Análisis cuantitativo de la expresión de genes de resistencia a fluconazol en cepas de Candida albicans aisladas al ingreso de adultos mayores a una unidad de cuidados intensivos de Manizales, Colombia

Ana Elisa Rojas, Jorge Enrique Pérez, Johan Sebastián Hernández, Yuliana Zapata, .

Palabras clave: Candida albicans, luconazol, farmacorresistencia fúngica, farmacorresistencia fúngica múltiple

Resumen

Introducción. Las infecciones oportunistas asociadas con Candida albicans han tenido gran repercusión en la salud pública por la mortalidad que generan en determinados grupos poblacionales. Aunque existen tratamientos farmacológicos disponibles, es evidente el aumento de la resistencia desarrollada por el agente patógeno, por lo que la determinación de los mecanismos de resistencia de las cepas presentes en las áreas hospitalarias es importante, ya que permitiría plantear mejores esquemas de tratamiento.
Objetivo. Analizar la expresión de los genes ERG11, CDR1 y MDR1 en cepas de C. albicans aisladas de adultos mayores a su ingreso en la unidad de cuidados intensivos del Hospital Santa Sofía de Manizales, Colombia.
Materiales y métodos. Se seleccionaron 29 muestras (21 resistentes y 8 sensibles) y se conformaron dos grupos de trabajo, uno de muestras con exposición al fluconazol y el otro sin esta. El ARN extraído se cuantificó mediante reacción en cadena de la polimerasa con transcriptasa inversa en tiempo real (RT-qPCR).
Resultados. Se encontraron diferencias significativas en la expresión del gen MDR1 en el grupo de cepas de C. albicans resistentes. Dos de las cepas resistentes (104 y 62-2) expuestas al antifúngico presentaron valores muy elevados en la expresión de este gen. La expresión del ERG11 y del CDR1 no fue significativa en los grupos estudiados.
Conclusión. El aumento de sobreexpresión del gen MDR1 indica que este puede ser el responsable de la resistencia; sin embargo, algunas cepas resistentes no sobreexpresaron los genes analizados, lo que indica que puede haber otros genes involucrados en la resistencia de las cepas estudiadas.

Descargas

La descarga de datos todavía no está disponible.
  • Ana Elisa Rojas Grupo de Investigación en Enfermedades Infecciosas, Universidad Católica de Manizales, Manizales, Colombia https://orcid.org/0000-0002-8421-633X
  • Jorge Enrique Pérez Grupo de Investigación Médica, Universidad de Manizales, Manizales, Colombia; Grupo de Resistencia Antibiótica de Manizales, Manizales, Colombia
  • Johan Sebastián Hernández Grupo de Investigación Médica, Universidad de Manizales, Manizales, Colombia; Grupo de Resistencia Antibiótica de Manizales, Manizales, Colombia
  • Yuliana Zapata Grupo de Investigación en Enfermedades Infecciosas, Universidad Católica de Manizales, Manizales, Colombia; Grupo de Resistencia Antibiótica de Manizales, Manizales, Colombia

Citas

Hasan F, Xess I, Wang X, Jain N, Fries BC. Biofilm formation in clinical Candida isolates and its association with virulence. Microbes Infect. 2009;11:753-61. https://doi.org/10.1016/j.micinf.2009.04.018

Andes D. Clinical utility of antifungal pharmacokinetics and pharmacodynamics. Curr Opin Infect Dis. 2004;17:533-40.

Pappas PG, Kauffman CA, Andes D, Benjamin DK, Calandra TF, Edwards JE, et al. Clinical practice guidelines for the management of candidiasis: 2009 update by the Infectious Diseases Society of America. Clin Infect Dis. 2009;48:503-35. https://doi.org/10.1086/596757

Cortés JA, Reyes P, Gómez C, Buitrago G, Leal AL. Fungal bloodstream infections in tertiary care hospitals in Colombia. Rev Iberoam Micol. 2011;28:74-8. https://doi.org/10.1016/j.riam.2010.12.002

De Bedout C, Ayabaca J, Vega R, Méndez M, Santiago ÁR. Evaluación de la susceptibilidad de especies de Candida al fluconazol por el método de difusión de disco. Biomédica. 2003;23:31-7. https://doi.org/10.7705/biomedica.v23i1.1195

Gutiérrez C, De Bedout C, Tobón AM, Cano LE, Arango M, Tabares AM, et al. Sensibilidad a fluconazol y voriconazol de aislamientos de Candida spp., obtenidos de mucosa oral de pacientes con sida. Infectio. 2008;11:183-9.

