Разработка методики анализа длин рестрикционных фрагментов для оценки мефлохин-резистентности plasmodium falciparum на основе идентификации однонуклеотидных полиморфизмов (A958146T, A961013G, G961625T) гена PFMDR1
- Авторы: Арюков А.Р.1, Соловьев А.И.1, Крутикова А.А.2, Коваленко А.Н.1, Капацына В.А.3, Романенко В.А.1
-
Учреждения:
- Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова
- Всероссийский научно-исследовательский институт генетики и разведения сельскохозяйственных животных
- Клиническая инфекционная больница имени С.П. Боткина
- Выпуск: Том 25, № 2 (2023)
- Страницы: 249-260
- Раздел: Оригинальное исследование
- Статья получена: 05.05.2023
- Статья одобрена: 27.05.2023
- Статья опубликована: 13.07.2023
- URL: https://journals.eco-vector.com/1682-7392/article/view/387427
- DOI: https://doi.org/10.17816/brmma387427
- ID: 387427
Цитировать
Аннотация
Представлена методика идентификации единичных нуклеотидных полиморфизмов гена PfMDR1 (A958146T, A961013G, G961625T) на основе анализа длин рестрикционных фрагментов с использованием технологии полимеразной цепной реакции со специфическими праймерами. Для идентификации полиморфизма A958146T (аминокислотная замена N86Y) предложено амплифицировать фрагмент паразитарной дезоксирибонуклеиновой кислоты длиной 417 bp, включающий 86-й кодон гена PfMDR1, с последующей обработкой ампликона эндонуклеазой ApoI, сайт рестрикции которой включает последовательность анализируемой мутации. При неизмененном генотипе Plasmodium falciparum выделенный участок дезоксирибонуклеиновой кислоты разделяется на 2 фрагмента размером 239 и 179 bp. В случае измененного генотипа, содержащего однонуклеотидную миссенс-мутацию A > T, сохранится исходный фрагмент 417 bp. При конструировании системы для выявления аминокислотной замены N1042D, обусловленной мутацией A961013G, была подобрана пара специфических праймеров, ограничивающих участок паразитарной дезоксирибонуклеиновой кислоты длиной 404 bp. Для проведения рестрикционного анализа наиболее оптимальным оказалось применение эндонуклеазы AseI, которая в случае неизмененного генотипа Plasmodium falciparum делит исходный ампликон на 4 фрагмента (132, 116, 99 и 25 bp), а при на наличии мутации A > G — на 3 (248, 99, 25 bp). Установлено, что фрагмент гена PfMDR1, включающий мутацию G961625T, приводящую к аминокислотной замене D1246Y, содержит 1 участок, соответствующий сайту рестрикции эндонуклеазы BglII. Поэтому в случае дикого генотипа Plasmodium falciparum исходный фрагмент дезоксирибонуклеиновой кислоты разрезается на 2 коротких участка (300 и 269 bp). При мутации D1246 замена нуклеотида G > T приводит к исчезновению сайта рестрикции, поэтому на электрофореграмме будет регистрироваться только 1 исходный фрагмент (509 bp). На основе анализа полученных данных разработаны критерии оценки лекарственной устойчивости Plasmodium falciparum. О снижении чувствительности к мефлохину и его производным возбудителей тропической малярии могут свидетельствовать положительные результаты, полученные при использовании разработанных методик выявления гаплотипов A > T (N86Y (бэнд 417 bp)), A > G (N1042D (бэнды 248, 99 и 25 bp)), G > T (D1246Y (509 bp)). Разработанные методики могут использоваться для анализа распространения лекарственно устойчивой тропической малярии.
Полный текст
Об авторах
Артем Русланович Арюков
Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова
Автор, ответственный за переписку.
