Các alen Plasmodium vivax dhfr mới từ quần đảo Indonesia và Papua New Guinea: Liên kết với kháng pyrimethamine xác định bởi hệ thống biểu hiện Saccharomyces cerevisiae

Antimicrobial Agents and Chemotherapy - Tập 49 Số 2 - Trang 733-740 - 2005
Michele D. Hastings1, Jason D. Maguire2, Michael J. Bangs2, Peter A. Zimmerman2,3, John C. Reeder4,5,3, Carol Hopkins Sibley1
1; The Center for Global Health and Diseases, Case Western Reserve University, Cleveland, Ohio
2Parasitic Diseases Program, United States Naval Medical Research Unit 2, Jakarta, Indonesia
3Papua New Guinea Institute of Medical Research, Goroka, Papua New Guinea
4Department of Genome Sciences, Box 357730, University of Washington, Seattle, WA 98195-7730.
5Navy Disease Vector Ecology and Control Cen-ter, Silverdale, WA 98315-0304.

Tóm tắt

TÓM TẮT Trong ký sinh trùng plasmodia, enzyme dihydrofolate reductase (DHFR) là mục tiêu của pyrimethamine trong thành phần sulfadoxine-pyrimethamine (S/P). Plasmodium vivax không được điều trị có chủ đích bằng các thuốc kháng folate. Tuy nhiên, ngoài châu Phi, các trường hợp đồng nhiễm Plasmodium falciparum và P. vivax rất phổ biến, và các trường hợp nhiễm P. vivax thường xuyên tiếp xúc với S/P. Việc nhân bản gene P. vivax dhfr đã cho phép so sánh phân tử các alen dhfr từ các vùng khác nhau. Kiểm tra vị trí dhfr từ một vài địa phương đã xác định được một tập hợp alen rất đa dạng và cho thấy các alen đột biến của gene dhfr vivax xuất hiện phổ biến ở Đông Nam Á, nơi S/P đã được sử dụng rộng rãi. Chúng tôi đã khảo sát các mẫu bệnh từ sáu địa điểm ở Indonesia và hai địa điểm ở Papua New Guinea. Chúng tôi đã giải trình tự các alen P. vivax dhfr từ 114 mẫu bệnh nhân và xác định 24 alen khác nhau với các khác biệt so với kiểu hoang dã thông qua các biến thể điểm đồng nghĩa và không đồng nghĩa, chèn hoặc xóa. Quan trọng nhất là đã xác định được năm alen mang bốn hoặc nhiều hơn đột biến không đồng nghĩa. Chỉ có một trong những alen đột biến cao này đã được quan sát từ trước và tất cả đều mang đột biến 57L và 117T. P. vivax không thể nuôi cấy liên tục, do đó chúng tôi đã sử dụng hệ thống thử nghiệm nấm men để xác định in vitro độ nhạy cảm với pyrimethamine đối với một số alen. Các alen với bốn đột biến không đồng nghĩa mang lại khả năng kháng pyrimethamine rất cao. Nghiên cứu này mở rộng đáng kể tổng số lượng alen dhfr mới hiện nay được xác định từ P. vivax và cung cấp nền tảng để hiểu cách thức kháng kháng folate xuất hiện và lan rộng trong các quần thể tự nhiên P. vivax.

Từ khóa

#Plasmodium vivax #dhfr enzyme #pyrimethamine resistance #alleles #antifolates #molecular comparisons #Southeast Asia #yeast assay system #Indonesia #Papua New Guinea #genetic mutations.

Tài liệu tham khảo

Baird, J. K., M. F. Sustriayu Nalim, H. Basri, S. Masbar, B. Leksana, E. Tjitra, R. M. Dewi, M. Khairani, and F. S. Wignall. 1996. Survey of resistance to chloroquine by Plasmodium vivax in Indonesia. Trans. R. Soc. Trop. Med. Hyg.90:409-411.

Barcus, M. J., Krisin, I. R. Elyazar, H. Marwoto, T. L. Richie, H. Basri, I. Wiady, D. J. Fryauff, J. D. Maguire, M. J. Bangs, and J. K. Baird. 2003. Primary infection by Plasmodium falciparum or P. vivax in a cohort of Javanese migrants to Indonesian Papua. Ann. Trop. Med. Parasitol.97:565-574.

Barcus, M. J., F. Laihad, M. Sururi, P. Sismadi, H. Marwoto, M. J. Bangs, and J. K. Baird. 2002. Epidemic malaria in the Menoreh Hills of Central Java. Am. J. Trop. Med. Hyg.66:287-292.

Bloland, P., S. Kachur, and H. Williams. 2003. Trends in antimalarial drug deployment in sub-Saharan Africa. J. Exp. Biol.206:3761-3769.

10.1128/AAC.48.7.2581-2587.2004

10.1086/342946

10.1016/S0166-6851(98)00075-9

Cowman, A. F. 1997. The mechanisms of drug action and resistance in malaria. Mol. Gen. Drug Resist.3:221-246.

10.4269/ajtmh.2003.68.613

de Pecoulas, P. E., B. Abdallah, M. K. Dje, L. K. Basco, J. leBras, and A. Mazzabraud. 1995. Use of a semi-nested PCR diagnosis test to evaluate antifolate resistance of Plasmodium falciparum isolates. Mol. Cell. Probes9:391-397.

10.1016/S0378-1119(98)00118-8

10.1016/S0166-6851(97)00247-8

10.1016/0035-9203(79)90121-4

Doi, H., A. Kaneko, W. Panjaitan, and A. Ishii. 1989. Chemotherapeutic malaria control operation by single dose of Fansidar plus primaquine in North Sumatra, Indonesia. Southeast Asian J. Trop. Med. Public Health20:341-349.

