Полиморфизм гена глицерол–3–фосфат оксидазы как один из генетических факторов патогенности Mycoplasma pneumonia

Abstract

Цель: выявить возможные генетические варианты Mycoplasma pneumoniae по фрагменту гена глицерол-3-фосфат оксидазы, соответствующему ФАД связывающему домену фермента, и изучить их патогенные свойства. Материалы и методы. Материалом для получения изолятов Mycoplasma pneumoniae стали мокрота, соскобы эпителиальных клеток из носоглотки, трахеобронхиальный секрет 85 детей и подростков с диагнозами бронхит и пневмония, у которых была выявлена ДНК Mycoplasma pneumoniae. Выделение Mycoplasma pneumoniae из клинического материала проводили с использованием среды для микоплазм без источника энергии. Выделение ДНК из биологического материала пациентов и культуральной жидкости проводили методом сорбционной экстракции. Осадок клеточных элементов мокроты использовали для выделения ДНК с применением ЦТАБ реактива. Результаты. В 54 клинических изолятах Mycoplasma pneumoniae выявлены синонимичные и несинонимичные нуклеотидные замены. Установлено, что аминокислотные замены His51Leu и Asp55His являются значимыми для реализации патогенного потенциала изолятов Mycoplasma pneumoniae, связанного с продукцией пероксида водорода. Заключение. В гене Г3Ф оксидазы клинических изолятов Mycoplasma pneumoniae выявлены замены А152Т (His51Leu) и G163C (Asp55His), наличие которых сопровождалось вариабельностью активности фермента. Изоляты Mycoplasma pneumoniae, несущие замену А152Т (His51Leu), продуцировали пероксид водорода значимо ниже (5 мг/л) уровня продукции референсным штаммом (10 мг/л) и проявляли сниженную цитотоксичность по отношению к клеткам респираторного эпителия, тогда как изоляты Mycoplasma pneumoniae, несущие замену G163C (Asp55His), характеризовались усиленным патогенными свойствами, что проявлялось в повышенной продукции пероксида водорода (25 мг/л) и более выраженной цитотоксичности по отношению к клеткам респираторного эпителия.

Objective: to identify possible genetic variants of Mycoplasma pneumoniae in a glycerol-3-phosphate oxidase gene fragment corresponding to the FAD binding domain of the enzyme, and to study their pathogenic properties. Material and methods: The material for the obtainment of Mycoplasma pneumoniae isolates was sputum, epithelial cell scrapings from the nasopharynx, tracheobronchial secretion from 85 children and adolescents diagnosed with bronchitis and pneumonia and detecting Mycoplasma pneumoniae DNA. The isolation of Mycoplasma pneumoniae from the clinical material was proceeded in a mycoplasma medium without an energy source. The DNA isolation from the biological material and from the culture fluid was performed by the method of sorption extraction. The sediment of the cellular elements of the sputum was used for the DNA extraction with the use of the CTAB reagent. Results. Synonymous and non-synonymous nucleotide substitutions have been identified in 54 clinical isolates of Mycoplasma pneumoniae. It has been found that the amino acid substitutions His51Leu and Asp55His are essential for the realization of the pathogenic potential of the Mycoplasma pneumoniae isolates associated with the production of hydrogen peroxide. Conclusion. The A152T (His51Leu) and G163C (Asp55His) substitutions were identified in the G3P oxidase gene of the Mycoplasma pneumonia clinical isolates, and their presence was associated with the variability in the activity of the enzyme. The Mycoplasma pneumoniae isolates carrying the A152T substitution (His51Leu) produced hydrogen peroxide in significantly lower amounts (5 mg/l) in comparison with the reference strain (10 mg/l) and had reduced cytotoxicity in relation to respiratory epithelial cells. The Mycoplasma pneumoniae isolates carrying the substitution G163C (Asp55His) were characterized by enhanced pathogenic properties, such as increased production of hydrogen peroxide (25 mg/l) and more pronounced cytotoxicity towards respiratory epithelial cells.