Duque C, Gómez B, Uribe O, Alarcón J, Soto F, Urán L, et al. Caracterización de la candidiasis vulvovaginal en mujeres de la ciudad de Medellín, Colombia. Nova. 2009;7:157-60.

Maldonado NA, Cano LE, De Bedout C, Arbeláez CA, Roncancio G, Tabares AM, et al. Association of clinical and demographic factors in invasive candidiasis caused by fluconazoleresistant Candida species: A study in 15 hospitals, Medellín, Colombia 2010-2011. Diagn Microbiol Infect Dis. 2014;79:280-6. https://doi.org/10.1016/j.diagmicrobio.2014.02.003

Hernández JS. Estudio básico-clínico de la colonización de especies de candida en adultos mayores al ingreso de cuidados intensivos (tesis). Manizales: Universidad de Caldas; 2015.

Kanafani ZA, Perfect JR. Resistance to antifungal agents: Mechanisms and clinical impact. Clin Infect Dis. 2008;46:120-8. https://doi.org/10.1086/524071

Pemán J, Cantón E, Espinel-Ingroff A. Antifungal drug resistance mechanisms. Expert Rev Anti Infect Ther. 2009;7:453-60. https://doi.org/10.1586/eri.09.18

Rocha MF, Bandeira SP, De Alencar LP, Melo LM, Sales JA, Paiva M de AN, et al. Azole resistance in Candida albicans from animals: Highlights on efflux pump activity and gene overexpression. Mycoses. 2017;60:462-8. https://doi.org/10.1111/myc.12611

Mandal A, Kumar A, Singh A, Lynn AM, Kapoor K, Prasad R. A key structural domain of the Candida albicans Mdr1 protein. Biochem J. 2012;445:313-22. https://doi.org/10.1042/BJ20120190

White TC. Increased mRNA levels of ERG16, CDR, and MDR1 correlate, with increases in azole resistance in Candida albicans isolates from a patient infected with human immunodeficiency virus. Antimicrob Agents Chemother. 1997;41:1482-7. https://doi.org/10.1128/AAC.41.7.1482

Joseph-Horne T, Hollomon DW. Molecular mechanisms of azole resistance in fungi. FEMS Microbiol Lett. 1997;149:141-9. https://doi.org/10.1111/j.1574-6968.1997.tb10321.x

Kontoyiannis DP, Lewis RE. Antifungal drug resistance of pathogenic fungi. Lancet. 2002;359:1135-44. https://doi.org/10.1016/S01406736(02)08162-X

Bustin SA, Benes V, Garson JA, Hellemans J, Huggett J, Kubista M, et al. The MIQE guidelines: Minimum information for publication of quantitative real-time PCR experiments. Clin Chem. 2009;55:611-22. https://doi.org/10.1373/clinchem.2008.112797

Clinical and Laboratory Standards Institute. Reference method for broth dilution antifungal susceptibility testing of yeast. Third edition. Wayne: CLSI; 2008.

