Genetic mutations associated with reduced linezolid sussceptibility of Mycobacterium tuberculosis strains

Abstract

Background. Linezolid (LNZ) is one of the main drugs used for multidrug-resistant tuberculosis (MDRTB) treatment. Current molecular based tools do not allow to test susceptibility to LNZ Genetic targets associated with resistance to LNZ are not fully characterized. Objective of the study. To identify mutations associated with LNZ resistance by applying whole genome sequencing (WGS) technique and to describe correlations between pheno-genotypic resistance in MDR M. tuberculosis (MTB). Material and Methods. Multidrug resistant MTB strains, isolated from sputum of the patients treated with LNZ containing regimen during 2017-2018 in the Republic of Moldova, were analyzed. The WGS results of the MTB strains were compared with the results of liquid culture-based susceptibility tests on 3 concentrations of LNZ (0.5 mg/L; 1.0 mg/L; 2.0 mg/L). Results. The study included 60 MDR strains of MTB. The rate of phenotypic resistance to LNZ at different concentrations of the drug was 33.3% for 0.5 mg/L; 26.7% for 1.0 mg/L; 21.7% for 2.0 mg/L. Genotypic resistance was confirmed in 16.7% MTB strains. In 7 cases mutations were detected in the rplC gene (460T> C). In other 3 cases the identified mutation implied rrl gene (2746G>A, 2814G>T, 2814G>T; 2810A>C). At LNZ concentration of 1.0 mg/L, pheno-genotypic concordance was found in 71.4% of the cases. Conclusion. LNZ resistance in the studied MTB strains was associated in most cases with mutations in the rrl and rplC genes. Further molecular based diagnostic tests should include these molecular targets.

Introducere. Linezolidul (LNZ) este un preparat de bază inclus în tratamentul bolnavilor cu TB-MDR. În prezent nu există teste molecular genetice, care ar permite diagnosticul rapid al sensibilității față de LNZ, substratul genetic asociat cu rezistența față de LNZ nefiind cunoscut în totalitate. Scopul lucrării. Stabilirea mutațiilor, asociate cu rezistența la LNZ și gradul de concordanță dintre rezultatele fenogenotipice obținute prin WGS a tulpinilor multi-drog, rezistente de M. tuberculosis (MTB), din Republica Moldova. Material și Metode. Au fost analizate tulpini de MTB, izolate din sputa bolnavilor ce au administrat LNZ în perioada 2017-2018. Rezultatele WGS a tulpinilor de MTB au fost comparate cu sensibilitatea culturii, pe medii lichide, pentru 3 concentrații (0.5 mg/L; 1.0 mg/L; 2.0 mg/L). Rezultate. În studiu au fost incluse 60 de tulpini MDR de MTB. Rata rezistenței fenotipice la LNZ pentru diferite concentrații de medicament a fost de 33,3% pentru 0,5 mg / L; 26,7% pentru 1,0 mg / L; 21,7% pentru 2,0 mg / L. Rezistența genotipică a fost confirmată la 16,7% tulpini MTB. În 7 cazuri au fost detectate mutații în gena rplC (460T> C). În alte 3 cazuri au fost identificate mutații în gena rrl (2746G> A, 2814G> T, 2814G> T; 2810A> C). La concentrația LNZ de 1,0 mg / L, concordanța fenogenotipică a fost găsită în 71,4% din cazuri. Concluzii. Rezistența la LNZ a tulpinilor de MTB a fost asociată cu mutații în genele rrl și rplC. Dezvoltarea ulterioară a testelor molecular genetice de apreciere a sensibilității, la preparatele antituberculoase, trebuie să includă testarea acestor ținte moleculare.