Polimorfismos en los genes de dihidrofolato-reductasa ( dhfr ) y dihidropteroato-sintasa ( dhps ) y modelado estructural del gen dhps en aislamientos colombianos de Toxoplasma gondii / Gene polymorphisms in the dihydrofolate reductase ( dhfr ) and dihydropteroate synthase ( dhps ) genes and structural modelling of the dhps gene in Colombian isolates of Toxoplasma gondii

RESUMEN

Introducción. No existen reportes sobre las variaciones en la secuencia de los genes blanco de los medicamentos anti- Toxoplasma en aislamientos provenientes de Suramérica. Objetivo. Clonar y secuenciar los genes de la dihidrofolato-reductasa ( dhfr ) y la dihidropteroato-sintetasa ( dhps ) de la cepa de referencia RH y de dos aislamientos colombianos de Toxoplasma gondii. Materiales y métodos. Se obtuvieron dos aislamientos de T. gondii en líquido céfalorraquídeo de pacientes colombianos positivos para HIV con toxoplasmosis cerebral. Se extrajo el ADN de los genes dhfr y dhps y se amplificaron mediante reacción en cadena de la polimerasa (PCR). Los productos fueron clonados en el vector pGEM-T y secuenciados. Resultados. Se encontró un cambio de adenina por guanina (A « G) en la posición 235 del exón 2 del gen dhps , dos cambios de guanina por citocina (G « C) en las posiciones 259 y 260 y un cambio de timina por guanina (T « G) en la posición 371 del exón 4 del gen dhps. Por análisis bioinformático, en este último exón se identificó un polimorfismo no sinónimo en la región codificante, que podría llevar al cambio de una Glu (CAA o CAG) por una His (codificada por los codones AAU o AAC). Se calculó el modelo estructural de la enzima dihidropteroato-sintetasa (DHPS) de T. gondii y se identificaron las modificaciones en la estructura secundaria ocasionadas por las mutaciones. Conclusiones. La metodología estandarizada puede servir como base para la búsqueda de polimorfismos en muestras de pacientes con diferentes manifestaciones clínicas de toxoplasmosis y para establecer su posible relación con los cambios en la sensibilidad a los antifolatos y la reacción al tratamiento.

ABSTRACT

Introduction: There are no reports describing polymorphisms in target genes of anti- Toxoplasma drugs in South American isolates. Objective: This study sought to perform cloning and sequencing of the dihydrofolate reductase ( dhfr ) and dihydropteroate-synthase ( dhps ) genes of the reference Rh strain and two Colombian isolates of Toxoplasma gondii . Materials and methods: Two isolates were obtained from the cerebrospinal fluid of HIV-infected patients with cerebral toxoplasmosis. A DNA extraction technique and PCR assay for the dhfr and dhps genes were standardized, and the products of amplification were cloned into Escherichia coli and sequenced. Results: One polymorphism (A « G) was found at position 235 of exon 2 in the dhps gene. In addition, two polymorphisms (G « C) at positions 259 and 260 and one polymorphism (T « G) at position 371 within exon 4 of the dhps gene were detected. In this last exon, a bioinformatic analysis revealed a non-synonymous polymorphism in the coding region that could lead to the substitution of Glu (CAA or CAG) for His (encoded by codons AAU or AAC). A structural model of the T. gondii DHPS protein was calculated, and the results revealed modifications in secondary structure due to mutations. Conclusions: The methods described in this study can be used as a tool to search for polymorphisms in samples from patients with different clinical manifestations of toxoplasmosis and to examine their relationship with the therapeutic response.