Evaluación del poder discriminatorio de técnicas de epidemiología molecular en aislados Venezolanos de Mycobacterium tuberculosis / Evaluation of discriminatory power of molecular epidemiology techniques in Mycobacterium tuberculosis Venezuelan isolates

La técnica de espoligotipaje y el método de unidades repetitivas micobacterianas interdiseminadas y número variable de repetidos tándem (MIRU-VNTR) 24 loci se emplean para estudiar la epidemiología molecular de tuberculosis. En el presente trabajo evaluamos la discriminación del método MIRU-VNTR 24 loci solo y en asociación con espoligotipaje en aislados clínicos de M. tuberculosis en Venezuela, la diversidad alélica de los 24 loci, y el poder discriminativo para la combinación de 24 y 15 loci, 12 loci tradicionales (12t), aquellos con más alta diversidad alélica y una nueva combinación que denominamos 12 inv. Se estudiaron 104 cepas de diferentes linajes y 431 cepas de la familia Latin-America y Mediterráneos (LAM). Los loci 4052, 2163b, 424 y 2996 presentaron la más alta diversidad alélica. Las tasas de agrupamiento de MIRU-VNTR 24 loci, espoligotipaje y MIRU-VNTR combinado con espoligotipaje para 104 aislados fueron de 18,27%, 71,15% y 14,4%, respectivamente, mientras que para cepas LAM fue de 43,2%, 95,8% y 37,4%. Las combinaciones de 15, 12inv y 4 loci MIRU-VNTR mas discriminativos, fueron más discriminatorios que 12t. Las tasas de agrupamiento para 15 y 12inv MIRU VNTR acoplados a espoligotipaje en los 104 aislados fueron de 21% y 23%, mientras que para cepas LAM fue de 52% y 46% respectivamente. El número de patrones diferentes fue similar para 12inv y 15 loci. Se propone el uso de un número reducido de loci MIRU-VNTR informativos acoplado a espoligotipaje para estudios de la transmisión de la tuberculosis en Venezuela.

The techniques of spoligotyping and mycobacterial interspersed repetitive unit and variable-number tandem repeat typing with 24 loci (MIRU-VNTR-24), have been used to study the molecular epidemiology of tuberculosis. The aim of this study was: to evaluate the discriminative power of MIRU-VNTR 24 loci alone and in association with spoligotyping in clinical isolates of M. tuberculosis in Venezuela; the allelic diversity of the 24 loci; and the discriminative power for the combination of 24 and 15 loci, 12 traditional loci (12t), those with higher allelic diversity and a new combination named 12inv. We analyzed one set of 104 strains of different lineages and a second set of 431 strains belonging to the Latin-America and Mediterranean lineage (LAM) that is predominant in Venezuela. The determination of allelic diversity showed that 4052, 2163b, 424 y 2996 are highly discriminative. Clustering rates of MIRU-VNTR 24 loci, spoligotyping and MIRU-VNTR combined with spoligotyping for 104 isolates were 18.27%, 71.15% and 14.4%, respectively, whereas with the 431 LAM strains the values were 43.2 %, 95.8% and 37.4%. MIRU-VNTR combinations of 15, 12inv and 4 loci were more discriminatory than 12t. Clustering rates for MIRU-VNTR 15 and 12inv loci coupled with spoligotyping in the 104 isolated was 21% and 23%, while for LAM strains was 52% and 46% respectively. The number of different genetics patterns for 15 and 12inv loci were similar. In conclusion, we propose the use of a small number of informative loci MIRU-VNTR coupled to spoligotyping to investigate the transmission of tuberculosis in Venezuela.

Mycobacterium tuberculosis population structure and molecular epidemiological analysis in Sucre municipality, Miranda state, Venezuela / Estructura poblacional y análisis epidemiológico molecular de Mycobacterium tuberculosis en el municipio Sucre, estado Miranda, Venezuela

Sucre municipality is a large, densely populated marginal area in the eastern part of Caracas, Venezuela that consistently has more cases of tuberculosis than other municipalities in the country. To identify the neighborhoods in the municipality with the highest prevalence of tuberculosis, and determine whether the Mycobacterium tuberculosis strain distribution in this municipality is different from that previously found in the western part of Caracas and the rest of Venezuela, we collected data on all tuberculosis cases in the municipality diagnosed in 2005-6. We performed two separate molecular epidemiological studies, spoligotyping 44 strains in a first study, and spoligotyping 131 strains, followed by MIRU-VNTR 15 on 21 clustered isolates in the second. With spoligotyping, the most common patterns were Shared International Type SIT17 (21%); SIT42 (15%); SIT93 (11%); SIT20 (7%); SIT53 (6%), a distribution similar to other parts of Venezuela, except that SIT42 and SIT20 were more common. MIRU-VNTR 15 showed that six of seven SIT17 strains examined belonged to a large cluster previously found circulating in Venezuela, but all of the SIT42 strains were related to a cluster centered in the neighborhoods of Unión and Maca, with a MIRU-VNTR pattern not previously seen in Venezuela. It appears that a large percentage of the tuberculosis in the Sucre municipality is caused by the active transmission of two strain families centered within distinct neighborhoods, one reflecting communication with the rest of the country, and the other suggesting the insular, isolated nature of some sectors.

El municipio Sucre es un área densamente poblada del este de Caracas, Venezuela, con más casos de tuberculosis que otros municipios del país. Para establecer las áreas en el municipio Sucre con la mas alta prevalencia de tuberculosis y determinar sí la distribución de cepas de Mycobacterium tuberculosis es diferente de las encontradas previamente en el Oeste de Caracas y el resto de Venezuela, se recolectaron los datos de todos los casos diagnosticados de tuberculosis en el municipio en el 2005-6. Además, se aplicaron dos estudios de epidemiología molecular, el primero con 44 aislados en 2006 y el segundo con 131 aislados del 2006 al 2011, todos caracterizados por spoligotyping. Fue aplicada la técnica MIRU VNTR15 sobre 21 aislados agrupados. Con spoligotyping, los patrones encontrados fueron SIT17 (21%); SIT42 (15%); SIT93 (11%); SIT20 (7%); SIT53 (6%), presentando una distribución similar en otras partes de Venezuela, con la diferencia de que el SIT42 y el SIT20 fueron comunes en el municipio. MIRU VNTR15 mostró que seis de las siete cepas SIT17 pertenecían a un gran grupo encontrado previamente en Venezuela, mientras las cepas SIT42, estaban relacionados a un grupo concentrado en los Barrios Unión y Maca, con un patrón MIRU VNTR no visto previamente en Venezuela. Los resultados indicarían que un gran porcentaje de tuberculosis en el municipio Sucre es causada por transmisión activa de dos familias, una reflejando comunicación con el resto del país, y otra sugiriendo que es un aislado propio de algunos Barrios del municipio.