EVALUACIÓN DE LAS MUTACIONES EN EL DOMINIO TRANSPEPTIDASA DE PONA1 Y LA ASOCIACIÓN CON LA RESISTENCIA A RIFAMPICINA EN MYCOBACTERIUM TUBERCULOSIS

La tuberculosis es una de las enfermedades con mayor impacto en el mundo, para el 2016 tuvo una incidencia estimada de 10.4 millones de casos en todo el mundo, asociado con 1.3 millones de muertes. Esta enfermedad al ser detectada sigue un esquema de tratamiento que dura entre 6 a 9 meses con las drogas de primera línea: Rifampicina, Isonizida, Pirazinamida y Etambutol. Sin embargo, por su complejidad en el tratamiento, el tiempo y su capacidad de generar resistencia a los antibióticos se tienen fenotipos multidrogo resistente (MDR-TB), que son aquellas cepas resistentes a dos de las drogas de primera línea, la rifampicina y la isoniazida. Lamentablemente, el Perú se encuentra entre los 30 países con mayor prevalencia de casos de MDR-TB. La tuberculosis asociada a resistencia a rifampicina (RR-TB) representa 6000.000 casos en todo el mundo y 240.000 muertes que siguen incrementándose. La RR-TB es un problema serio que amplia el tiempo de tratamiento hasta 24 meses, y genera el uso de drogas de segunda línea que incluyen agentes inyectables, con repercusiones en la salud, a nivel emocional y familiar. El mecanismo de acción está asociado principalmente a la unión de rifampicina a la subunidad de la ARN polimerasa. La resistencia a esta droga se ha asociado principalmente a mutaciones en el gen rpoB; sin embargo se han identificado cepas que presentan el gen rpoB nativo con resistencia a rifampicina. Se han identificado genes con mutaciones relacionados a cambios en el perfil de resistencia a rifampicina como las sub unidades del ARN polimerasa como RpoA y RpoC, Rv2629 un gen de una bomba de flujo de fármacos y PonA1, una proteína relacionada al mantenimiento y regeneración del peptidoglucano. A partir de un análisis preliminar de 600 genomas completos de Mycobacterium tuberculosis y se encontró una alta incidencia de cepas resistentes a la rifampicina, que tienen mutaciones en PonA1 y ninguna mutación en RpoB, lo que sugiere que las mutaciones en PonA1 podrían ser un nuevo mecanismo de resistencia a la rifampicina. El objetivo de este proyecto es evaluar cómo estas mutaciones contribuyen a la resistencia a la rifampicina, si lo hacen mediante la interacción directa con la rifampicina o como efecto compensatorio ante mutaciones del RpoB. La forma de lograr este objetivo se logrará mediante la colaboración entre el Laboratorio de Bioinformática, Biología Molecular y Desarrollos Tecnológicos liderado por la Dra Patricia Sheen, Jefa del Grupo de Investigación en Tuberculosis y el Dr. Diego Cattoni del Centro de Biología Estructural en Montpellier- CR-INSERM (Francia), donde se realizan estudios de moléculas a nivel estructural, que permiten la caracterización de moléculas individuales, identificación de interacciones proteína-ligando, proteína-proteína, señalización celular, por lo que cuentan con los equipos y conexiones para cubrir todos estos estudios. En la primera etapa, a partir de 5000 genomas de Mtb totalmente secuenciados se elegirán las principales mutaciones en PonA1 en el dominio transpeptidasa (ya que en el análisis previo se vio una mayor frecuencia en este dominio), luego se producirán proteínas nativas y mutantes de PonA1, se evaluará el grado en que las mutaciones afectan la actividad enzimática de la proteína, y cómo afectan estas mutaciones en el fenotipo de las cepas en cultivo cuando solo existen las mutaciones puntuales en PonA1. En el segundo periodo se caracterizará a nivel estructural el efecto de las mutaciones en PonA1, se evaluará el grado de interacción con la rifampicina y con RpoB, para identificar mutaciones compensatorias y relacionarlas. También se terminará de caracterizar enzimáticamente a las mutantes de PonA1. En la última parte del estudio se pretende evaluar el orden en que se generan las mutaciones en cultivos de Mtb (RpoB o PonA1) en presencia de rifampicina a través de varias generaciones.

VALLEJOS SANCHEZ ,KATHERINE JAQUELINE