Mycobacterium tuberculosis suşlarında eflüks pompasını oluşturan gen ekspresyonlarının çoklu ilaç direnç gelişimi üzerine etkisinin araştırılması
Investigation of the relation of multiple drug resistance with the expression of genes which made of efflux pump in mycobacterium tuberculosis
Yazar: MUSTAFA KEREM ÇALGIN
Danışman: PROF. DR. MEHMET KIYAN
Ankara Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Tıbbi Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2012
Konu: Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Antitüberküloz ajanlar = Antitubercular agents ; Gen ifadesi = Gene expression ; Mycobacterium tuberculosis = Mycobacterium tuberculosis ; Tüberküloz = Tuberculosis ; İlaçlara direnç = Drug resistance

Özet:
Tüberküloz tedavisinde, ilaçların hedeflediği genlerdeki mutasyonlar ilaçlara karşı gelişen direncin en önemli nedenlerindendir. Bununla birlikte klinik izolatlardan elde edilen M. tuberculosis suşlarının rifampin (RIF), izoniazid (INH), ethambutol (EMB), pirazinamid (PZA) ve streptomisin (STR) gibi temel tüberküloz ilaçlarına karşı gelişen yüksek direnci sadece hedef genlerde oluşan mutasyonlarla açıklamak mümkün olmamaktadır. Hedef genlerdeki mutasyonlar dışında, ilacı hücre dışına pompalayan atım (eflüks) pompası gibi farklı mekanizmalar, çoklu ilaç direnci gösteren birçok bakteride tanımlanmıştır. Bu şekilde çoklu ilaç direnci gösteren grupta rol alan gen veya genlerin belirlenmesi ile direnç mekanizmasının anlaşılması yanında özellikle çoklu ilaç direnci gösteren suşlarla ortaya çıkan tüberküloz hastalığının tedavisinde yeni bir hedefin ortaya konması önemlidir. Bu çalışmada, Rv1410c (p55), Rv2333c, drrA, drrB, mmpL4, mmpL7, Rv1258c, iniA (Rv0342), Rv0037c, Rv0783c, Rv1250, Rv1273c, Rv1634, Rv1687c ve Rv3000 genlerinin, direkt klinik olarak elde edilmiş olan çoklu ilaç direnci gösteren M. tuberculosis suşları ve yine klinik örneklerden elde edilen ve direnç göstermeyen suşlardaki ekspresyon farklılıkları multipleks RT - PZR yöntemi kullanılarak araştırılmıştır. Buna ek olarak bu genlerin ekspresyonları, M. tuberculosis H37Rv ATCC 25618, M. tuberculosis H37Ra ATCC 25177, M. tuberculosis H37Rv RSKK 598 Pasteur enstitüsü standart suşlarında da araştırılmıştır.Yapılan incelemeler sonucunda, araştırdığımız eflüks pompalarının MDR fenotipindeki M. tuberculosis suşlarındaki ekspresyonları ile duyarlı suşlardaki ekspresyonları arasında anlamlı bir farklılık gözlenmemiş, söz konusu pompa genlerinin her iki grupta da benzer oranlarda eksprese edildikleri saptanmıştır. Aynı zamanda araştırdığımız eflüks pompalarının ekspresyonlarının, klinik olarak elde edilmiş olan suşlardaki ekspresyon miktarlarına göre, her üç M. tuberculosis standart suşunda daha az olduğu tespit edilmiştir. Eflüks pompa proteinlerinin klinik suşlarda ekspresyonlarının artması, muhtemelen başka direnç genleriyle veya proteinlerle etkileşime girerek belirli sübstratların ihracı ile ilişkili olabileceklerini göstermektedir ve M. tuberculosis' te birden çok ilacın MİK değerlerini artırmış olması muhtemeldir. Böyle bir ilişkinin varlığını tam olarak ortaya koyabilmek için konu ile ilgili daha ileri çalışmaların yapılması gerekmektedir

Abstract:
Mutations of the drug target genes are known as the important reasons of the drug resistance in the treatment of tuberculosis. However, it is not possible to explain all clinically observed multiple drug resistance to first line drugs such as rifampicin, isoniazid, ethambutol, pyrazinamide and streptomycin only with mutations of the target genes. Beyond drug target gene mutations, other mechanisms such as over expression of efflux pumps has to be considered especially for MDR. Finding a gene or genes that are involved with MDR will not only be helpful to understand the mechanisms of multidrug resistance but also will be useful for finding a new target for the treatment of drug resistant tuberculosis. In this study, we aimed to compare the differences of the expression of the genes including; Rv1410c (p55), Rv2333c, drrA, drrB, mmpL4, mmpL7, Rv1258c, iniA (Rv0342), Rv0037c, Rv0783c, Rv1250, Rv1273c, Rv1634, Rv1687c and Rv3000 in clinically isolated M. tuberculosis strains with and without MDR. To show the expression difference in two groups, we used Multiplex RT - PCR strategy. Additionally we investigate the expression of these genes in M. tuberculosis H37Rv ATCC 25618, M. tuberculosis H37Ra ATCC 25177, M. tuberculosis H37Rv RSKK 598 Pasteur institute reference strains. Our results showed that this pump genes have similar rates of expressions in strains with and without MDR. However, we found the expression level of the all pump genes which we studied lower in standart strains compared to the expression level of the clinical strains. This may indicate that the efflux pump expressions are increased in clinical strains, perhaps may be associated with the export of specific substrates with interact with other resistance genes or proteins and may increase MIC level in M. tuberculosis. Further studies are necessary to determine the presence of such an association.