ABSTRACT
BACKGROUND Mycobacterium leprae, the causative agent of Hansen's disease, causes neural damage through the specific interaction between the external phenolic glycolipid-1 (PGL-1) and laminin subunit alpha-2 (LAMA2) from Schwann cells. OBJECTIVE To design a LAMA2-based peptide that targets PGL-1 from M. leprae. METHODS We retrieved the protein sequence of human LAMA2 and designed a specific peptide using the Antimicrobial Peptide Database and physicochemical parameters for antimycobacterial peptide-lipid interactions. We used the AlphaFold2 server to predict its three-dimensional structure, AUTODOCK-VINA for docking, and GROMACS programs for molecular dynamics simulations. FINDINGS We analysed 52 candidate peptides from LAMA2, and subsequent screening resulted in a single 60-mer peptide. The mapped peptide comprises four β-sheets and a random coiled region. This peptide exhibits a 45% hydrophobic ratio, in which one-third covers the same surface. Molecular dynamics simulations show that our predicted peptide is stable in aqueous solution and remains stable upon interaction with PGL-1 binding. In addition, we found that PGL-1 has a preference for one of the two faces of the predicted peptide, which could act as the preferential binding site of PGL-1. MAIN CONCLUSIONS Our LAMA2-based peptide targeting PGL-1 might have the potential to specifically block this key molecule, suggesting that the preferential region of the peptide is involved in the initial contact during the attachment of leprosy bacilli to Schwann cells.
ABSTRACT
La tuberculosis (TB) representa una de las principales complicaciones clínicas en personas inmunocomprometidas por virus de la inmunodeficiencia humana (VIH). Así, cuando las acciones diagnósticas y terapéuticas no son tempranas, el resultado puede llegar a ser letal. Metodología: Se llevó a cabo un estudio descriptivo y retrospectivo de los casos de coinfección TB/VIH en el período comprendido entre los años 2000 y 2010 en el municipio de Armenia. Se revisaron las fichas de notificación de ambos eventos (Sistema Nacional de Vigilancia en Salud Pública), actas de visitas domiciliarias, tarjetas individuales de tratamiento y certificados de defunción. Resultados: Se incluyeron 113 pacientes con diagnóstico confirmado de coinfección TB/VIH, lo que representa una prevalencia global de 6,8% en 10 años en Armenia. La edad promedio de los pacientes fue 34,3 años (11 a 68 años), y los más comprometidos fueron los del grupo de 14 a 34 años de sexo masculino (91% en formas extrapulmonares y 75% en pulmonares). La TB extrapulmonar o la miliar predominaron con un 50,4% (n = 57), sobre la TB pulmonar. Las formas extrapulmonares más comunes fueron: ganglionar 50% (n = 32), meníngea 19,3% (n = 11), miliar 8,8% (n = 5), pleural 7% (n = 4), peritoneal 7% (n = 4) y vertebral (mal de Pott) 1,8% (n = 1). En 8 casos hubo presentación mixta (pulmonar y extrapulmonar). La letalidad fue del 100% en pacientes infectados por VIH y asociados con cepas resistentes. Conclusiones: Los resultados de este estudio resaltan la importancia de implementar acciones colaborativas entre los programas de TB/VIH para mejorar el diagnóstico y reducir la mortalidad la diseminación de cepas resistentes.
Tuberculosis represents one of the top clinical complications in immunocompromised HIVinfected people. When diagnostic and therapeutic interventions are delayed, outcomes could be fatal due to imminent progress of this deadly combination. Methodology: We carried out a descriptive retrospective study from registered TB/HIV cases from 2000 to 2010 in the municipality of Armenia. Notification forms from both diseases TB and HIV (SIVIGILA), record of home visits, individual treatment cards and death certificates were used as data sources. Results: 113 patients were included with TB/HIV confirmed tests, which represents a global prevalence of 6.8% during 10 years in Armenia. The mean age among patients was 34.3 years (ranging from 11 to 68 years), and the group between 14 and 34 years and male (91% extrapulmonary and 75% pulmonary forms) was the most commonly involved. According to the disease presentation, extrapulmonary TB form (50.4%, n = 57) was more frequent than the pulmonary form. The frequency of extrapulmonary forms was: ganglionar, 50% (n = 32); meningeal, 19.3% (n = 11); miliar, 8.8% (n = 5); pleural, 7% (n = 4); peritoneal, 7% (n = 4), and Pott’s disease, 1.8% (n = 1). In eight cases both forms presented simultaneously (pulmonary and extrapulmonary). Lethality was 100% among VIH positive patients infected with resistant strains. Conclusions: Our results highlight the importance of implementing collaborative actions between TB and HIV programs to improve diagnosis and to reduce mortality and resistant strain dissemination.
