Mycobacterium tuberculosis klinik izolatlarında yeni antitüberküloz ilaçlar olan bedaquiline ve Delamanid'in MİK değerlerinin ve dirence neden olan mutasyonların saptanması
Determination of MİC values and resistance related mutations for novel antituberculosis drugs bedaquiline and delamanid in mycobacterium tuberculosis clinical isolates.
Yazar: FATMA NUR AKDOĞAN KITTANA
Danışman: DOÇ. DR. ALPASLAN ALP
Hacettepe Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı / Mikrobiyoloji Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Antitüberküloz ajanlar = Antitubercular agents ; Delamanid = Delamanid ; Dizi analizi = Sequence analysis ; Klofazimin = Clofazimine ; Mycobacterium tuberculosis = Mycobacterium tuberculosis ; Mycobacterium tuberculosis = Mycobacterium tuberculosis ; Tüberküloz = Tuberculosis ; İlaçlara direnç = Drug resistance ; İlaçlara direnç = Drug resistance

Özet:
Bu çalışmanın amacı, dirençli tüberküloz hastalarından izole edilen 101 M. tuberculosis klinik izolatının bedaquiline ve delamanid minimal inhibitör konsantrasyon (MİK) değerlerinin fenotipik olarak MGIT-960 otomatize sıvı kültür sisteminde bir araştırma yazılımı olan TB/eXİST ile saptanması ve dirence neden olan mutasyonların Sanger dizileme ve tüm genom analizi (WGS) yöntemleriyle genotipik olarak araştırılmasıdır. Suşların 31'i İsviçre Zürih Üniversitesi'nde, 70'i ise Türkiye'deki hastalardan izole edilmiştir. İsviçre suşlarında bedaquiline ve klofazimin arasında çapraz direnç varlığı da araştırılmıştır. Fenotipik duyarlılık sonuçlarına göre İsviçre ve Türkiye suşlarının bedaquiline, delamanid ve yalnızca İsviçre suşlarının klofazimin MİK dağılımları ve ortalama MİK değerleri sırasıyla <0,2 µg/ml ile ≥4,0 µg/ml arasında (ortalama MİK=0,92 µg/ml), ≤0,01 µg/ml ile ≥3,2 µg/ml arasında (ortalama MİK=0,18 µg/ml) ve ≤0,5 µg/ml ile  ≥2,0 µg/ml arasında (ortalama MİK=1,11 µg/ml) saptanmıştır. İsviçre suşlarının bedaquiline MİK değerleri, Türkiye suşlarına göre daha yüksek bulunurken, Türkiye suşlarının delamanid MİK değerleri İsviçre suşlarına göre daha yüksek bulunmuştur. Dünya Sağlık Örgütü'nün Kritik İlaç Kosantrasyonları Raporu'na göre çalışmamızdaki tüm suşlar ortalama MİK değerlerine göre bedaquiline duyarlı bulunurken, delamanid ve klofazimine dirençli bulunmuştur. Bedaquiline ve klofazimin MİK değerleri yüksek suşlarda çapraz dirençten sorumlu olan mutasyon, Sanger dizileme ile saptanamamıştır, dirence neden olan yeni mutasyonun saptanması için ileri çalışmalar yapılması gerekmektedir. Bakteri genomunda bulunan ve tüm ilaçlara karşı gelişen direnç profillerini saptamak amacıyla bir WGS protokolü optimizasyon çalışması yapılmıştır. 25 suşun genomunda bulunan dirençle ilişkili varyantlar saptanabilmiştir. Sonuç olarak, bu çalışmada ÇİD-TB tedavisinde yakın zamanda ülkemizde de kullanıma girmesi beklenen yeni ilaçlar için Türkiye M. tuberculosis suşlarının ön duyarlılık verisi elde edilmiştir. MGIT-960 sistemiyle entegre edilen araştırma yazılımı ve optimize edilmiş WGS protokolünün ÇİD-TB hastalarının kişiselleştirilmiş tedavilerinin belirlenebilmesinde kullanılabileceği düşünülmektedir.

Abstract:
The purpose of this study is to detect the minimum inhibitory concentration (MIC) values of these novel drugs against to 101 resistant-M.tuberculosis clinical isolates with MGIT 960 automatized liquid culture system integrated with TB/eXİST research software as phenotypically and detection of drug resistance related mutations on bacteria genome by Sanger DNA sequencing or whole genome sequencing (WGS) as genotypically. Thirty one strains were isolated in University of Zurich, Switzerland and 70 strains were isolated in Turkey. Cross resistance between bedaquiline and clofazimin was also investigated in Swiss isolates. According to phenotypic MGIT 960 system bedaquiline, delamanid and clofazimin MIC ranges were found as <0.2 µg/ml to ≥4.0 µg/ml  (mean MIC=0.92 µg/ml), ≤0.01 µg/ml to ≥3.2 µg/ml (mean MIC=0.18 µg/ml) and ≤0.5 µg/ml to  ≥2.0 µg/ml (mean MIC=1.11 µg/ml), respectively. Phenotypical susceptibility test results reveal that bedaquiline MIC values of Swiss isolates were found higher than those of Turkish isolates while delamanid MIC values of isolates from Turkey were found higher than those of Swiss isolates. According to World Health Organization Critical Drug Concentration Report, mean MIC values of all of the strains were classified as sensitive to bedaquiline while they were classified as resistant to delamanid and clofazimin. Some isolates had both bedaquiline and clofazimin high MIC values but we couldn't detect any cross resistance related mutations in genome of these bacterial strains. Further studies are required to clarify new mutations related to resistance. In this study, we also tried to optimize the WGS protocol in order to detect all drug resistance profile in the genome of bacteria. The protocol could detect the resistance related variations in the genome of 25 strains. In conclusion, this study provides a preliminary AST results of M.tuberculosis strains isolated from Turkish patients for novel drugs which will be available in Turkey soon. Research software integrated MGIT 960 testing and optimized WGS protocol will be used for determination of individualised therapy of MDR-TB patients.