รูปแบบ protein mass spectrum ของเชื้อกลายพันธุ์ดื้อยา Bedaquiline ผ่านกระบวนการ spontaneous mutation ด้วยเทคนิค MALDI-TOF MS
คำสำคัญ:
วัณโรค, เชื้อวัณโรค, เบดาควิลีน, มัลดิทอฟ เอ็มเอสบทคัดย่อ
WHO อนุมัติให้ Bedaquiline (BDQ) เป็นยารักษาวัณโรคกลุ่ม A ที่พิจารณานำมาใช้สำหรับการรักษาทางคลินิก การตรวจและวินิจฉัยลักษณะการดื้อยาชนิดใหม่อย่างรวดเร็วนำไปสู่การรักษาที่มีประสิทธิภาพ ป้องกันและควบคุมโรคไม่ให้เชื้อวัณโรคแพร่กระจาย matrix assisted laser desorption ionization time-of-flight mass spectrometry (MALDI-TOF MS) เป็นเทคนิคที่นำมาประยุกต์ใช้ในการตรวจลักษณะการดื้อยาในเชื้อจุลชีพต่าง ๆ รวมไปถึงเชื้อวัณโรค ดังนั้นจึงมีความเป็นไปได้สูงที่นำเทคนิคนี้มาตรวจหาลักษณะการดื้อยา BDQ ในตัวอย่างเชื้อวัณโรค ในการศึกษานี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษารูปแบบ protein mass spectrum (PMS) ของเชื้อกลายพันธุ์ดื้อยา BDQ ด้วยการสร้างเชื้อวัณโรคสายพันธุ์ H37Ra ATCC 25177 ให้เกิด spontaneous resistance ต่อยา BDQ โดยถ่ายโอนเชื้อทีละขั้นตอนลงใน M7H10 ที่มีความเข้มข้นของยา BDQ ตั้งแต่ 0.125 ถึง 1.00 µg/mL เป็นลำดับ เชื้อที่ขึ้นใน M7H10 ตั้งแต่ความเข้มข้น 0.50 ถึง 1.00 µg/mL ถือเป็นเชื้อดื้อยา BDQ จะนำมาศึกษารูปแบบ PMS เปรียบเทียบ H37Ra wild type ด้วย MALDI-TOF MS จากผลการศึกษาสามารถสร้างเชื้อวัณโรคสายพันธุ์ดื้อยา BDQ (BDQ-resistance strains; BDQR strains) ได้ทั้งหมด 6 สายพันธุ์ (H1-H6) การวิเคราะห์ด้วย MALDI-TOF MS แสดงให้เห็นถึงรูปแบบ PMS ที่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ 6 รูปแบบเมื่อเปรียบเทียบกับ M. tuberculosis H37Ra WT ใน BDQR ทุกสายพันธุ์มีการลดลงของ PMS หลักช่วง m/z 5688-5693 สายพันธุ์ H1 พบ PMS รองที่เพิ่มขึ้นอย่างโดดเด่นในตำแหน่ง m/z 2733 และ 4864-4865 ในสายพันธุ์ H3 และ H5 พบ PMS เพิ่มขึ้นที่ตำแหน่ง m/z 4932-4933 และ 5332-5334 ตามลำดับ Main spectral profile (MSP) dendrogram สามารถจำแนกสายพันธุ์ของ BDQR และ wild type ออกจากได้อย่างชัดเจน ดังนั้น งานวิจัยนี้สามารถนำรูปแบบ PMS จำแนกระหว่างสายพันธุ์ที่ไว และดื้อต่อยา BDQ ออกจากกันได้ MALDI-TOF MS จึงแสดงให้เห็นถึงความน่าเชื่อถือ และสามารถใช้เป็นเทคนิคทางเลือกในการตรวจหาลักษณะการดื้อยาในงานวัณโรค
เอกสารอ้างอิง
WHO. Global Tuberculosis Report. 2023.
Division of Tuberculosis Department of Disease Control MoPH. National Tuberculosis Control Programme Guideline, Thailand. 2023.
Division of Tuberculosis Department of Disease Control MoPH. Clinical Practice Guideline Tuberculosis Preventive Treatment. 2023.
Pedersen OS, Holmgaard FB, Mikkelsen MKD, Lange C, Sotgiu G, Lillebaek T, et al. Global treatment outcomes of extensively drug-resistant tuberculosis in adults: A systematic review and meta-analysis. J Infect. 2023;87(3):177-89.
WHO. WHO consolidated guidelines on tuberculosis Module 4: Treatment Drug-resistant tuberculosis treatment. 2020.
Huerga H, Khan U, Bastard M, Mitnick CD, Lachenal N, Khan PY, et al. Safety and Effectiveness Outcomes From a 14-Country Cohort of Patients With Multi-Drug Resistant Tuberculosis Treated Concomitantly With Bedaquiline, Delamanid, and Other Second-Line Drugs. Clin Infect Dis. 2022;75(8):1307-14.
