Assessment of genotyping markers in the molecular characterization of a population of clinical isolates of Fusarium in Colombia / Evaluación de marcadores de genotipificación en la caracterización molecular de una población de aislamientos clínicos de Fusarium en Colombia

Introduction: Fusarium is a very heterogeneous group of fungi, difficult to classify, with a wide range of living styles, acting as saprophytes, parasites of plants, or pathogens for humans and animals. Prevalence of clinical fusariosis and lack of effective treatments have increased the interest in the precise diagnosis, which implies a molecular characterization of Fusarium populations. Objective: We compared different genotyping markers in their assessment of the genetic variability and molecular identification of clinical isolates of Fusarium. Materials and methods: We evaluated the performance of the fingerprinting produced by two random primers: M13, which amplifies a minisatellite sequence, and (GACA)4, which corresponds to a simple repetitive DNA sequence. Using the Hunter Gaston Discriminatory Index (HGDI), an analysis of molecular variance (AMOVA), and a Mantel test, the resolution of these markers was compared to the reference sequencing-based and PCR genotyping methods. Results: The highest HGDI value was associated with the M13 marker followed by (GACA)4. AMOVA and the Mantel tests supported a strong correlation between the M13 classification and the reference method given by the partial sequencing of the transcription elongation factor 1-alpha (TEF1-α) and rDNA 28S. Conclusion: The strong correlation between the M13 classification and the sequencing-based reference together with its higher resolution demonstrates its adequacy for the characterization of Fusarium populations.

Introducción. Fusarium es un grupo heterogéneo de hongos, difícil de clasificar y con una amplia gama de estilos de vida, que actúa como saprófito, parásito de plantas o patógeno de humanos y animales. La prevalencia de la fusariosis clínica y la falta de tratamientos han incrementado el interés en su diagnóstico preciso, lo que conlleva la caracterización molecular de las poblaciones. Objetivo. Comparar marcadores de genotipificación en la evaluación de la variabilidad genética e identificación de aislamientos clínicos de Fusarium. Materiales y métodos. Se evaluó la huella genética producida por dos cebadores aleatorios: M13, que amplifica una secuencia minisatélite, y (GACA)4, que corresponde a una secuencia repetitiva de ADN. Utilizando el índice discriminatorio de Hunter Gaston (HGDI), el análisis de varianza molecular (AMOVA) y una prueba de Mantel, se comparó la resolución de estos marcadores con métodos de genotipificación basados en secuenciación y PCR. Resultados. El mayor HGDI se asoció con el marcador M13, seguido de (GACA)4. Las pruebas AMOVA y Mantel mostraron correlación entre las clasificaciones obtenidas con M13 y la referencia basada en la secuenciación parcial del factor de elongación de transcripción 1-alfa (TEF1-α) y el ADNr 28S. Conclusión. La fuerte correlación entre la clasificación obtenida con M13 y el método de referencia, así como su alta resolución, demuestran su idoneidad para la caracterización de poblaciones de Fusarium.

Molecular identification of clinical isolates of Fusarium in Colombia / Identificación molecular de aislamientos clínicos de Fusarium en Colombia

ABSTRACT Objective Identifying Fusarium isolates from mycosis symptomatic patients through molecular techniques as PCR and sequencing. Methods In this study, samples were taken from 101 mycosis symptomatic patients in-between 2004-2006. To determine isolates belonging to the Fusarium genus, the DNAr 28S region was amplified through PCR and specific PCR primers further confirmed their identity to the species level. Additionally, in order to confirm the identity of the species of the isolates, 75 isolates of these were analyzed by partial sequencing of the 28S rDNA and the TEF1-α gene. Results The 28S rDNA portion detected all 101 isolates as belonging to Fusarium and the PCR specific primers detected 52 and 29 isolates as F. oxysporum and F. solani, respectively; 34 and 41 of these, afterwards studied by partial sequencing of the 28S rDNA and TEF1- α genes respectively, were effectively identified by the technique. Conclusion From all the molecular markers used to identify Fusarium isolates, the sequence of the TEF1-α gene provided the best resolution in the identification of species level; however it is possible to discriminate between F. oxysporum and F. solani isolates by PCR, in most of the cases, what is important considering the simplicity of the technique and a faster diagnosis.(AU)

RESUMEN Objetivo Identificar aislamientos de Fusarium en pacientes con micosis por medio de las técnicas moleculares de PCR y secuenciación. Métodos Se tomaron 101 muestras de pacientes con micosis sintomática, entre los años 2004 y 2006. Para la detección de aislamientos como pertenecientes al género Fusarium, se amplificó parcialmente por PCR la región 28S del DNAr; y posteriormente -para la detección de la especie de Fusarium- se utilizaron cebadores específicos para F. oxysporum y F. solani. La verificación de la identidad de la especie de los aislamientos se hizo por secuenciación parcial de los genes 28S DNAr y TEF1-α Resultados El total de 101 aislamientos fueron detectados como pertenecientes al género Fusarium utilizando un cebador universal de la region 28S DNAr; 52 y 29 aislamientos se detectaron como F. oxysporum o F. salani, respectivamente con los cebadores específicos, y la secuenciación parcial de los genes 28S rDNA o TEF1-α confirmó la identidad de las especies. Conclusión La secuenciación parcial del gen TEF1-α es aún el mejor marcador molecular para identificar aislamientos de Fusarium a nivel de especie. Sin embargo, en la mayoría de los casos es posible discriminar entre aislamientos de F. oxysporum y F. solani por PCR con cebadores específicos, lo que proporciona una ventaja importante considerando la simplicidad de la técnica y el rápido diagnóstico.(AU)

In vitro antifungal susceptibility of clinical isolates of Fusarium from Colombia / Susceptibilidad antifúngica in vitro de aislamientos clínicos de Fusarium de Colombia

ABSTRACT Objective The aim of the present study was to evaluate the antifungal susceptibilities of isolates of Fusarium to amphotericin B, itraconazole and voriconazole. Methods The susceptibility of 44 isolates of Fusarium was tested by the E-test methodology. Results All the isolates were resistant to itraconazole, and 89 % and 54,5 % were resistant to amphotericin B and voriconazole, respectively. Discussion The results confirm the high level of resistance reported, regardless of the species or the strain of Fusarium involved. The high MICs level observed are worrying and suggest that new drugs are needed.(AU)

RESUMEN Objetivo Evaluar la susceptibilidad antifúngica in vitro de aislamientos de Fusarium a los antimicóticos amfotericina B, itraconazol y voriconazol. Métodos La susceptibilidad de 44 aislamientos clínicos de Fusarium fue evaluada por el método de difusión en disco, E-test. Resultados Todos los aislamientos fueron resistentes al itraconazol, y 89 % y 54,5 % fueron resistentes a la amfotericina B y al voriconazol, respectivamente. Discusión Los resultados confirman el alto nivel de resistencia reportado, independiente de la especie o la cepa de Fusarium involucrada. Los valores tan altos de MICs son preocupantes y sugieren la necesidad de evaluar nuevos medicamentos.(AU)