Subject(s)
Humans , Male , Adolescent , Adult , Middle Aged , Tuberculosis , HIV Infections , HIV , Tuberculosis, Pulmonary , Retrospective Studies , Mortality , Colombia , Coinfection , Public Health SurveillanceABSTRACT
La tuberculosis es uno de los problemas que demanda atención prioritaria en el municipio de Armenia, capital del departamento del Quindío (Colombia). En este estudio, se encontró que la población afectada, generalmente pertenece al género masculino (razón hombre: mujer 2:1) y en edad económicamente productiva (25-54 años). La mayoría de enfermos son del régimen subsidiado (40%) o no asegurados (26%) y viven en condiciones socioeconómicas críticas. Se encontraron diferencias significativas de carga de enfermedad en las tasas entre comunas: en unas localidades fueron de 10 y en otras de 30 casos por 100.000 habitantes, indicando heterogeneidad de la situación en la ciudad. El análisis geoespacial permite caracterizar y precisar los escenarios donde se deben concentrar las acciones prioritarias del programa de control de la tuberculosis.
Tuberculosis is an important public health problem that demands priority action in the city of Armenia (Colombia). In this study, we found that most cases of TB were males (ratio 2:1) and economically active population (25-54 years). TB patients had subvention health care (40%) or were uncovered by the national health insurance (26%), living in critical socioeconomic condi tions. Significant differences in the TB prevalence rate between town localities were found; in some zones were 10 and 30 cases per 100.000 inhabitants, indicating a heterogeneous situation. Spatial analysis might allow the definition and concentration of early actions in a region for the tuberculosis control.
Subject(s)
Humans , Male , Female , Infant , Child, Preschool , Child , Adolescent , Adult , Middle Aged , Aged, 80 and over , Tuberculosis , Delivery of Health Care , Spatial Analysis , National Health Programs , Social Class , Tuberculosis/drug therapy , Prevalence , Cost of Illness , ColombiaABSTRACT
Objetivo: Analizar los factores sociodemográficos y clínicos de los pacientes con diagnóstico de tuberculosis resistente en el municipio de Armenia durante el período 2006-2009. Métodos: Se realizó un estudio descriptivo y retrospectivo con base en la notificación de pacientes con tuberculosis resistentes durante el período de estudio. Los datos fueron tomados de los registros consignados en las fichas de notificación y las tarjetas individuales de tratamiento categoría IV. Resultados: Entre 2006 y 2009, 678 pacientes ingresaron en el programa de control de la tuberculosis. De ellos, 14 casos (2,0%) fueron resistentes al menos a un medicamento, y entre estos, 7 (50%) fueron multirresistentes. El 21% estuvo asociado a infección por virus de la inmunodeficiencia humana. La tasa de fallecimientos en pacientes con tuberculosis con farmacorresistencia múltiple fue del 71%. Se encontró amplificación de la resistencia en 2 casos, quienes presentaron deterioro en el estado de salud y deceso. Conclusión: La situación en Armenia de resistencia a antituberculosos es de proporción similar a la del resto del país. Se encontraron factores de riesgo conocidos en los casos de resistencia (coinfección con virus de la inmunodeficiencia humana, farmacodependencia, abandono social) en la mayoría de casos, pero también de resistencia primaria y sin factores de riesgo con farmacorresistencia múltiple y una alta mortalidad, lo que llama la atención para mejorar la vigilancia y el control de los casos en tratamiento en la ciudad.
Objective: To analyze the socio-demographic and clinical diagnosis of patients with resistant tuberculosis in the municipality of Armenia in the period 2006-2009. Methods: We performed a retrospective descriptive study based on the notification of patients with resistant tuberculosis during the study period, data were taken from registrations under notification forms and individual treatment cards category IV. Results: 678 patients were admitted to the program of tuberculosis control between 2006 and 2009, 14 cases (2,0%) were resistant to at least one drug and from these cases 7 were multidrug resistant (MDR). In 21% of cases there was co-infection with HIV. The death rate in patients with MDR-TB was 71%. Amplification in resistance was observed in two cases which lead to further deterioration in the health status and death. Conclusion: Armenia has levels of resistance to anti tuberculosis drugs similar to the reported in the rest of Colombia. We found factors already know to be associated with resistance (drug addiction, social abandon, HIV co infection) but there were also cases without these factors and with primary MDR and high mortality, therefore is urgent to improve the public health measures for cases under treatment in this city.