Lohrasbi V, Talebi M, Bialvaei AZ, Fattorini L, Drancourt M, Heidary M, et al. Trends in the discovery of new drugs for Mycobacterium tuberculosis therapy with a glance at resistance. Tuberculosis. 2018;109:17-27.
Kundu S, Biukovic G, Grüber G, Dick T. Bedaquiline targets the ε subunit of mycobacterial F-ATP synthase. Antimicrob Agents Chemother. 2016;60(11):6977-9.
WHO Guidelines Approved by the Guidelines Review Committee. WHO consolidated guidelines on tuberculosis: Module 4: treatment - drug-resistant tuberculosis treatment, 2022 update. Geneva: World Health Organization. 2022.
Vanino E, Granozzi B, Akkerman OW, Munoz-Torrico M, Palmieri F, Seaworth B, et al. Update of drug-resistant tuberculosis treatment guidelines: A turning point. Int J Infect Dis. 2023;130 Suppl 1:S12-s5.
Hoffmann H, Kohl TA, Hofmann-Thiel S, Merker M, Beckert P, Jaton K, et al. Delamanid and Bedaquiline Resistance in Mycobacterium tuberculosis Ancestral Beijing Genotype Causing Extensively Drug-Resistant Tuberculosis in a Tibetan Refugee. Am J Respir Crit Care Med. 2016;193(3):337-40.
Tadolini M, Lingtsang RD, Tiberi S, Enwerem M, D'Ambrosio L, Sadutshang TD, et al. First case of extensively drug-resistant tuberculosis treated with both delamanid and bedaquiline. Eur Respir J. 2016;48(3):935-8.
Millard J, Rimmer S, Nimmo C, O'Donnell M. Therapeutic Failure and Acquired Bedaquiline and Delamanid Resistance in Treatment of Drug-Resistant TB. Emerg Infect Dis. 2023;29(5):1081-4.
Hu Y, Fan J, Zhu D, Liu W, Li F, Li T, et al. Investigation of bedaquiline resistance and genetic mutations in multi-drug resistant Mycobacterium tuberculosis clinical isolates in Chongqing, China. Ann Clin Microbiol Antimicrob. 2023;22(1):19.
Zheng H, He W, Jiao W, Xia H, Sun L, Wang S, et al. Molecular characterization of multidrug-resistant tuberculosis against levofloxacin, moxifloxacin, bedaquiline, linezolid, clofazimine, and delamanid in southwest of China. BMC Infect Dis. 2021;21(1):330.
Radomski N, Roguet A, Lucas FS, Veyrier FJ, Cambau E, Accrombessi H, et al. atpE gene as a new useful specific molecular target to quantify Mycobacterium in environmental samples. BMC Microbiol. 2013;13:277.
Petrella S, Cambau E, Chauffour A, Andries K, Jarlier V, Sougakoff W. Genetic basis for natural and acquired resistance to the diarylquinoline R207910 in mycobacteria. Antimicrob Agents Chemother. 2006;50(8):2853-6.
Sonnenkalb L, Carter JJ, Spitaleri A, Iqbal Z, Hunt M, Malone KM, et al. Bedaquiline and clofazimine resistance in Mycobacterium tuberculosis: an in-vitro and in-silico data analysis. Lancet Microbe. 2023;4(5):e358-e68.
Degiacomi G, Sammartino JC, Sinigiani V, Marra P, Urbani A, Pasca MR. In vitro Study of Bedaquiline Resistance in Mycobacterium tuberculosis Multi-Drug Resistant Clinical Isolates. Front Microbiol. 2020;11:559469.
Setyawan MF, Mertaniasih NM, Soedarsono S, Nuha Z, Maladan Y, Matsumoto S. Mycobacterium tuberculosis – atpE Gene Profile of Bedaquiline-Treated Pulmonary Tuberculosis Patients at the Referral Hospital Dr. Soetomo, Indonesia. Int J Mycobacteriol. 2023;12(2).
Almeida D, Ioerger T, Tyagi S, Li SY, Mdluli K, Andries K, et al. Mutations in pepQ Confer Low-Level Resistance to Bedaquiline and Clofazimine in Mycobacterium tuberculosis. Antimicrob Agents Chemother. 2016;60(8):4590-9.
Furniss RCD, Dortet L, Bolland W, Drews O, Sparbier K, Bonnin RA, et al. Detection of Colistin Resistance in Escherichia coli by Use of the MALDI Biotyper Sirius Mass Spectrometry System. J Clin Microbiol. 2019;57(12).
Maenchantrarath C, Khumdee P, Samosornsuk S, Mungkornkaew N, Samosornsuk W. Investigation of fluconazole susceptibility to Candida albicans by MALDI-TOF MS and real-time PCR for CDR1, CDR2, MDR1 and ERG11. BMC Microbiol. 2022;22(1):153.
Ceyssens PJ, Soetaert K, Timke M, Van den Bossche A, Sparbier K, De Cremer K, et al. Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization-Time of Flight Mass Spectrometry for Combined Species Identification and Drug Sensitivity Testing in Mycobacteria. J Clin Microbiol. 2017;55(2):624-34.