Chau AS, Mendrick CA, Sabatelli FJ, Mcnicholas PM, Loebenberg D. Application of realtime quantitative PCR to molecular analysis of Candida albicans strains exhibiting reduced susceptibility to azoles. Antimicrob Agents Chemother. 2004;48:2124-31. https://doi.org/10.1128/AAC.48.6.2124-2131.2004

Livak KJ, Schmittgen TD. Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2−ΔΔCT method. Methods. 2001;25:402-8. https://doi.org/10.1006/meth.2001.1262

Zuluaga A, de Bedout C, Agudelo CA, Hurtado H, Arango M, Restrepo Á, et al. Sensibilidad a fluconazol y voriconazol de especies de Candida aisladas de pacientes provenientes de unidades de cuidados intensivos en Medellín, Colombia (2001-2007). Rev Iberoam Micol. 2010;27:125-9. https://doi.org/10.1016/j.riam.2010.04.001

White TC, Holleman S, Dy F, Stevens DA, Mirels LF. Resistance mechanisms in clinical isolates of Candida albicans. Antimicrob Agents Chemother. 2002;46:1704-13. https://doi.org/10.1128/AAC.46.6.1704-1713.2002

Perea S, López-Ribot JL, Kirkpatrick WR, Mcatee RK, Santillán RA, Martínez M, et al. Prevalence of molecular mechanisms of resistance to azole antifungal agents in Candida albicans strains displaying high-level fluconazole resistance isolated from human immunodeficiency virus-infected patients. Antimicrob Agents Chemother. 2001;45:2676-84. https://doi.org/10.1128/AAC.45.10.2676–2684.2001

Mane A, Vidhate P, Kusro C, Waman V, Saxena V, Kulkarni-Kale U, et al. Molecular mechanisms associated with fluconazole resistance in clinical Candida albicans isolates from India. Mycoses. 2016;59:93-100. https://doi.org/10.1111/myc.12439

Salari S, Khosravi AR, Mousavi SAA, Nikbakht-Brojeni GH. Mechanisms of resistance to fluconazole in Candida albicans clinical isolates from Iranian HIV-infected patients with oropharyngeal candidiasis. J Mycol Med. 2016;26:35-41. https://doi.org/10.1016/j.mycmed.2015.10.007

Tavakoli M, Zaini F, Kordbacheh M, Safara M, Raoofian R, Heidari M. Upregulation of the ERG11 gene in Candida krusei by azoles. Daru. 2010;18:276-80.

Hiller D, Sanglard D, Morschhauser J. Overexpression of the MDR1 gene is sufficient to confer increased resistance to toxic compounds in Candida albicans. Antimicrob Agents Chemother. 2006;50:1365-71. https://doi.org/10.1128/AAC.50.4.1365-1371.2006

Correa RA. Evaluación de mutaciones del gen ERG11 como causa de resistencia al fluconazol en aislamientos clinicos de pacientes colonizados por C. albicans obtenidas de adultos mayores en la unidad de cuidado intensivo del Hospital Santa Sofía de Manizales - Colombia (tesis). Manizales: Universidad de Caldas; 2016.

Franz R, Kelly SL, Lamb DC, Kelly DE, Ruhnke M, Morschhäuser J. Multiple molecular mechanisms contribute to a stepwise development of fluconazole resistance in clinical Candida albicans strains. Antimicrob Agents Chemother. 1998;42:3065-72. https://doi.org/10.1128/AAC.42.12.3065

Franz R, Ruhnke M, Morschhäuser J. Molecular aspects of fluconazole resistance development in Candida albicans. Mycoses. 1999;42:453-8. https://doi.org/10.1046/j.1439-0507.1999.00498.x

López-Ribot JL, McAtee RK, Lee LN, Kirkpatrick WR, White TC, Sanglard D, et al. Distinct patterns of gene expression associated with development of fluconazole resistance in serial Candida albicans isolates from human immunodeficiency virus-infected patients with oropharyngeal candidiasis. Antimicrob Agents Chemother. 1998;42:2932-7. https://doi.org/10.1128/AAC.42.11.2932

Sanglard D, Kuchler K, Ischer F, Pagani JL, Monod M, Bille J. Mechanisms of resistance to azole antifungal agents in Candida albicans isolates from AIDS patients involve specific multidrug transporters. Antimicrob Agents Chemother. 1995;39:2378-86. https://doi.org/10.1128/AAC.39.11.2378