Subject(s)
Humans , Male , Female , Adult , Middle Aged , Tuberculosis , Clinical Diagnosis , Demography/classification , Drug Resistance, Multiple , Pharmaceutical Preparations , Risk Factors , HIV , Colombia , Substance-Related Disorders , Infections , Antitubercular AgentsABSTRACT
Introduction: Rhinoscleroma is caused by Klebsiella pneumoniae subsp. rhinoscleromatis and the ozena infections caused by K. pneumoniae subsp. ozaenae, both infections affect the upper respiratory tract. In the first clinical phases the symptoms are unspecific, and the disease can be misdiagnosed as a common cold, therefore antimicrobial therapy cannot reach effective results and patients must be following up for several years since the infection became chronic. Objective: To identify Klebsiella subspecies using a specific assay based on amplicons restriction of a gene which encodes 16S subunit ribosomal (rDNA16S). Methodology: Specific restriction patterns were generated; using reported sequences from rDNA16S gene and bioinformatics programs MACAW, PFE, GENEDOC and GENE RUNNER. Amplification and restriction assays were standardized. Results: Predictions in silico allowed us to propose an algorithm for Klebsiella species and subspecies identification. Two reference strains were included and two clinical isolates which were biotyped and identified by the proposed method. rDNA16S gene restriction patterns showed differences regarding the initially identified species for conventional methods. Additionally two patterns of bands were observed for K. pneumoniae subsp. rhinoscleromatis, indicating the polymorphisms presence in the rDNA16S gene. Conclusions: We confirmed the difficulty to identify K. pneumoniae subspecies by conventional methods. Implementation of this technique could allow accurate and rapid differentiation among K. pneumoniae subsp. ozaenae and K. pneumoniae subsp. rhinoscleromatis the aetiological agents of two frequently misdiagnosed infections. Antimicrobial therapy usually could be ineffective, especially in chronic patients. Finally we consider very important to enlarge the study by using more clinical and reference strains.
Introducción: El rinoescleroma es causado por Klebsiella pneumoniae subsp. rhinoscleromatis y la ocena por K. pneumoniae subsp. ozaenae, respectivamente. Estas infecciones se presentan sobre todo en el tracto respiratorio superior y originan una sintomatología inespecífica en sus fases iniciales por lo cual se pueden confundir con el catarro común. Las dificultades para establecer un diagnóstico oportuno tienen repercusiones negativas en la terapia antimicrobiana, que puede no ser efectiva y hacer que la enfermedad evolucione a una fase crónica cuyo seguimiento en el paciente puede necesitar muchos años. Objetivo: Diseñar un ensayo molecular para la identificación a nivel de subespecie de bacterias del género Klebsiella basado en restricción de amplicones del gen que codifica para la subunidad ribosomal 16S (ADNr 16S). Metodología: Se generaron patrones de restricción específicos, con secuencias informadas del gen ADNr 16S y los programas bioinformáticos MACAW, PFE, GENEDOC y GENE RUNNER. Se estandarizaron las condiciones para la amplificación y restricción del ensayo experimental.Resultados: Las predicciones in silico permitieron proponer un algoritmo para identificar a nivel de especie y subespecie los miembros del género Klebsiella. Se incluyeron dos cepas de referencia y dos aislamientos clínicos, que fueron biotipificados e identificados por el método propuesto; los patrones de restricción obtenidos del gen ADNr 16S evidenciaron diferencias respecto a la especie inicialmente identificada por métodos convencionales. Además, se encontraron dos patrones de bandas en K. pneumoniae. rhinoscleromatis, que indican la presencia de polimorfismos en el gen ADNr 16S para esta subespecie.
Subject(s)
Diagnosis , Klebsiella Infections , Klebsiella pneumoniaeABSTRACT
Las bacterias de los géneros Raoultella y Klebsiella son patógenos oportunistas para las cuales no existe un sistema uniforme de clasificación taxonómica internacional. En el presente estudio se propone una filogenia molecular basada en el gen ribosomal 16S (ADNr 16S) y el gen codificante de la subunidad de la ARN polimerasa (rpoB) de los géneros Klebsiella y Raoultella con el fin de establecer relaciones evolutivas entre dichos géneros. Los resultados evidencian una agrupación acorde con la taxonomía y las propiedades bioquímicas características, reportadas en el Genbank. Se estableció una bifurcación en los árboles, lo cual confirma la separación de los géneros Klebsiella y Raoultella. Adicionalmente, se confirmó el carácter polifilético de K. aerogenes por el gen ADNr 16S y la agrupación de R. terrigena y K. oxytoca de acuerdo con el gen rpoB. La comparación entre los árboles obtenidos permitió determinar relaciones evolutivas entre las especies, a partir de los genes evaluados, lo cual refleja cambios aparentes a nivel taxonómico y corrobora la importancia del análisis a nivel de multilocus. Este tipo de estudios permite monitorear la estabilidad de los genotipos microbianos sobre la escala temporal y espacial, mejorar la precisión de las anotaciones taxonómicas (mejor descripción de taxones o subdivisiones genéticas) y evaluar la diversidad genética y adaptabilidad en términos de virulencia o resistencia a drogas.
