DRUG RESISTANCE, VIABILITY AND VIRULENCE IN VITRO ОF MYCOBACTERIUM TUBERCULOSIS STRAINS OF DIFFERENT GENOTYPES

Cover Page

Cite item

Abstract

Abstract. The drug resistance, mutation spectrum caused resistance to rifampicin and isoniazid, viability, cytotoxicity were studied as well as 111 clinical isolates of Mycobacterium tuberculosis (MBT) were genotyped. Spoligotyping revealed 28 spoligotypes; the greatest number of strains belonged to genetic families Beijing and LAM. The typing of 59 strains of spoligotype SIT1 (Beijing) allowed to differentiate 19 variants of IS6110-RFLP-profiles: 13 of them were individual and 6 were presented by clusters. The clusters А0 and В0 included the greatest number of M. tuberculosis strains — 21 (35,6%) and 17 (28,8%) accordingly. The high frequency of MLU and SLU of Beijing strains was associated with mutations rpoB Ser531→Leu and katG Ser315→Thr. The strains of M. tuberculosis belonged to another genetic families (T, H, Ural, U) have shown drug resistance more often. The level of resistance to isoniazid in vitro in MLU/SLU strains of MBT of different genotypes, especially, was high in case of mixed mutations such as katG Ser315→Thr и inhA_T15. The rates of viability and cytotoxicity of MBT strains of studied genotypes with different spectrum of mutations and phenotypic drug resistance were not substantially distinguished.

About the authors

O. A. Manicheva

ФГУ СПб НИИ фтизиопульмонологии Минздравсоцразвития РФ, Санкт-Петербург

Author for correspondence.
Email: olgamanicheva@rambler.ru

д.б.н., старший научный сотрудник лаборатории микробиологии

194064, Санкт-Петербург, ул. Политехническая, 32

Russian Federation

O. V. Narvskaya

Санкт-Петербургский НИИ эпидемиологии и микробиологии имени Пастера, Санкт-Петербург

Email: olgamanicheva@rambler.ru
Russian Federation

I. V. Mokrousov

Санкт-Петербургский НИИ эпидемиологии и микробиологии имени Пастера, Санкт-Петербург

Email: olgamanicheva@rambler.ru
Russian Federation

A. A. Vyazovaya

Санкт-Петербургский НИИ эпидемиологии и микробиологии имени Пастера, Санкт-Петербург