Khosravi Rad K, Falahati M, Roudbary M, Farahyar S, Nami S. Overexpression of MDR-1 and CDR-2 genes in fluconazole resistance of Candida albicans isolated from patients with vulvovaginal candidiasis. Curr Med Mycol. 2016;2:24-9. https://doi.org/10.18869/acadpub.cmm.2.4.24

Wirsching S, Michel S, Köhler G, Morschhäuser J. Activation of the multiple drug resistance gene MDR1 in fluconazole-resistant, clinical Candida albicans strains is caused by mutations in a trans-regulatory factor. J Bacteriol. 2000;182:400-4. https://doi.org/10.1128/JB.182.2.400-404.2000

Wirsching S, Michel SM. Targeted gene disruption in Candida albicans wild-type strains: The role of the MDR1 gene in fluconazole resistance of clinical Candida albicans isolates. Mol Microbiol. 2000;36:856-65. https://doi.org/10.1046/j.1365-2958.2000.01899.x

Wirsching S, Moran GP, Sullivan DJ, Coleman DC. MDR1-mediated drug resistance in Candida dubliniensis. Antimicrob Agents Chemother. 2001;45:3416-21. https://doi.org/10.1128/AAC.45.12.3416-3421.2001

Karababa M, Coste AT, Rognon B, Bille J, Sanglard D. Comparison of gene expression profiles of Candida albicans azole-resistant clinical isolates and laboratory strains exposed to drugs inducing multidrug transporters. Antimicrob Agents Chemother. 2004;48:3064-79. https://doi.org/10.1128/AAC.48.8.3064-3079.2004

Kusch H, Biswas K, Schwanfelder S, Engelmann S, Rogers PD, Hecker M, et al. A proteomic approach to understanding the development of multidrug-resistant Candida albicans strains. Mol Genet Genomics. 2004;271:554-65. https://doi.org/10.1007/s00438-004-0984-x

Rogers PD, Barker KS. Genome-wide expression profile analysis reveals coordinately regulated genes associated with stepwise acquisition of azole resistance in Candida albicans clinical isolates. Society. 2003;47:1220-7. https://doi.org/10.1128/AAC.47.4.1220-1227.2003

Park S, Perlin DS. Establishing surrogate markers for fluconazole resistance in Candida albicans. Microb drug Resist. 2005;11:232-8. https://doi.org/10.1089/mdr.2005.11.232

Watamoto T, Samaranayake LP, Egusa H, Yatani H, Seneviratne CJ. Transcriptional regulation of drug-resistance genes in Candida albicans biofilms in response to antifungals. J Med Microbiol. 2011;60:1241-7. https://doi.org/10.1099/jmm.0.030692-0

Morschhäuser J, Barker KS, Liu TT, BlaB-Warmuth J, Homayouni R, Rogers PD. The transcription factor Mrr1p controls expression of the MDR1 efflux pump and mediates multidrug resistance in Candida albicans. PLoS Pathog. 2007;3:1603-16. https://doi.org/10.1099/jmm.0.030692-0

Eddouzi J, Parker JE, Vale-Silva LA, Coste A, Ischer F, Kelly S, et al. Molecular mechanisms of drug resistance in clinical Candida species isolated from Tunisian hospitals. Antimicrob Agents Chemother. 2013;57:3182-93. https://doi.org/10.1128/AAC.00555-13

Marchaim D, Lemanek L, Sobel JD, Kaye KS. Fluconazole-resistant Candida albicans vulvovaginitis. Obstet Gynecol. 2012;120:1407-14. https://doi.org/10.1097/AOG.0b013e31827307b2

Cómo citar
Rojas, A. E., Pérez, J. E., Hernández, J. S., & Zapata, Y. (2020). Análisis cuantitativo de la expresión de genes de resistencia a fluconazol en cepas de Candida albicans aisladas al ingreso de adultos mayores a una unidad de cuidados intensivos de Manizales, Colombia. Biomédica, 40(1), 153-165. https://doi.org/10.7705/biomedica.4723
Publicado
2020-03-01
Sección
Artículos originales