Caracterização das mutações envolvidas na resistência de isolados de Mycobacterium tuberculosis à estreptomicina e sua relação com o sistema de efluxo

Abstract

O Mycobacterium tuberculosis é intrinsecamente resistente a diversos antimicrobianos. Esta resistência é devida, principalmente, ao envelope hidrofóbico da célula bacteriana que atua como uma barreira efetiva para diversos compostos. Outros determinantes da sua resistência intrínseca incluem enzimas hidrolíticas e bombas de efluxo de drogas. A resistência adquirida em isolados clínicos de M. tuberculosis é principalmente devida a mutações em genes que codificam alvos para os fármacos ou em seus ativadores. Apesar disso, um número entre 5–30% das cepas resistentes não têm caracterizado o seu mecanismo de resistência, considerando-se o sistema de efluxo como uma das possibilidades para esta resistência. O efluxo é o resultado da atividade de proteínas transportadoras envolvidas na extrusão de substâncias (incluindo todas as classes de relevantes antimicrobianos clínicos) de dentro da célula para o meio externo. O principal objetivo deste trabalho foi comparar a Concentração Mínima Inibitória (CMI) em condições de diferentes tratamentos (presença e ausência de inibição do sistema de efluxo) e os resultados obtidos com o seqüenciamento dos genes rpsL e rrs. Para isso foram testados 79 isolados de M. tuberculosis, destes, 43 (54%) isolados apresentaram mutações; 38 (48%) diminuíram a CMI na presença de inibidores do sistema de efluxo, sendo que isso ocorreu tanto em isolados resistentes ou sensíveis, mutados ou não-mutados. Em três isolados resistentes a estreptomicina não foram identificadas alterações nos genes rpsL e rrs e na presença de inibidores do sistema de efluxo a resistência foi diminuída. A diminuição da CMI nesses isolados resistentes, embora sem mutação, indica uma possível participação do sistema de efluxo. Nas cepas mutadas, o mecanismo de efluxo, estaria aumentando a tolerância do isolado à concentração da droga. Estas últimas possuiriam dois mecanismos de resistência atuantes (mutação nos genes alvo do fármaco e superexpressão das proteínas de membrana responsáveis pelo efluxo de drogas).

Mycobacterium tuberculosis is naturally resistant to many antimicrobials. This resistance is due mainly to the hydrophobic cell envelope acting as an effective permeability barrier for many compounds. Other determinants ones of its intrinsic resistance include hydrolytic enzymes and efflux pumps of drugs. The acquired resistance in clinical isolates of M. tuberculosis is mainly due to mutations in genes that encode targets for drugs substances or in their activators. Even so, in 5-30% of the resistant strains the resistance mechanism is not known and the efflux system has been considered as one of the possibilities for this resistance. Efflux is the result of the activity of transport proteins involved in extrusion of substances (including all classes of clinically relevant antimicrobials) from the interior of the cells into the external environment. The main goal of this study is to compare the Minimal Inibitory Concentration (MIC) in different conditions (with or without efflux system inhibitors) and the sequencing data of the rpsL and rrs genes. For that we have analized 79 M. tuberculosis isolates, and from these, 43 (54%) presented mutations; 38 (48%) decreased the MIC in presence of efflux system inhibitors. This decrease in MIC occurred in resistant or sensitive isolates, with or without mutations. Three resistant isolates did not present any mutations in rpsL and rrs genes and in presence of efflux system inhibitors the resistance decreased. The decrease of MIC in these resistant isolates, although without mutation, indicates participation of the efflux system. In the mutated isolates the efflux system could increase the tolerance to drug concentration. In these isolates two resistance mechanisms must be acting (mutation on the drug target genes and over-expression of membrane proteins responsible for the drug efflux).