Wu X, Tan G, Yang J, Guo Y, Huang C, Sha W, et al. Prediction of Mycobacterium tuberculosis drug resistance by nucleotide MALDI-TOF-MS. Int J Infect Dis. 2022;121:47-54.
American Type Culture Collection. Mycobacterium tuberculosis (Zopf) Lehmann and Neumann: ATCC; 2021 [Available from: https://www.era-env.com/ERAWcfService/getmsdscontent.svc/msds?key=lXI%2bZI8Ywfg%3d&value=5eO8Pj7RW28%3d.]
Xu Y, Wang G, Xu M. Biohazard levels and biosafety protection for Mycobacterium tuberculosis strains with different virulence. Biosafety and Health. 2020;02(03):135-41.
Zheng H, Lu L, Wang B, Pu S, Zhang X, Zhu G, et al. Genetic basis of virulence attenuation revealed by comparative genomic analysis of Mycobacterium tuberculosis strain H37Ra versus H37Rv. PLoS One. 2008;3(6):e2375.
Feng S, Liang L, Shen C, Lin D, Li J, Lyu L, et al. A CRISPR-guided mutagenic DNA polymerase strategy for the detection of antibiotic-resistant mutations in M. tuberculosis. Mol Ther Nucleic Acids. 2022;29:354-67.
Patil SM, Barji DS, Chavan T, Patel K, Collazo AJ, Prithipaul V, et al. Solubility Enhancement and Inhalation Delivery of Cyclodextrin-Based Inclusion Complex of Delamanid for Pulmonary Tuberculosis Treatment. AAPS Pharm Sci Tech. 2023;24(1):49.
Priyadarshini N, Veeramani A, Chinnathambi P, Palanichamy A, Al-Dosary MA, Ali MA, et al. Antimycobacterial effect of plant derived phthalate against Mycobacterium tuberculosis H37Ra. Physiol Mol Plant Pathol. 2022;117:101761.
WHO. Technical manual for drug susceptibility testing of medicines used in the treatment of tuberculosis. Geneva: World Health Organization; 2018. Report No.: 9789241514842.
Ismail N, Omar SV, Ismail NA, Peters RPH. In vitro approaches for generation of Mycobacterium tuberculosis mutants resistant to bedaquiline, clofazimine or linezolid and identification of associated genetic variants. J Microbiol Methods. 2018;153:1-9.
Komolsiri S, Juprasertporn K, Khattiyawech C, Samosornsuk S, Samosornsuk W. Comparison of protein extraction methods for Mycobacterium tuberculosis detection by MALDI-TOF Mass Spectrometry. JDPC3. 2024;18(1):86-98.
Sarathy JP, Gruber G, Dick T. Re-Understanding the Mechanisms of Action of the Anti-Mycobacterial Drug Bedaquiline. Antibiotics (Basel). 2019;8(4).
Sonnenkalb L, Carter J, Spitaleri A, Iqbal Z, Hunt M, Malone K, et al. Deciphering Bedaquiline and Clofazimine Resistance in Tuberculosis: An Evolutionary Medicine Approach. bioRxiv. 2021:2021.03.19.436148.
Nieto Ramirez L, Vargas K, Diaz G. Whole Genome Sequencing for the Analysis of Drug Resistant Strains of Mycobacterium tuberculosis: A Systematic Review for Bedaquiline and Delamanid. Antibiotics. 2020;9:133.
ดาวน์โหลด
เผยแพร่แล้ว
รูปแบบการอ้างอิง
ฉบับ
ประเภทบทความ
สัญญาอนุญาต
ลิขสิทธิ์ (c) 2024 วารสารโรคและภัยสุขภาพ สำนักงานป้องกันควบคุมโรคที่ 3 จังหวัดนครสวรรค์
อนุญาตภายใต้เงื่อนไข Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
ประกาศเกี่ยวกับลิขสิทธิ์
|
บทความที่เผยแพร่ในวารสารโรคและภัยสุขภาพสำนักงานป้องกันควบคุมโรคที่ 3 จังหวัดนครสวรรค์ ถือว่าเป็นผลงานทางวิชาการหรือการวิจัย และวิเคราะห์ ตลอดจนเป็นความเห็นส่วนตัวของผู้เขียน ไม่ใช่ความเห็นของสำนักงานป้องกันควบคุมโรคที่ 3 จังหวัดนครสวรรค์ หรือกองบรรณาธิการแต่ประการใด ผู้เขียนต้องรับผิดชอบต่อบทความของตน |
นโยบายความเป็นส่วนตัว
|
ชื่อและที่อยู่ อีเมล์ ที่ระบุในวารสารโรคและภัยสุขภาพสำนักงานป้องกันควบคุมโรคที่ 3 จังหวัดนครสวรรค์ จะใช้เพื่อระบุตามวัตถุประสงค์ของวารสารเท่านั้น และจะไม่นำไปใช้สำหรับวัตถุประสงค์อื่น หรือต่อบุคคลอื่น |
