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Keywords:

  • malaria parasite;
  • chloroquine resistance;
  • Plasmodium falciparum chloroquine resistance transporter gene;
  • Plasmodium falciparum multidrug resistance 1;
  • genetic diversity
  • parasite de malaria;
  • résistance à la chloroquine;
  • pfcrt;
  • pfmdr1;
  • diversité génétique
  • parásito de malaria;
  • resistencia a cloroquina;
  • pfcrt;
  • pfmdr1;
  • diversidad genética

Summary

Resistance of Plasmodium falciparum to chloroquine (CQ) is determined by the mutation at K76T of the P. falciparum chloroquine resistance transporter (pfcrt) gene and modified by other mutations in this gene and in the P. falciparum multidrug resistance 1 (pfmdr1) gene. To determine the extent of polymorphisms in these genes in field P. falciparum isolates from Yunnan province of China, we genotyped the pfcrt codon 76, pfmdr1 codons 86 and 1246. Our results showed that although CQ has been withdrawn from treating falciparum malaria for over two decades, 90.3% of the parasites still carried the pfcrt K76T mutation. In contrast, mutations at pfmdr1 codons 86 and 1246 were rare. Sequencing analysis of the pfcrt gene in 34 parasite field isolates revealed CVIET at positions 72–76 as the major type, consistent with the theory of Southeast Asian origin of CQ resistance in the parasite. In addition, two novel pfcrt haplotypes (75D/144Y/220A and 75E/144Y/220A) were identified. Real-time polymerase chain reaction was used to determine pfmdr1 gene amplification, which is associated with mefloquine resistance. Our result indicated that in agreement with that mefloquine has not been used in this area, most (>90%) of the parasites had one pfmdr1 copy. Genotyping at two hypervariable loci showed relatively low levels of genetic diversity of the parasite population. Meanwhile, 28.4% of cases were found to contain mixed clones, which favour genetic recombination. Furthermore, despite a unique history of antimalarial drugs in Yunnan, its geographical connections with three malarious countries facilitate gene flow among parasite populations and evolution of novel drug-resistant genotypes. Therefore, continuous surveillance of drug resistance in this area is necessary for timely adjustment of local drug policies and more effective malaria control.

La résistance du Plasmodium falciparum à la chloroquine (QC) est déterminée par la mutation K76T sur le gène transporteur de résistance à la chloroquine (pfcrt) et modifiée par d'autres mutations sur ce gène et sur le gène de la multi résistance de P. falciparum (pfmdr1). Afin de déterminer sur le terrain l'ampleur du polymorphisme dans ces gènes chez des isolats de P. falciparum provenant de la province de Yunnan en Chine, nous avons génotypé le codon 76 de pfcrt et les codons 86 et 1246 de pfmdr1. Nos résultats démontrent que bien que la QC ait été retirée du traitement de la malaria falciparum depuis plus de deux décennies, 90,3% des parasites portaient toujours la mutation K76T de pfcrt. En revanche, les mutations au niveau des codons 86 et 1246 de pfmdr1 étaient rares. L'analyse des séquences du gène pfcrt chez 34 parasites isolés sur le terrain a indiqué un haplotype CVIET au niveau des positions 72–76 comme étant le type majeur, ce qui est consistant avec la théorie de l'origine sud-est asiatique de la résistance du parasite à la QC. En outre, deux nouveaux haplotypes de pfcrt (75D/144Y/220A et 75E/144Y/220A) ont été identifiés. La réaction en chaîne de la polymérase en temps réel a été utilisée pour déterminer l'amplification du gène pfmdr1, associéà la résistance à la méfloquine. Nos résultats confirment cela en accord avec le fait que la méfloquine n'a pas été utilisée dans cet endroit. En effet, la plupart (>90%) des parasites avaient une seule copie de pfmdr1. Le génotypage de deux loci hypervariables a révélé des niveaux relativement faibles de la diversité génétique de la population de parasite. Toutefois, 28,4% de cas se sont avérés contenir des mélanges de clones, ce qui favorisent la recombinaison génétique. En plus, malgré l'historique unique des médicaments antimalariques à Yunnan, ses connections géographiques avec trois pays malariques facilitent le transfert de gènes au sein des populations de parasites et l’évolution de nouveaux génotypes résistant aux médicaments. Par conséquent, la surveillance continue de la résistance aux médicaments dans ce secteur est nécessaire pour l'ajustement ponctuel des politiques locales sur les médicaments et pour un contrôle plus efficace de la malaria.

La resistencia de Plasmodium falciparum a la cloroquina (CQ) está determinada por la mutación de K76T del gen del transportador de resistencia a cloroquina de P. falciparum (pfcrt), y modificada por otras mutaciones de este gen, así como en el gen de multiresistencia 1 de P. falciparum (pfmdr1). Con el fin de determinar la extensión del polimorfismo de estos genes en aislados silvestres de P. falciparum de la Provincia de Yunnan en China, hemos genotipado el codon 76 de pfcrt, los codones 86 y el 1246 de pfmdr1. Nuestros resultados muestran que, aunque hace más de dos décadas que se retiró la CQ como tratamiento para la malaria por falciparum, un 90.3% de los parásitos aún tiene la mutación K76T del pfcrt. En cambio, las mutaciones en los codones 86 y 1246 del gen pfmdr1 son raras. La secuenciación del gen pfcrt en 34 parásitos de campo, reveló que el CVIET en las posiciones 72–76 es el tipo predominante, de forma consistente con la teoría del origen sureste-asiático de la resistencia a CQ en el parásito. Adicionalmente, se identificaron dos nuevos haplotipos de pfcrt (75D/144Y/220A y 75E/144Y/220A). Se utilizó la PCR a tiempo real para determinar la amplificación del gen pfmdr1, la cual se asocia con la resistencia a mefloquina. Nuestros resultados indican que, en línea con el hecho de que la mefloquina no se ha utilizado en esta área, la mayoría de los parásitos (>90%) tenían una copia del pfmdr1. El genotipado de dos loci hipervariables mostró niveles relativamente bajos de diversidad genética en la población parasitaria. Por otro lado, se encontró que un 28.4% de los casos tenían clones mixtos, lo cual favorece la recombinación genética. Más aún, a pesar de la historia única de antimaláricos en Yunnan, las conexiones geográficas con tres países endémicos para malaria facilita el flujo genético entre las poblaciones de parásitos y la evolución de genotipos resistentes noveles. Por lo tanto, en esta área es necesario mantener una vigilancia continua de resistencia a antimaláricos, con el fin de ajustar a tiempo las políticas de medicamentos y ejercer un control de la malaria más efectivo.