Detection of benzimidazole resistance-associated single-nucleotide polymorphisms in the beta-tubulin gene in Trichuris trichiura from Brazilian populations
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Resumo
Preventive chemotherapy is recommended by the WHO as the main strategy for controlling infections caused by nematodes in humans, aiming to eliminate the morbidity associated with these infections. This strategy consists of routine periodic administration of benzimidazoles, among other drugs. Although these drugs decrease the intensity of infections, they have the potential to exert selection pressure for genotypes bearing mutations associated with drug resistance, which may result in the establishment of resistant worm populations. There is evidence in the literature of resistance to these drugs in nematodes that infect humans, including in the species Trichuris trichiura. Single-nucleotide polymorphisms (SNPs) in the beta-tubulin gene located at codons 167, 198, and 200 are associated with the mechanism of resistance to benzimidazoles in nematodes. Here, we standardized a molecular technique based on an amplification refractory mutation system-polymerase chain reaction (ARMS-PCR) to analyze codons 167, 198, and 200 of T. trichiura. The ARMS-PCR methodology was successfully established to evaluate the codons of interest. A total of 420 samples of individual eggs were analyzed from populations obtained from five Brazilian states. A mutation in codon 198 was observed at a frequency of 4.8% (20/420), while for the other two codons, no polymorphism was observed. This is the first report of the presence of this mutation in populations of T. trichiura in Brazil. This fact and the emergence of the problem already observed in other species reinforces the need for regular monitoring of SNPs related to benzimidazole resistance using techniques that are highly sensitive and specific.
Abstract
A quimioterapia preventiva é recomendada pela OMS como a principal estratégia para o controle de infecções causadas por nematoides em humanos, visando eliminar a morbidade associada a essas infecções. Essa estratégia consiste na administração periódica rotineira de benzimidazóis, entre outros fármacos. Embora esses fármacos diminuam a intensidade das infecções, eles têm o potencial de exercer pressão de seleção para genótipos portadores de mutações associadas à resistência aos fármacos, o que pode resultar no estabelecimento de populações de vermes resistentes. Há evidências na literatura de resistência a esses fármacos em nematoides que infectam humanos, incluindo a espécie Trichuris trichiura. Polimorfismos de nucleotídeo único (SNPs) no gene da beta-tubulina localizados nos códons 167, 198 e 200 estão associados ao mecanismo de resistência aos benzimidazóis em nematoides. Aqui, padronizamos uma técnica molecular baseada em um sistema de mutação refratária à amplificação - reação em cadeia da polimerase (ARMS-PCR) para analisar os códons 167, 198 e 200 de T. trichiura. A metodologia ARMS-PCR foi estabelecida com sucesso para avaliar os códons de interesse. Um total de 420 amostras de ovos individuais foram analisadas de populações obtidas em cinco estados brasileiros. Uma mutação no códon 198 foi observada com uma frequência de 4,8% (20/420), enquanto para os outros dois códons, nenhum polimorfismo foi observado. Este é o primeiro relato da presença desta mutação em populações de T. trichiura no Brasil. Este fato e o surgimento do problema já observado em outras espécies reforçam a necessidade de monitoramento regular de SNPs relacionados à resistência ao benzimidazol usando técnicas altamente sensíveis e específicas.
Assunto
Tratamento farmacológico, Prevenção de doenças, Nematoides, Benzimidazóis, Trichuris, Polimorfismos de nucleotídeo único
Palavras-chave
Drug therapy, Disease prevention, Nematoda, Benzimidazoles, Trichuris, Single nucleotide polymorphism
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