Email: arukov.artem@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-8774-5467
SPIN-код: 4073-6487
ResearcherId: IAO-0519-2023
аспирант
Россия, Санкт-ПетербургАлексей Иванович Соловьев
Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова
Email: solopiter@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-3731-1756
SPIN-код: 2502-8831
д-р мед. наук, профессор
Россия, Санкт-ПетербургАнна Алексеевна Крутикова
Всероссийский научно-исследовательский институт генетики и разведения сельскохозяйственных животных
Email: anntim2575@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-2561-145X
кандидат биологических наук, старший научный сотрудник
Россия, Санкт-ПетербургАлександр Николаевич Коваленко
Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова
Email: ank561@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-7553-0634
SPIN-код: 9131-6360
д-р мед. наук, доцент
Россия, Санкт-ПетербургВладимир Александрович Капацына
Клиническая инфекционная больница имени С.П. Боткина
Email: ingashi@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8959-0873
SPIN-код: 6401-4611
врач-инфекционист
Россия, Санкт-ПетербургВладимир Александрович Романенко
Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова
Email: Arukov.artem@yandex.ru
SPIN-код: 9855-9483
студент
Россия, Санкт-ПетербургСписок литературы
- Усков А.Н., Соловьёв А.И., Кравцов В.Ю., и др. Молекулярно-генетические механизмы вирулентности Plasmodium falciparum и патогенеза тропической малярии // Журнал инфектологии. 2018. Т. 10, № 3. С. 23–29. doi: 10.22625/2072-6732-2018-10-3-23-29
- Chou A.C., Chevli R., Fitch C.D. Ferriprotoporphyrin IX fulfills the criteria for identification as the chloroquine receptor of malaria parasites // Biochemistry. 1980. Vol. 19, No. 8. P. 1543–1549. doi: 10.1021/bi00549a600
- Beavogui A.H., Diawara E.Y., Cherif M.S., et al. Selection of PFCRT 76T and PFMDR1 86Y mutant Plasmodium falciparum after treatment of uncomplicated malaria with artesunate-amodiaquine in Republic of Guinea // J Parasitol. 2021. Vol. 107, No. 5. Р. 778–782. doi: 10.1645/19-199
- Bertaux L., Quang L.H., Sinou V., et al. New PfATP6 mutations found in Plasmodium falciparum isolates from Vietnam // Antimicrob Agents Chemother. 2009. Vol. 53, No. 10. ID 4570. doi: 10.1128/AAC.00684-09
- Mundwiler-Pachlatko E., Beck H.-P. Maurer’s clefts, the enigma of Plasmodium falciparum // PNAS. 2013. Vol. 110, No. 50. Р. 19987–19994. doi: 10.1073/pnas.1309247110
- Miley G.P., Pou S., Winter R., et al. ELQ-300 prodrugs for enhanced delivery and single-dose cure of malaria // Antimicrob Agents Chemother. 2015. Vol. 59, No. 9. Р. 5555–5560. doi: 10.1128/AAC.01183-15
- Macintyre F., Ramachandruni H., Burrows J.N., et al. Injectable anti-malarials revisited: discovery and development of new agents to protect against malaria // Malar J. 2018. Vol. 17. ID 402. doi: 10.1186/s12936-018-2549-1
- Smilkstein M.J., Pou S., Krollenbrock A., et al. ELQ-331 as a prototype for extremely durable chemoprotection against malaria // Malar J. 2019. Vol. 18, No. 1. ID 291. doi: 10.1186/s12936-019-2921-9
- Reed M.B., Saliba K.J., Caruana S.R., et al. Pgh1 modulates sensitivity and resistance to multiple antimalarials in Plasmodium falciparum // Nature. 2000. Vol. 403, No. 6772. Р. 906–909. doi: 10.1038/35002615
- Issa I., Lamine M.M., Hubert V., et al. Prevalence of mutations in the Pfdhfr, Pfdhps, and PfMDR1 genes of malarial parasites isolated from symptomatic patients in Dogondoutchi, Niger // Trop Med Infect Dis. 2022. Vol. 7, No. 8. ID 155. doi: 10.3390/tropicalmed7080155
- Veiga M.I., Dhingra S.K., Henrichet P.P., et al. Globally prevalent PfMDR1 mutations modulate Plasmodium falciparum susceptibility to artemisinin-based combination therapies // Nat Commun. 2016. Vol. 7, No. 1. ID 11553. doi: 10.1038/ncomms11553
- Rahmasari F.V., Asih P.B.S., Dewayanti F.K., et al. Drug resistance of Plasmodium falciparum and Plasmodium vivax isolates in Indonesia // Malaria J. 2022. Vol. 21, No. 1. ID 354. doi: 10.1186/s12936-022-04385-2
- Adhin M.R., Labadie-Bracho M., Bretas G. Molecular surveillance as monitoring tool for drug-resistant Plasmodium falciparum in Suriname // Am J Trop Med Hyg. 2013. Vol. 89, No. 2. Р. 311–316. doi: 10.4269/ajtmh.12-0695
- Veiga M.I., Ferreira P.E., Bjorkman A., Gil J.P. Multiplex PCR-RFLP methods for pfcrt, PfMDR1 and pfdhfr mutations in Plasmodium falciparum // Mol Cell Probes. 2006. Vol. 20, No. 2. Р. 100–104. doi: 10.1016/j.mcp.2005.10.003
- Murmu L.K., Sahu A.A., Barik T.K. Diagnosing the drug resistance signature in Plasmodium falciparum: a review from contemporary methods to novel approaches // J Parasit Dis. 2021. Vol. 45. Р. 869–876. doi: 10.1007/s12639-020-01333-2
- Sambrook J., Russell D.W. Purification of nucleic acids by extraction with phenol: chloroform // CSH Protocols. 2006. Vol. 2006, No. 1. doi: 10.1101/PDB.Prot4455
- Cox-Singh J., Singh B., Alias A., et al. Assessment of the association between three PfMDR1 point mutations and chloroquine resistance in vitro of Malaysian Plasmodium falciparum isolates // Trans R Soc Trop Med Hyg. 1995. Vol. 89, No. 4. Р. 436–437. doi: 10.1016/0035-9203(95)90045-4