Онлайн-сервис для интерпретации результатов при прогнозировании устойчивости к бедаквилину по молекулярно-биологическим данным

Обоснование. Бедаквилин – новый и многообещающий противотуберкулёзный препарат, однако при длительном лечении к нему развивается устойчивость. Это связано преимущественно с мутациями в генах atpE и mmpR у M. tuberculosis (МБТ).

Цель работы. Апробация системы автоматизированной интерпретации результатов при прогнозировании устойчивости к бедаквилину на основе молекулярно-биологических данных.

Материалы и методы. ДНК выделяли из штаммов M. tuberculosis, циркулировавших в Иркутской области и Республике Саха (Якутии). Общее количество исследованных ДНК составило 27 штаммов из Якутии и 21 штамм из Иркутской области. Исследование геномов МБТ было проведено на ДНК штаммов, полученных авторами ранее на территориях Иркутской области (n = 5), Республики Саха (Якутия) (n = 4), Республики Бурятия (n = 3), Забайкальского края (n = 4) и Дальнего Востока (n = 8). Для выявления устойчивости к бедаквилину на основе нуклеотидной последовательностей генов и геномных данных мы использовали программу BSATool. При использовании секвенирования по Сэнгеру анализировались гены atpE и mmpR, при полногеномном секвенировании исследовались мутации в этих же последовательностях, а также дополнительно в mmpL5, mmpS5, Rv0678, Rv1979c и pepQ.

Результаты. Обнаружено полное соответствие фенотипических и генотипических результатов оценки устойчивости к бедаквилину для трёх штаммов из Якутии. Кроме того, при анализе геномных данных обнаружен один геном со значимыми мутациями, способными вызвать устойчивость к бедаквилину. Делается вывод об относительно низком распространении мутаций, способных вызвать устойчивость к этому антибиотику, что совпадает с данными других исследователей в России. Сделано заключение о важности молекулярно-биологического анализа генов-мишеней с последующим выявлением устойчивости к бедаквилину in silico.

1. Васильева И.А., Андронов С.А., Баласанянц Г.С., Батыров Ф.А., Борисов С.Е., Бурмистрова И.А., и др. Туберкулез у взрослых: Клинические рекомендации. М.: Российское общество фтизиатров; 2022.

2. Sanjeet B. WHO’s global tuberculosis report 2022. Lancet Microbe. 2023; 4(1): e20. doi: 10.1016/s2666-5247(22)00359-7

3. World Health Organization. EndTB campaign. URL: https://www.who.int/teams/global-tuberculosis-programme/the-end-tbstrategy [date of access: 28.08.2023].

4. Veziris N, Bernard C, Guglielmetti L, Le Du D, Marigot-Outtandy D, Jaspard M, et al. Rapid emergence of Mycobacterium tuberculosis bedaquiline resistance: lessons to avoid repeating past errors. Eur Respir J. 2017; 49(3): 1601719. doi: 10.1183/13993003.01719-2016

5. Peretokina IV, Krylova LY, Antonova OV, Kholina MS, Kulagina EV, Nosova EY, et al. Reduced susceptibility and resistance to bedaquiline in clinical M. tuberculosis isolates. J Infect. 2020; 80(5): 527-535. doi: 10.1016/j.jinf.2020.01.007

6. Melly G, Purdy GE. MmpL proteins in physiology and pathogenesis of M. tuberculosis. Microorganisms. 2019; 7(3): 70. doi: 10.3390/microorganisms7030070

7. Kadura S, King N, Nakhoul M, Zhu H, Theron G, Köser CU, et al. Systematic review of mutations associated with resistance to the new and repurposed Mycobacterium tuberculosis drugs bedaquiline, clofazimine, linezolid, delamanid and pretomanid. J Antimicrob Chemother. 2020; 75(8): 2031-2043. doi: 10.1093/jac/dkaa136

8. Синьков В.В., Кондратов И.Г., Огарков О.Б., Жданова С.Н., Сокольникова Н.А., Хромова П.А., и др. Онлайн-сервис для автоматизированной интерпретации данных секвенирования и прогнозирования устойчивости к пиразинамиду возбудителя туберкулёза Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2022; 174(11): 580-584. doi: 10.47056/0365-9615-2022-174-11-580-584

9. Жданова С.Н., Бадлеева М.В., Хромова П.А., Огарков О.Б., Орлова Е.А. Молекулярная эпидемиология туберкулеза с множественной лекарственной устойчивостью в Монголии и Восточной Сибири: два независимых процесса распространения доминирующих штаммов. Инфекция и иммунитет. 2021; 11(2): 337-348. doi: 10.15789/2220-7619-MEO-1368

10. Sinkov V, Ogarkov O, Zhdanova S, Mokrousov I, Bukin Y, Heysell SK. New epidemic cluster of pre-extensively drug resistant isolates of Mycobacterium tuberculosis Ural family emerging in Eastern Europe. BMC Genomics. 2018; 19(1): 762. doi: 10.1186/s12864-018-5162-3

11. Walker TM, Miotto P, Köser CU, Fowler PW, Knaggs J, Iqbal Z, et al. The 2021 WHO catalogue of complex mutations associated with drug resistance: A genotypic analysis. Lancet. Microbe. 2022; 3(4): e265-e273. doi: 10.1016/s2666-5247(21)00301-3

12. Синьков В.В., Савилов Е.Д., Огарков О.Б. Реконструкция эпидемической истории «пекинского» генотипа Mycobacterium tuberculosis в России и странах бывшего СССР по результатам сполиготипирования. Молекулярная генетика, микробиология и вирусология. 2011; (3): 25-29. doi: 10.3103/S0891416811030050

13. Mokrousov I, AkhmedovaG, MolchanovV, Fundovnaya E, Kozlova E, Ostankova Y, et al. Frequent acquisition of bedaquiline resistance by epidemic extensively drug-resistant Mycobacterium tuberculosis strains in Russia during long-term treatment. Clin Microbiol Infect. 2021; 27(3): 478-480. doi: 10.1016/j.cmi.2020.08.030