations in the pncA gene, which encodes the enzyme pyrazinamidase (PZAse), necessary for drug activation. In addition, mutations have been found in other genes associated with the mechanism of action of PZA, such as rpsA, panD or clpC1, but the exclusive presence of mutations in these genes in resistant strains to PZA is almost nonexistent. Therefore, the presence of these mutations together with mutations in the pncA gene in resistant strains could explain the level of resistance to PZA in combination with the reduction of PZAse activity. Thus, the present study aims to determine the association between mutations in the pncA gene and mutations in other genes that explain resistance to PZA in M. tuberculosis. For this, 3016 genomes of clinical isolates from Peru were analyzed and the statistical significance of these comparisons was verified using the test of proportions and chi square. We show that there is an association between resistant strains and mutations in the rpsA and clpC1 genes, which could explain PZA resistance in M. tuberculosis through an additive effect.