Investigation of Mutations in Transcription Factors of Effl ux Pump Genes in Fluconazole-Resistant Candida albicans Strains Overexpressing the Effl ux Pumps

Atılım Pompalarını Fazla Eksprese Eden Flukonazole Dirençli Candida albicans Suşlarında Bu Genlerin Transkripsiyon Faktörlerindeki Mutasyonların Araştırılması

Abstract

In recent years, a signifi cant rise in the number of immunocompromised patients have been observed due to cancer chemotherapy, organ transplantation and HIV infection. As a result of this, the frequency of Candida albicans infections in the clinics have been increased. Fluconazole, as being a well tolerated, easy to use drug with minor side effects, is often the fi rst choice antifungal agent for this patient group, both for therapy and prophylaxis. Especially the long-term use of this drug, causes the selection of resistant strains and leads to the development of fl uconazole resistance. The most frequently observed resistance mechanism against fl uconazole in C.albicans strains is the transportation of the drug out of the cell via effl ux pumps. The effl ux pumps mainly involved are Cdr1, Cdr2 ve Mdr1 encoded by CDR1, CDR2 and MDR1 genes. It has been shown that, the overexpression of these effl ux pump genes was caused by functional mutations in TAC1 and MRR1 genes which encode the transcription factors Tac1p and Mrr1p. This study was aimed to analyze TAC1 and MRR1 genes of 15 C.albicans strains which consist of six fl uconazole-susceptible, four susceptible with trailing effect and fi ve fl uconazole-resistant isolates plus one resistant strain (DSY292), known to overexpress Mdr1 effl ux pump due to P683H mutation in MRR1 gene and one fl uconazole-sensitive ATCC 14053 C.albicans strain in terms of mutations with polymerase chain reaction and sequence analysis. Two of the fl uconazole-resistant isolates which had overexpression of Cdr1 and Cdr2 pumps known to have overexpression of TAC1 gene, revealed R673Q and A736V mutations. A P683H point mutation, that overexpressed the Mdr1 pump was detected in a fl uconazole-resistant strain, which was known to cause MRR1 overexpression. In conclusion, mutations in the transcription factors of the effl ux pump genes may play an important role in the resistance against fl uconazole among our selected C.albicans strains

Özet

Günümüzde, kanser kemoterapisi, organ nakli ve HIV enfeksiyonu gibi nedenlerle bağışık yanıtı bozulmuş hastaların sayısında önemli bir artış gözlenmekte ve buna paralel olarak klinikte karşılaşılan Candida albicans enfeksiyonlarının sıklığı artmaktadır. Flukonazol, bu tip hastalarda kullanımı kolay, yan etkisi az ve iyi tolere edilebilir olması nedeniyle, tedavi ve profi lakside sıklıkla ilk tercih edilen antifungal ilaçtır. Özellikle uzun süreli ilaç kullanımı, dirençli suşların seçilmesine ve fl ukonazole direnç gelişimine neden olmaktadır. C.albicans'ta fl ukonazole direnç mekanizmaları arasında en sık görüleni, atılım pompaları ile ilacın hücre dışına çıkartılmasıdır. Bu işlemde görev alan başlıca pompalar CDR1, CDR2 ve MDR1 genleri tarafından kodlanan Cdr1, Cdr2 ve Mdr1 pompalarıdır. Söz konusu pompaların aşırı ekspresyonuna, CDR1, CDR2 ve MDR1 genlerinin transkripsiyon faktörleri olan Tac1p ve Mrr1p'yi eksprese eden TAC1 ve MRR1 genlerinde görülen nokta mutasyonlarının neden olduğu bildirilmektedir. Bu çalışmada altısı fl ukonazole duyarlı, dördü kısmi inhibisyon etkisi gösteren duyarlı, beşi ise dirençli toplam 15 adet C.albicans suşu ile Mdr1 atılım pompasını fazla eksprese ettiği ve MRR1 gen bölgesinde buna yol açan P683H mutasyonunu içerdiği bilinen fl ukonazole dirençli bir adet (DSY292) ve fl ukonazole duyarlı ATCC 14053 C.albicans suşlarının TAC1 ve MRR1 gen bölgelerinin polimeraz zincir reaksiyonu ve dizi analizi ile mutasyonlar açısından incelenmesi amaçlanmıştır. Araştırmanın sonucunda çalışılan suşlardan fl ukonazole dirençli olup Cdr1 ve Cdr2 pompalarını aşırı eksprese ettiği gösterilen iki tanesinde, TAC1 geninde aşırı ekspresyona neden olduğu bildirilmiş R673Q ve A736V mutasyonları saptanmıştır. Çalışılan suşlardan fl ukonazole dirençli olup Mdr1 pompasını aşırı eksprese ettiği bilinen bir tanesinin MRR1 gen bölgesinde ise yine fazla ekspresyona neden olduğu saptanmış P683H mutasyonu belirlenmiştir. Sonuç olarak, çalışmamıza alınan fl ukonazole dirençli C.albicans suşlarında, atılım pompalarını kodlayan genlerin transkripsiyon faktörlerinde görülen nokta mutasyonlarının, fl ukonazol direncinde önemli rol oynadığı düşünülmüştür