Email: olgamanicheva@rambler.ru
Russian Federation

V. U. Zhuravlev

ФГУ СПб НИИ фтизиопульмонологии Минздравсоцразвития РФ, Санкт-Петербург

Email: olgamanicheva@rambler.ru
Russian Federation

A. O. Barnaulov

ФГУ СПб НИИ фтизиопульмонологии Минздравсоцразвития РФ, Санкт-Петербург

Email: olgamanicheva@rambler.ru
Russian Federation

M. Z. Dogonadze

ФГУ СПб НИИ фтизиопульмонологии Минздравсоцразвития РФ, Санкт-Петербург

Email: olgamanicheva@rambler.ru
Russian Federation

T. F. Otten

ФГУ СПб НИИ фтизиопульмонологии Минздравсоцразвития РФ, Санкт-Петербург

Email: olgamanicheva@rambler.ru
Russian Federation

B. I. Vishnevskiy

ФГУ СПб НИИ фтизиопульмонологии Минздравсоцразвития РФ, Санкт-Петербург

Email: olgamanicheva@rambler.ru
Russian Federation

References

  1. Барнаулов А.О. Клиническое значение и эффективность лечения туберкулеза легких в зависимости от степени цитотоксичности возбудителя: Автореф. дис. … канд. мед. наук. — СПб., 2010. — 22 с.
  2. Вишневский Б.И. Влияние внутривенной гормоно-химиотерапии на жизнеспособность микобактерий туберкулеза // Проблемы туберкулеза. — 1971. — № 8. — С. 21–25.
  3. Корецкая Н.М., Ярыгина И.В. Сравнительная характеристика диссеминированного туберкулеза легких у больных, выделяющих микобактерии туберкулеза с высокой и низкой жизнеспособностью // Проблемы туберкулеза и болезней легких. — 2007. — № 2. — С. 17–20.
  4. Нарвская О.В. Геномный полиморфизм Mycobacterium tuberculosis и его значение в эпидемическом процессе: Автореф. дис. … д-ра мед. наук. — СПб., 2003. — 35 с.
  5. Нарвская О.В., Мокроусов И.В. Молекулярная характеристика популяции Mycobacterium tuberculosis на Северо-Западе России // Совершенствование медицинской помощи больным туберкулезом: материалы Всерос. науч.-практ. конф. 21–23 октября 2010 года. — СПб., 2010. — С. 56–57.
  6. О совершенствовании противотуберкулезных мероприятий в Российской Федерации: Приказ Минздрава РФ от 21.03.2003 г. № 109.
  7. Aguilar D., Hanekom M., Mata D., Gey van Pittius N., Helden P. van, Warren R., Hernandez-Pando R. Mycobacterium tuberculosis strains with the Beijing genotype demonstrate variability in virulence associated with transmission // Tuberculosis. — 2010. — Vol. 90. — P. 319–325.
  8. Briken V., Miller J. Living in the edge: inhibition of host cell apoptosis by Mycobacterium tuberculosis // Future Microbiol. — 2008. — Vol. 3. — P. 415–422.
  9. Brudey K., Driscoll J., Rigouts L., Prodinger W., Gori A., Al-Hajoj S., Allix C., Aristimuňo L., Arora J., Baumanis V., Binder L., Cafrune P., Cataldi A., Cheong S., Diel R., Ellermeier C., Evans J., Fauville-Dufaux M., Ferdinand S., Garcia de Viedma D., Garzelli C., Gazzola L., Gomes H.M., Guttierez M., Hawkey P., van Helden P., Kadival G., Kreiswirth B., Kremer K., Kubin M., Kulkarni S., Liens B., Lillebaek T., Ho M., Martin C., Mokrousov I., Narvskaïa O., Ngeow Y., Naumann.L, Niemann S., Parwati I., Rahim Z., Rasolofo-Razanamparany V., Rasolonavalona T., Rossetti M., Rüsch-Gerdes S., Sajduda A., Samper S., Shemyakin I., Singh U., Somoskovi A., Skuce R., Soolingen D. van, Streicher E., Suffys P., Tortoli E., Tracevska T., Vincent V., Victor T., Warren R., Yap S., Zaman K., Portaels F., Rastogi N., Sola C. Mycobacterium tuberculosis complex genetic diversity: mining the fourth international spoligotyping database (SpolDB4) for classification, population genetics and epidemiology // BMC Microbiol. — 2006. — Vol. 6. — P. 23.
  10. Castro-Garza J., Barrios-García H., Cruz-Vega D., Said-Fernández S., Carranza-Rosales P., Molina-Torres C., Vera-Cabrera L. Use of a colorimetric assay to measure differences in cytotoxicity of Mycobacterium tuberculosis strains // J. Med. Microbiol. — 2007. — Vol. 56. — P. 733–737.