The bacteria belonging to Raoultella and Klebsiella genera are opportunistic pathogens for which there is no consensus about a unique internationally taxonomic system. In this study, we suggest a molecular phylogeny based on 16S (rDNA 16S) ribosomal gene and the beta subunit RNA polymerase (rpoB) encoding gene of Klebsiella and Raoultella in order to set up evolutionary relationships among these genera. Results showed a cluster with similar biochemical and taxonomy characteristics in agreement to Genbank description, and a tree bifurcation which confirms the Klebsiella and Raoultella genera separation. Moreover, we verified the polyphyletic character of K. aerogenes by rDNA 16S and particularly the clustering for both R. terrigena and K. oxytoca based on rpoB gene. The evolutionary relationships recognition was obtained by comparison among the corresponding trees for both genes unraveling significant changes at taxonomic level and stressing the importance of multilocus analysis approach. These studies are useful for tracking the microbial genotype stability over time and space scale; as well as on improving taxonomic annotations (taxa descriptions and genetic subdivisions) and evaluation of genetic diversity in terms of virulence and drug resistance.
Subject(s)
Humans , Klebsiella , Phylogeny , Classification , Gram-Negative BacteriaABSTRACT
Introduction: Rhinoscleroma is caused by Klebsiella pneumoniae rhinoscleromatis and the ozena infections caused by K. pneumoniae ozaenae, both infections affect the upper respiratory tract. In the first clinical phases the symptoms are unspecific, and the disease can be misdiagnosed as a common cold, therefore antimicrobial therapy cannot reach effective results and patients must be following up for several years since the infection became chronic. Objective: To identify Klebsiella subspecies using a specific assay based on amplicons restriction of a gene which encodes 16S subunit ribosomal (rDNA16S). Methodology: Specific restriction patterns were generated; using reported sequences from rDNA16S gene and bioinformatics programs MACAW, PFE, GENEDOC and GENE RUNNER. Amplification and restriction assays were standardized. Results: Predictions in silico allowed to propose an algorithm for Klebsiella species and subspecies identification. Two reference strains were included and two clinical isolates which were biotyped and identified by the proposed method. rDNA16S gene restriction patterns showed differences regarding the initially identified species for conventional methods. Additionally two patterns of bands were observed for K. pneumoniae rhinoscleromatis, indicating the polymorphisms presence in the rDNA16S gene. Conclusions: It was confirmed the difficulty to identify K. pneumoniae subspecies by conventional methods. Implementation of this technique could allow an accurate and rapid differentiation among K. pneumoniae ozaenae and K. pneumoniae rhinoscleromatis aetiological agents of two frequently misdiagnosed infections. Antimicrobial therapy usually could be ineffective, especially in chronic patients. Finally it is considered very important to enlarge the study by using more clinical and reference strains.
Introducción: El rinoescleroma es causado por Klebsiella pneumoniae rhinoscleromatis y la ocena por Klebsiella pneumoniae ozaenae respectivamente. Estas infecciones se presentan sobre todo en el tracto respiratorio superior y tienen una sintomatología inespecífica en sus fases iniciales por lo cual se pueden confundir con el catarro común. Las dificultades de establecer un diagnóstico oportuno tienen repercusiones negativas en la terapia antimicrobiana, porque puede no ser efectiva y hacer que la enfermedad evolucione a una fase crónica cuyo seguimiento puede implicar muchos años. Objetivo: Diseñar un ensayo molecular para la identificación a nivel de subespecie de bacterias del género Klebsiella basado en restricción de amplicones del gen que codifica para la subunidad ribosomal 16S (ADNr 16S).Metodología: Se generaron patrones de restricción específicos, utilizando secuencias informadas del gen ADNr 16S y los programas bioinformáticos MACAW, PFE, GENEDOC y GENE RUNNER. Se estandarizaron las condiciones para la amplificación y restricción para el ensayo experimental.Resultados: Las predicciones in silico permitieron proponer un algoritmo para la identificación a nivel de especie y subespecie de las especies del género Klebsiella. Se incluyeron dos cepas de referencia y dos aislados clínicos, que se biotipificaron e identificaron por el método propuesto; los patrones de restricción obtenidos del gen ADNr 16S evidenciaron diferencias con respecto a la especie inicialmente identificada por métodos convencionales. Además se encontraron dos patrones de bandas en Klebsiella pneumoniae rhinoscleromatis, indicando la presencia de polimorfismos en el gen ADNr 16S para esta subespecie. Conclusiones: Se confirmó la dificultad para identificar Klebsiella pneumoniae a nivel de subespecie por métodos convencionales.