Comparación de genes que codifican resistencia antibiótica en Mycobacterium avium Complex y Mycobacterium tuberculosis Complex

Abstract

En la actualidad, los complejos M. avium (MAC) y M. tuberculosis (MTBC) son considerados como agentes etiológicos en enfermedades como la tuberculosis humana, una de las 10 principales causas de mortalidad en el mundo. En 2016 10,4 millones de personas han enfermado de tuberculosis y 1,7 millones murieron por esta enfermedad, donde se asocia 0,4 millones de personas con VIH. La resistencia antibiótica en MTBC se ha constituido en una crisis de salud pública y una amenaza para la seguridad sanitaria, según la OMS, hubo 600.000 nuevos casos de resistencia a rifampicina (fármaco de primera línea más eficaz). Por tal razón, la implementación de nuevas estrategias para el tratamiento de este tipo de enfermedades ha permitido el uso de tecnologías que permiten acelerar pruebas de susceptibilidad a medicamentos. En este trabajo se presenta un flujo (pipeline) para el análisis y comparación de los complejos Mycobacterium avium y Mycobacterium tuberculosis, con el fin de identificar relaciones basadas en la resistencia a medicamentos que poseen estos dos complejos bacterianos, además de un flujo de ensamblaje y anotación de genomas por medio las herramientas ABySS, SOAPdenovo, SPADES y Velvet. Para el análisis y comparación de genes de resistencia se utilizó un conjunto de cepas (genomas completos) del ENA asociados a Mycobacterium tuberculosis complex, además de un grupo de genomas de M. avium complex, estos genomas fueron analizados por la herramienta KvarQ, lo cual permitió el análisis y comparación de genes resistentes a antibióticos de primera línea, las mutaciones asociadas y sus regiones.

Abstract: At present, the species found in the M. avium and M. tuberculosis complexes are considered as etiological agents in diseases such as human tuberculosis, one of the 10 leading causes of mortality in the world. By 2016, 10.4 million people have fallen ill with tuberculosis and 1.7 million have died from this disease, where 0.4 million people with HIV are associated. Antibiotic resistance in MTBC has become a public health crisis and a threat to health security, according to WHO, there was 600,000 new cases of resistance to rifampin (the most effective first-line drug). For this reason, the implementation of new strategies for the treatment of this type of diseases has allowed the use of technologies that allow accelerating drug susceptibility tests. This paper presents a pipeline for the analysis and comparison of the Mycobacterium avium and Mycobacterium tuberculosis complexes, in order to identify relationships based on the drug resistance of these two bacterial complexes, as well as an assembly flow and annotation of genomes through the tools ABySS, SOAPdenovo, SPADES and Velvet. For the analysis and comparison of resistance genes we used a set of strains (complete genomes) of the ENA associated with Mycobacterium tuberculosis complex, as well as a group of genomes of M. avium complex, these genomes were analyzed by the KvarQ tool, which permited the analysis and comparison of genes resistant to first-line antibiotics, the associated mutations and their regions.