10.1006/expr.1998.4274

10.1073/pnas.1232502100

Ferlan, J. T., S. Mookherjee, I. N. Okezie, L. Fulgence, and C. H. Sibley. 2001. Mutagenesis of dihydrofolate reductase from Plasmodium falciparum: analysis in Saccharomyces cerevisiae of triple mutant alleles resistant to pyrimethamine or WR99210. Mol. Biochem. Parasitol.113:139-150.

10.1073/pnas.87.8.3014

10.4269/ajtmh.1999.60.542

Fryauff, D. J., S. Tuti, A. Mardi, S. Masbar, R. Patipelohi, B. Leksana, K. C. Kain, M. J. Bangs, T. L. Richie, and J. K. Baird. 1998. Chloroquine-resistant Plasmodium vivax in transmigration settlements of West Kalimantan, Indonesia. Am. J. Trop. Med. Hyg.59:513-518.

10.1016/0035-9203(95)90432-8

10.1016/S0166-6851(01)00335-8

10.1086/381397

10.1073/pnas.182295999

10.1016/S1286-4579(01)01524-6

10.1128/AAC.45.11.3122-3127.2001

10.1128/AAC.47.5.1514-1521.2003

10.1128/jb.153.1.163-168.1983

10.1126/science.1081449

10.1128/AAC.48.6.2214-2222.2004

Krisin, H. Basri, D. J. Fryauff, M. J. Barcus, M. J. Bangs, e. Ayomi, H. Marwoto, I. R. F. Elyazar, T. L. Richie, and J. K. Baird. 2003. Malaria in a cohort of Javanese migrants in Indonesian Papua. Ann. Trop. Med. Parasitol.97:543-556.

Maguire, J. D., M. D. Lacy, Sururi, P. Sismadi, Krisin, I. Wiady, B. Laksana, M. J. Bangs, S. Masbar, I. Susanti, W. Basuki, M. J. Barcus, H. Marwoto, M. D. Edstein, S. Tjokrosonto, and J. K. Baird. 2002. Chloroquine or sulfadoxine-pyrimethamine for the treatment of uncomplicated, Plasmodium falciparum malaria during an epidemic in Central Java, Indonesia. Ann. Trop. Med. Parasitol.96:655-668.

10.1016/S0140-6736(02)09336-4

10.1016/0035-9203(95)90556-1

Mayxay, M., S. Pukritrayakamee, K. Chotivanich, M. Imwong, S. Looareesuwan, and N. J. White. 2001. Identification of cryptic coinfection with Plasmodium falciparum in patients presenting with vivax malaria. Am. J. Trop. Med. Hyg.65:588-592.

10.1016/j.pt.2004.03.006

10.4269/ajtmh.2002.67.555

10.4269/ajtmh.2000.62.225

10.4269/ajtmh.2001.64.97

Meuwissen, T. 1964. The use of a medicated salt in an antimalaria campaign in West New Guinea. Trop. Geogr. Med.16:245-255.

Mueller, I., J. Kaiok, J. C. Reeder, and A. Cortes. 2002. The population structure of Plasmodium falciparum and Plasmodium vivax during an epidemic of malaria in the Eastern Highlands of Papua New Guinea. Am. J. Trop. Med. Hyg.67:459-464.

10.1093/molbev/msg162

10.1073/pnas.87.8.3018

10.1073/pnas.85.23.9114

10.1093/clinids/23.5.1171

10.1242/jeb.00658

10.4269/ajtmh.1995.52.565

10.1016/S1368-7646(98)80014-9

10.1016/j.actatropica.2003.10.012

Rastelli, G., S. Pacchioni, and M. D. Parenti. 2003. Structure of Plasmodium vivax dihydrofolate reductase determined by homology modeling and molecular dynamics refinement. Bioorg. Med. Chem. Lett.13:3257-3260.

10.1016/S0140-6736(03)12951-0

10.4269/ajtmh.2003.69.548

10.1016/S1471-4922(01)02085-2

10.1093/genetics/122.1.19

Singh, R. K. 2000. Emergence of chloroquine-resistant vivax malaria in south Bihar (India). Trans. R. Soc. Trop. Med. Hyg.94:327.

10.1016/S0035-9203(02)90246-4

10.1016/j.pt.2004.05.004

10.4269/ajtmh.2001.65.90

10.4269/ajtmh.2003.68.416

10.1128/AAC.46.12.3947-3953.2002

10.4269/ajtmh.2001.64.12

Wallace, A. R. 1860. On the zoological geography of the Malay Archipelago (communicated by Charles Darwin to the LSL meeting of 3 November 1859). J. Proc. Linn. Soc. Zool.4:172-184.

10.1086/322858

Wilairatana, P., U. Silachamroon, S. Krudsood, P. Singhasivanon, S. Treeprasertsuk, V. Bussaratid, W. Phumratanaprapin, S. Srivilirit, and S. Looareesuwan. 1999. Efficacy of primaquine regimens for primaquine-resistant Plasmodium vivax malaria in Thailand. Am. J. Trop. Med. Hyg.61:973-977.

10.1016/S1473-3099(02)00239-6

10.1016/S0166-6851(96)02808-3

10.1038/nature00813

Young, M. D., and R. W. Burgess. 1959. Pyrimethamine resistance in Plasmodium vivax malaria. Bull. W. H. O.20:27-36.

Thông tin
Thông tin xuất bản

Antimicrobial Agents and Chemotherapy

Tập 49 Số 2

733-740

Thông tin tác giả