  11. Chen M., Gan H., Remold H. A mechanism of virulence: virulent Mycobacterium tuberculosis strain H37Rv, but not attenuated H37Ra, causes significant mitochondrial inner membrane disruption in macrophages leading to necrosis // J. Immunol. — 2006. — Vol. 176, N 6. — P. 3707–3716.
  12. Embden J. van, Cave M., Crawford J., Dale J., Eisenach K., Gicquel B., Hermans P., Martin C., McAdam R., Shinnick T. Strain identification on Mycobacterium tuberculosis by DNA fingerprinting: recommendations for a standardized methodology // J. Clin. Microbiol. — 1993. — Vol. 31. — P. 406–409.
  13. Groll A. von, Martin A., Stehr M., Singh M., Portaels1 F., Silva P. da, Palomino J. Fitness of Mycobacterium tuberculosis strains of the W-Beijing and Non-W-Beijing genotype // PLoS ONE. — 2010. — Vol. 5, N 4. — E. 10191.
  14. Hinchey J., Lee S., Jeon B., Basaraba R., Venkataswamy M., Chen B., Chan J., Braunstein M., Orme I., Derrick S., Morris S., Jacobs W., Porcelli S. Enhanced priming of adaptive immunity by a proapoptotic mutant of Mycobacterium tuberculosis // J. Clin. Invest. — 2007. — Vol. 117. — P. 2279–2288.
  15. Jarand J., Shean K., O'Donnell M., Loveday M., Kvasnovsky C., Walt M. van der, Adams S., Willcox P., O'Grady J., Zumla A., Dheda K. Extensively drug-resistant tuberculosis (XDR-TB) among health care workers in South Africa // Trop. Med. Int. Health. — 2010. — Vol. 15, N 10. — P. 1179–1184.
  16. Jayakumar D., Jacobs W., Narayanan S. Protein kinase E of Mycobacterium tuberculosis has a role in the nitric oxide stress response and apoptosis in a human macrophage model of infection // Cell Microbiol. — 2007. — Vol. 10, N 2. — P. 365–374.
  17. Kamerbeek J., Schouls L., Kolk A., Agterveld M.van, Soolingen D. van, Kuijper S., Bunschoten A., Molhuizen H., Shaw R., Goyal M., Embden J. van. Simultaneous detection and strain differentiation of Mycobacterium tuberculosis for diagnosis and epidemiology // J. Clin. Microbiol. — 1997. — Vol. 35, N 4 — P. 907–914.
  18. Lee J., Remold H., Ieong M., Kornfeld H. Macrophage apoptosis in response to high intrac ellular burden of Mycobacterium tuberculosis is mediated by a novel caspase-independent path way // J. Immunol. — 2006. — Vol. 176. — P. 4267–4274.
  19. Lee J., Repasy T., Papavinasasundaram K., Sassetti C., Kornfeld H. Mycobacterium tuberculosis induces an atypical cell death mode to escape from infected macrophages // PLoS ONE. — 2011. — Vol. 6, N 3. — E. 18361.
  20. Mathema B., Kurepina N., Bifania P., Kreiswirth B. Molecular epidemiology of tuberculosis: current insights //Clin. Microbiol. Rev. — 2006. — Vol. 19, N 4. — P. 658–685.
  21. Migliori G., Loddenkemper R., Blasi F., Raviglione M. 125 years after Robert Koch's discovery of the tubercle bacillus: the new XDR-TB threat. Is «science» enough to tackle the epidemic? // Eur. Respir. J. — 2007. — Vol. 29, N 3. — P. 423–427.
  22. Theus S., Eisenach K., Fomukong N., Silver R., Cave M. Beijing family Mycobacterium tuberculosis strains differ in their intracellular growth in THP-1 macrophages // Int. J. Tuberc. Lung Dis. — 2007. — Vol. 10. — P. 1087–1093.
  23. Velmurugan K., Chen B., Miller J., Azogue S., Gurses S., Hsu T., Glickman M., Jacobs Jr., Porcelli S., Briken V. Mycobacterium tuberculosis nuoG is a virulence gene that inhibits apoptosis of infected host cells // PLOS Pathogens. — 2007. — Vol. 3, N 7. — E. 110.

Copyright (c) 2014 Manicheva O.A., Narvskaya O.V., Mokrousov I.V., Vyazovaya A.A., Zhuravlev V.U., Barnaulov A.O., Dogonadze M.Z., Otten T.F., Vishnevskiy B.I.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies