Türkiye’de Kutanöz Leyşmanyazis Etkeni Leishmania tropica’da Antimon Direnç Mekanizmasının Belirlenme

AKYAR, Işın; çavuş, ibrahim; Ozbilgin, Ahmet; yildiz zeyrek, fadile; HARMAN, Mehmet; ERTABAKLAR, Hatice; GÜNDÜZ, Cumhur; OZBEL, YUSUF; GÜRAY, Melda Zeynep; ÇULHA, Gülnaz

Türkiye’de Kutanöz Leyşmanyazis Etkeni Leishmania tropica’da Antimon Direnç Mekanizmasının Belirlenme

Ahmet ÖZBİLGİN, (Manisa Celal Bayar Üniversitesi Tıp Fakültesi, Tıbbi Parazitoloji Anabilim Dalı, Manisa)

Fadile Yıldız ZEYREK, (Harran Üniversitesi Tıp Fakültesi, Tıbbi Mikrobiyoloji Anabilim Dalı, Şanlıurfa.)

Melda Zeynep GÜRAY, (İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü, Kimya Bölümü, İzmir)

Gülnaz ÇULHA, (Mustafa Kemal Üniversitesi Tıp Fakültesi, Parazitoloji Anabilim Dalı, Hatay)

Işın AKYAR, (Acıbadem Üniversitesi Tıp Fakültesi, Tıbbi Mikrobiyoloji Anabilim Dalı, İstanbul.)

Mehmet HARMAN, (Dicle Üniversitesi Tıp Fakültesi, Dermatoloji Anabilim Dalı, Diyarbakır)

Yusuf ÖZBEL, (Ege Üniversitesi Tıp Fakültesi, Tıbbi Parazitoloji Anabilim Dalı, İzmir)

Hatice ERTABAKLAR, (Adnan Menderes Üniversitesi Tıp Fakültesi, Tıbbi Parazitoloji Anabilim Dalı, Aydın)

İbrahim ÇAVUŞ, (Manisa Celal Bayar Üniversitesi Tıp Fakültesi, Tıbbi Parazitoloji Anabilim Dalı, Manisa.)

Cumhur GÜNDÜZ (Ege Üniversitesi Tıp Fakültesi, Tıbbi Biyoloji Anabilim Dalı, İzmir.)

Mikrobiyoloji Bülteni

7 0

Yıl: 2020 Cilt: 54 Sayı: 3 Sayfa Aralığı: 444 - 462 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 15-10-2021

Türkiye’de Kutanöz Leyşmanyazis Etkeni Leishmania tropica’da Antimon Direnç Mekanizmasının Belirlenme

Öz:

Dünya Sağlık Örgütü, yaklaşık bir milyar insanın endemik bölgelerde risk altında olduğunu, son beşyıl içinde bir milyon kutanöz leyşmanyazis (KL) olgusunun ve yılda yaklaşık 300.000 viseral leyşmanyazis (VL) olgusunun olduğunu bildirmektedir. Her yıl yaklaşık 20.000 kişinin VL’ye bağlı öldüğü bilinmektedir. Türkiye’de Leishmania tropica’nın ve Leishmania infantum’un neden olduğu KL’de yılda 2500civarında olgu bildirilmektedir. Başta Akdeniz ve Ege Bölgesi illerinde olmak üzere diğer birçok ilde sonyıllarda ortaya çıkan olgu ve odaklarda önemli oranda artış görülmesi önümüzdeki yıllarda enfeksiyon hızının yükseleceğini göstermektedir. Ülkemizdeki KL’nin ana etkeni L.tropica olup tedavide megluminantimonat kullanılmaktadır. Bu çalışmada, antimona dirençli ve dirençli olmayan L.tropica izolatlarınıngen ve protein ekspresyonları karşılaştırılarak L.tropica’ya özgü antimon direnç genlerinin saptanmasıamaçlanmıştır. Ülkemizin Ege, Akdeniz ve Güneydoğu bölgelerinden antimonat direnci bulunmayan 3KL hastasından elde edilmiş L.tropica izolatlarında, laboratuvar ortamında meglumin antimonata karşı 3dirençli izolat geliştirilmiştir. Bu izolatların mikroarray yöntemi ile gen ekspresyon değişimleri, 2 boyutlujel elektroforezi ile protein profilleri ve MALDI-TOF/TOF MS ile ilgili proteinleri tanımlanarak birbirleriylekarşılaştırma yapılmıştır. Antimon tedavisine yanıt vermemiş 10 KL hastasından elde edilmiş L.tropica izolatlarına antimon bileşiklerine yönelik direnç testleri uygulanmış ve direnç gelişiminden sorumlu genlerinekspresyonlarını saptamak amacıyla kantitatif gerçek zamanlı polimeraz zincir reaksiyonu uygulanmıştır.Ayrıca, protein profilleri karşılaştırılarak antimon direnci olan ve olmayan izolatlardaki protein ekspresyondüzeylerindeki farklılıklar belirlenmiş ve farklılık saptanan proteinlerin tanımlanması gerçekleştirilmiştir. Buçalışmalar sonucunda, L.tropica izolatlarının antimon bileşiklerine karşı direnç geliştirilen izolatlarında, direnç geliştirmesinde enolaz, “Elongation factor-2 (EF-2)”, “Heat shock protein 70 (HSP 70)”, tripanotyonredüktaz, protein kinaz C ve metalo-peptidaz proteinlerinin rol oynadığı saptanmış ve hastalardan alınandoğal dirençli izolatlarda da benzer ekspresyon değişimi gösterilmiştir. Sonuç olarak, ülkemizdeki L.tropicaizolatlarının deneysel olarak çok kısa sürede meglumin antimonata (Glucantime®) karşı direnç kazandığısaptanmıştır. Ülkemizde yaşayan ve yurt dışından ülkemize giriş yapan KL hastalarının yetersiz ve eksiktedavi görmesi durumunda, dirençli suşların ve olgu sayısının hızla artabileceği ve dirençli leyşmanyazisodaklarının oluşabileceği öngörülmektedir.

Anahtar Kelime:

Determination of Antimony Resistance Mechanism of Leishmania tropica Causing Cutaneous Leishmaniasis in Turkey

Öz:

World Health Organization reported that approximately one billion people are at risk in endemic areas, one million cases of cutaneous leishmaniasis (CL) and approximately 300,000 cases of visceral leishmaniasis (VL) were reported per year in the last five years. The number of deaths due to VL is reported to be approximately 20,000 per year. Approximately 2500 cases/year have been reported as CL, caused by Leishmania tropica and Leishmania infantum, in Turkey. The significant increase observed in many cities mainly in the provinces of Mediterranean and Aegean regions in cases and foci in recent years, suggests that there may be an increase in this infections in the following years as well. In Turkey, the causative agent of CL is L.tropica and meglumine antimoniate is used in the treatment of CL. We aimed to determine antimony resistance genes specific for L.tropica by comparing the gene and protein expressions of antimony-resistant and non-resistant L.tropica strains. L.tropica isolates obtained from 3 CL patients without antimonate resistance from Aegean, Mediterranean and Southeastern regions of Turkey were provided to transform into 3 resistant isolates against meglumine antimony in the laboratory conditions. Gene expression alterations by microarray method; protein profiles by two-dimensional gel electrophoresis (2D-PAGE) and relevant proteins by MALDI-TOF/TOF MS of these isolates were accomplished and compared. L.tropica isolates from 10 CL patients who did not respond to antimony therapy were analyzed for resistance to antimonial compounds and quantitative real-time polymerase chain reaction was performed to detect the expression of genes responsible for resistance development. Moreover, differences in protein expression levels in isolates with and without antimony resistance were determined by comparing protein profiles and identification of proteins with different expression levels was carried out. Enolase, elongation factor-2, heat shock protein 70, tripanthione reductase, protein kinase C and metallo-peptidase proteins have been shown to play roles in L.tropica isolates developing resistance to antimonial compounds and similar expression changes have also been demonstrated in naturally resistant isolates from patients. In conclusion, it was revealed that L.tropica strains in our country may gain resistance to meglumine antimoniate in a short time. It is foreseen that if the patients living in our country or entering the country are treated inadequately and incompletely, there may be new, resistant leishmaniasis foci that may increase the number of resistant strains and cases rapidly

Anahtar Kelime:

Belge Türü: Makale Makale Türü: Diğer Erişim Türü: Bibliyografik

1. Global leishmaniasis update, 2006-2015: a turning point in leishmaniasis surveillance. Wkly Epidemiol Rec 2017; 92(38): 557-65.
2. Ertabaklar H, Çalışkan SO, Boduç E, Ertuğ S. Kutanöz leyşmanyazis tanısında direkt mikroskopi, kültür ve polimeraz zincir reaksiyonu yöntemlerinin karşılaştırılması. Mikrobiyol Bul 2015; 49(1): 77-8.
3. Berman J. Current treatment approaches to leishmaniasis. Curr Opin Infect Dis 2003; 6(5): 397-401.
4. do Monte-Neto RL, Coelho AC, Raymond F, Legare D, Corbell J, Melo MN, et al. Gene expression profiling and molecular characterization of antimony resistance in Leishmania amazonensis. PLoS Negl Trop Dis 2011; 5(5): e1167.
5. Guimond C, Trudel N, Brochu C, Marquis N, El Fadili A, Peytavi R, et al. Modulation of gene expression in Leishmania drug resistant mutants as determined by targeted DNA microarrays. Nucleic Acids Res 2003; 31(20): 5886-96.
6. Kazemi-Rad E, Mohebali M, Khadem-Erfan MB, Hajjaran H, Hadighi R, Khamesipour A, et al. Over expression of ubiquitin and amino acid permease genes in association with antimony resistance in Leishmania tropica field isolates. Korean J Parasitol 2013; 51(4): 413-9.
7. Kazemi-Rad E, Mohebali M, Khadem-Erfan MB, Saffari M, Raoofian R, Hajjaran H, et al. Identification of antimony resistance markers in Leishmania tropica field isolates through a cDNA-AFLP approach. Exp Parasitol 2013; 135(2): 344-9.
8. Toz SO, Culha G, Zeyrek FY, Ertabaklar H, Alkan MZ, Vardarlı AT, et al. A real-time ITS1-PCR based method in the diagnosis and species identification of leishmania parasite from human and dog clinical samples in Turkey. PLoS Negl Trop Dis 2013; 7(5): 1-8.
9. Özbilgin A, Taşçı S, Atambay M, Alkan MZ, Özbel Y. Leishmania infantum promastigotlarının in vitro kültivasyonunda sıvı ve bifafik besiyerlerinin karşılaştırılması. Turkiye Parazitol Derg 1995; 19(1): 1-5.
10. Kumar D, Singh R, Bhandari V, Kulshrestha A, Negi NS, Salotra P. Biomarkers of antimony resistance: need for expression analysis of multiple genes to distinguish resistance phenotype in clinical isolates of Leishmania donovani. Parasitol Res 2012; 111(1): 223-30.
11. Singh R, Kumar D, Duncan RC, Nakhasi HL, Salotra P. Over expression of histone H2A modulates drug susceptibility in Leishmania parasites. Int J Antimicrob Agents 2010; 36(1): 50-7.
12. Williams C, Espinosa OA, Montenegro H, Cubilla L, Capson TL, Ortega-Barria E, et al. Hydrosoluble formazan XTT: Its application to natural products drug discovery for Leishmania. J Microbiol Methods 2003; 55(3): 813-6.
13. Özbilgin A, Çavuş İ, Yıldırım A, Kaya T, Ertabaklar H . Leishmania tropica üzerinde in vitro ve in vivo ilaç etkinliğinin değerlendirilmesi: pilot çalışma. Turkiye Parazitol Derg 2018; 42(1): 11-9.
14. Bas A, Forsberg G, Hammarström S, Hammarström ML. Utility of the housekeeping genes 18S rRNA, betaactin and glyceraldehyde-3-phosphate-dehydrogenase for normalization in real-time quantitative reverse transcriptase-polymerase chain reaction analysis of gene expression in human T lymphocytes. Scand J Immunol 2004; 59(6): 566-73.
15. Yin R, Tian F, Frankenberger B, de Angelis MH, Stoeger T. Selection and evaluation of stable housekeeping genes for gene expression normalization in carbon nanoparticle-induced acute pulmonary inflammation in mice. Biochem Biophys Res Commun 2010; 399(4): 531-6.
16. Hadighi R, Boucher P, Khamesipour A, Meamar AR, Roy G, Ouellette M, et al. Glucantime-resistant Leishmania tropica isolated from Iranian patients with cutaneous leishmaniasis are sensitive to alternative antileishmania drugs. Parasitol Res 2007; 101(5): 1319-22.
17. Frezard F, Demicheli C, Ferreira CS, Costa MAP. Glutathione-induced conversion of pentavalent antimony to trivalent antimony in meglumine antimoniate. Antimicrob Agents Chemother 2001; 45(4): 913-6.
18. Pancholi V. Multifunctional alpha-enolase: its role in diseases. Cell Mol Life Sci 2001; 58(7): 902-20.
19. Avilan L, Gualdron-Lopez M, Quinones W, Gonzalez-Gonzalez L, Hannaert V, Michels PAM, et al. Enolase: a key player in the metabolism and a probable virulence factor of trypanosomatid parasites-perspectives for its use as a therapeutic target. Enzyme Res 2011; 2011: 932549.
20. Matrangolo FSV, Liarte DB, Andrade LC, de Melo MF, Andrade JM, Ferreira RF, et al. Comparative proteomic analysis of antimony-resistant and -susceptible Leishmania braziliensis and Leishmania infantum chagasi lines. Mol Biochem Parasitol 2013; 190(2): 63-75.
21. Biyani N, Singh AK, Mandal S, Chawla B, Madhubala R. Differential expression of proteins in antimonysusceptible and -resistant isolates of Leishmania donovani. Mol Biochem Parasitol 2011; 179(2): 91-9
22. Brotherton MC, Bourassa S, Leprohon P, Legare D, Poirier GG, Droit A, et al. Proteomic and genomic analyses of antimony resistant Leishmania infantum mutant. PLoS One 2013; 8(11): e81899.
23. Hartl FU, Hayer-Hartl M. Protein folding. Molecular chaperones in the cytosol: From nascent chain to folded protein. Science 2002; 295(5561): 1852-8.
24. Hajjaran H, Azarian B, Mohebali M, Hadighi R, Assareh D, Vaziri B. Comparative proteomics study on meglumine antimoniate sensitive and resistant Leishmania tropica isolated from Iranian anthroponotic cutaneous leishmaniasis patients. East Mediterr Health J 2012; 18(2): 165-71.
25. Santos ALS, Soares RM, Alviano CS, Kneipp LF. Heterogeneous production of metallo-type peptidases in parasites belonging to the family trypanosomatidae. Eur J Protistol 2008; 44(2): 103-13.
26. Ruiz-Santaquiteria M, Sanchez-Murcia PA, Toro MA, de Lucio H, Gutierrez KJ, de Castro S, et al. First example of peptides targeting the dimer interface of Leishmania infantum trypanothione reductase with potent in vitro anti-leishmanial activity. Eur J Med Chem 2017; 135: 49-59.
27. Gomez Perez V, Garcia-Hernandez R, Corpas-Lopez V, Tomas AM, Martin-Sanchez J, Castanys S, et al. Decreased antimony uptake and overexpression of genes of thiol metabolism are associated with drug resistance in a canine isolate of Leishmania infantum. Int J Parasitol Drugs Drug Resist 2016; 6(2): 133-9.
28. Oliaee RT, Sharifi I, Afgar A, Kareshk AT, Asadi A, Heshmatkhah A, et al. Unresponsiveness to meglumine antimoniate in anthroponotic cutaneous leishmaniasis field isolates: analysis of resistance biomarkers by gene expression profiling. Trop Med Int Heal 2018; 23(6): 622-33.
29. Barrett AJ, Rawlings ND, O’Brien EA. The MEROPS database as a protease information system. J Struct Biol 2001; 134(2-3): 95-102.
30. Silva-Almeida M, Souza-Silva F, Pereira BA, Ribeiro-Guimaraes M, Alves C. Overview of the organization of protease genes in the genome of Leishmania spp. Parasit Vectors 2014; 7: 387.

APA	Ozbilgin A, yildiz zeyrek f, GÜRAY M, ÇULHA G, AKYAR I, HARMAN M, OZBEL Y, ERTABAKLAR H, çavuş i, GÜNDÜZ C (2020). Türkiye’de Kutanöz Leyşmanyazis Etkeni Leishmania tropica’da Antimon Direnç Mekanizmasının Belirlenme. , 444 - 462.
Chicago	Ozbilgin Ahmet,yildiz zeyrek fadile,GÜRAY Melda Zeynep,ÇULHA Gülnaz,AKYAR Işın,HARMAN Mehmet,OZBEL YUSUF,ERTABAKLAR Hatice,çavuş ibrahim,GÜNDÜZ Cumhur Türkiye’de Kutanöz Leyşmanyazis Etkeni Leishmania tropica’da Antimon Direnç Mekanizmasının Belirlenme. (2020): 444 - 462.
MLA	Ozbilgin Ahmet,yildiz zeyrek fadile,GÜRAY Melda Zeynep,ÇULHA Gülnaz,AKYAR Işın,HARMAN Mehmet,OZBEL YUSUF,ERTABAKLAR Hatice,çavuş ibrahim,GÜNDÜZ Cumhur Türkiye’de Kutanöz Leyşmanyazis Etkeni Leishmania tropica’da Antimon Direnç Mekanizmasının Belirlenme. , 2020, ss.444 - 462.
AMA	Ozbilgin A,yildiz zeyrek f,GÜRAY M,ÇULHA G,AKYAR I,HARMAN M,OZBEL Y,ERTABAKLAR H,çavuş i,GÜNDÜZ C Türkiye’de Kutanöz Leyşmanyazis Etkeni Leishmania tropica’da Antimon Direnç Mekanizmasının Belirlenme. . 2020; 444 - 462.
Vancouver	Ozbilgin A,yildiz zeyrek f,GÜRAY M,ÇULHA G,AKYAR I,HARMAN M,OZBEL Y,ERTABAKLAR H,çavuş i,GÜNDÜZ C Türkiye’de Kutanöz Leyşmanyazis Etkeni Leishmania tropica’da Antimon Direnç Mekanizmasının Belirlenme. . 2020; 444 - 462.
IEEE	Ozbilgin A,yildiz zeyrek f,GÜRAY M,ÇULHA G,AKYAR I,HARMAN M,OZBEL Y,ERTABAKLAR H,çavuş i,GÜNDÜZ C "Türkiye’de Kutanöz Leyşmanyazis Etkeni Leishmania tropica’da Antimon Direnç Mekanizmasının Belirlenme." , ss.444 - 462, 2020.
ISNAD	Ozbilgin, Ahmet vd. "Türkiye’de Kutanöz Leyşmanyazis Etkeni Leishmania tropica’da Antimon Direnç Mekanizmasının Belirlenme". (2020), 444-462.

APA	Ozbilgin A, yildiz zeyrek f, GÜRAY M, ÇULHA G, AKYAR I, HARMAN M, OZBEL Y, ERTABAKLAR H, çavuş i, GÜNDÜZ C (2020). Türkiye’de Kutanöz Leyşmanyazis Etkeni Leishmania tropica’da Antimon Direnç Mekanizmasının Belirlenme. Mikrobiyoloji Bülteni, 54(3), 444 - 462.
Chicago	Ozbilgin Ahmet,yildiz zeyrek fadile,GÜRAY Melda Zeynep,ÇULHA Gülnaz,AKYAR Işın,HARMAN Mehmet,OZBEL YUSUF,ERTABAKLAR Hatice,çavuş ibrahim,GÜNDÜZ Cumhur Türkiye’de Kutanöz Leyşmanyazis Etkeni Leishmania tropica’da Antimon Direnç Mekanizmasının Belirlenme. Mikrobiyoloji Bülteni 54, no.3 (2020): 444 - 462.
MLA	Ozbilgin Ahmet,yildiz zeyrek fadile,GÜRAY Melda Zeynep,ÇULHA Gülnaz,AKYAR Işın,HARMAN Mehmet,OZBEL YUSUF,ERTABAKLAR Hatice,çavuş ibrahim,GÜNDÜZ Cumhur Türkiye’de Kutanöz Leyşmanyazis Etkeni Leishmania tropica’da Antimon Direnç Mekanizmasının Belirlenme. Mikrobiyoloji Bülteni, vol.54, no.3, 2020, ss.444 - 462.
AMA	Ozbilgin A,yildiz zeyrek f,GÜRAY M,ÇULHA G,AKYAR I,HARMAN M,OZBEL Y,ERTABAKLAR H,çavuş i,GÜNDÜZ C Türkiye’de Kutanöz Leyşmanyazis Etkeni Leishmania tropica’da Antimon Direnç Mekanizmasının Belirlenme. Mikrobiyoloji Bülteni. 2020; 54(3): 444 - 462.
Vancouver	Ozbilgin A,yildiz zeyrek f,GÜRAY M,ÇULHA G,AKYAR I,HARMAN M,OZBEL Y,ERTABAKLAR H,çavuş i,GÜNDÜZ C Türkiye’de Kutanöz Leyşmanyazis Etkeni Leishmania tropica’da Antimon Direnç Mekanizmasının Belirlenme. Mikrobiyoloji Bülteni. 2020; 54(3): 444 - 462.
IEEE	Ozbilgin A,yildiz zeyrek f,GÜRAY M,ÇULHA G,AKYAR I,HARMAN M,OZBEL Y,ERTABAKLAR H,çavuş i,GÜNDÜZ C "Türkiye’de Kutanöz Leyşmanyazis Etkeni Leishmania tropica’da Antimon Direnç Mekanizmasının Belirlenme." Mikrobiyoloji Bülteni, 54, ss.444 - 462, 2020.
ISNAD	Ozbilgin, Ahmet vd. "Türkiye’de Kutanöz Leyşmanyazis Etkeni Leishmania tropica’da Antimon Direnç Mekanizmasının Belirlenme". Mikrobiyoloji Bülteni 54/3 (2020), 444-462.