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Profil génétique du bacille de la tuberculose en Tunisie: Émergence et prédominance d’un complexe clonal propre à
la population Tunisienne
Par
Helmi Mardassi
Laboratoire des MycobactériesInstitut Pasteur de Tunis
A l’échelle globale
A l’échelle d’un pays
Le génotypage peut s’appliquer à tous les niveaux
Entre individus
Les applications du génotypage sont multiples
-Épidémies (MDR)
-Infections nosocomiales
-Contamination de laboratoire
-Nouvelle infection/Réactivation
-Source d’une chaîne de transmission
-Infection simple ou multiple
-Situation globale (Nationale/régionale)
-Etude évolutive
-Évaluation des programmes nationaux de tuberculose
Marqueurs rapides
IS6110 RFLP
MIRUS
Marqueurs lents
Spoligotypage
Cartographie des délétions
La génomique et la post-génomique comparative ont grandement contribué à la compréhension des processus évolutifs des souches du
complexe tuberculosis
Cole et al., 1998 Fleishman et al., 2002 Garnier et al., 1998
Selon Brosch et al., 2002
Schéma évolutif des bacilles du complexe tuberculosis
Gagneux et al., 2006
La distribution géographique du bacille tuberculeux n’est pas aléatoire évoquant un processus adaptatif
Comment évolue le bacille de la tuberculose en Tunisie?
Evaluation de la diversité génétique
17
98 98
83
71
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
2001 2002 2003 2004 2005
L’étude a porté sur des isolats de 2001 à 2005
Nature des résistances aux antituberculeux majeurs
Spacer oligotyping « spoligotyping »
Préparation de la membrane du spoligotypage
According to Barnes & Cave, 2003
IS6110 genotyping
MIRU-VNTR genotyping
Les autres marqueurs
674914301136245776626631206971
041641
402307635378
2556
2760
73062855175035225934703733216139657477681343726405325802181509104401125129542652754745463808031948
1 1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 421 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 67
1 1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 491 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 14
1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 301 1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 11
1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 361 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 24
1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 571 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 76
1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 621 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 66
1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 311 1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 201 1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 691 1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 71
1 1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 411 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 161 1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 4
1 1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 401 1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 23
1 1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 71 1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 63
1 1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 531 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 78
1 1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 271 1 1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 601 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 251 1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 56
1 1 1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 731 1 1 1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 6
1 1 1 1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 281 1 1 1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 55
1 1 1 1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 171 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 50
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 351 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 22
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 591 1 1 1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 34
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 701 1 1 1 1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 37
1 1 1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 331 1 1 1 1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 21
1 1 1 1 1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 611 1 1 1 1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 39
1 1 1 1 1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 651 1 1 1 1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 741 1 1 1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 77
1 1 1 1 1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 681 1 1 1 1 1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 13
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 431 1 1 1 1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 72
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 641 1 1 1 1 1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 5
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 321 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 581 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 2
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 181 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 15
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 91 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 10
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 441 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 121 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 51
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 291 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 54
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 261 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 52
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 751 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 47
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 451 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 46
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 381 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 8
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g 31 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g g g g g g 19
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1g g g g g g g g g g g g g g g 48
42
TDSP
Haarlem 3
T1
Haarlem 1
Divers
Divers
Divers
Haarlem 3
Haarlem 1T1
TDSP
Distribution à l’échelle mondiale des génotypes dominants en Tunisie
Tunisian Dominant Spoligotype Profiles (33%)
1 1 6 1 3 1 1 1 5 5 1 3 1 1 1 1 4 1 2 2 11 66
19, 22-24
2 1 1 2 1 1 2 94
Haarlem 3 Spoligotype Profiles
2 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 4 1 1 1 8 1 2 43
T1 Spoligotype Profiles
2 1 1 1 1 3 1 31
Haarlem 1 Spoligotype Profiles
66
94
4331
5310
27
10
0
20
40
60
80
100
120
140
TDSP Haarlem 3 T 1 Haarlem 1
Typical vs variants
TDSP
T1
Haarlem 3
Haarlem 1
LAM9 SFamily 33 EAI
Unknown
Haarlem 3
TDSP
T1
Haarlem 1
LAM9
S Family 33Unknown
TDSP
Haarlem 3T1
Haarlem 1Family 36
M. bovisUnknown
Grand Tunis Menzel Bourguiba Zaghouan
Genotypes vs regions
Haarlem 3
TDSP
Haarlem 1
T1
LAM9
S
Unknown
Haarlem 3
TDSP
Haarlem 1
T1
LAM9Family 33
Unknown
Haarlem 3 TDSP
T1
Haarlem 1
S Family 33
TDSP
Haarlem 3T1
Haarlem 1
M. bovis EAI
<= 30 31 - 40 41 - 55 > 55
Genotypes vs Age
18
2 2 21 1 1
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
Haarlem 3 Haarlem 1 T 1 TDSP LAM 9 S Family Unknown
Genotypes vs MDR
0.025% MDR
Haarlem 3 est responsable d’une épidémie MDR très sévère
2001 2002 2003 2004 2005
2
13
54
5
224325160415 225323151323 223323150314 223325151313 224315192414 224325160414 224325182415 225325151323 124224181313 124426171328 224326121312 223326161324 224315172324 124426153232 221325182334 223326182434 224325152434 224325172334 124326151223 223325162314 224313182414 224323192414 224323192424 225313152323 124326112327 224325151414 224325181414
223323192424 234225161323 223325182424 124326143212 224225162323 224314142324 224325161314 224325162424 223325182324
124324152222 225323152313 223325151323 223325191313 115225111312 124326111323 124326173312 224313181425 224323181425 224323182414 224323182424 224323182424 224325152325 224325161323 224325191315 122326153227 123316142435 123326153326 123326153332 124324191317 124325152424 124325172213 124325172235 124325182324 124325182334 124326113322 124326143322 124326143322 124326152324 124326153222 124326153323 124326153324 124326153426 125315172224 133325153335 222326173324 223325153334 224225183424 224313143323 224323153232 224323180423 224325152322 224325152335 224325152424 224325152424 224325152434 224325152434 224325153323 224325162324 224325163427 224325172223 224325172224 224325172324 224325172324 224325172324 224325172415 224325172424 224325172425 224325172434 224325183424 224326113423 224326153222 224326153232 224326153322 224326153326 224326153423 224326153423 224326153436 224326183422 225313143423 225323143313 225323143323 225323143423 225325152323 225325172425 323325153323 324325172334 334325153324 225325152324
TDSP ne semble pas être associé à des épidémies ou des chaînes de transmission
T1
Haarlem 3
Haarlem 1
TDSP
Relations phylogénétiques entre les 3 familles majeures de M. tuberculosis sévissant en Tunisie
Exploration du lien phylogénétique entre les génotypes dominants au moyen
de la localisation du lieu d’insertion de l’élément mobile IS6110
PCR Transformation of E.coli
Plasmid Minipreparation
Fingerprinting PCR
Sequencing of amplicons
Location of multiple IS6110 transposition sites
Mycobacterial genome
HincII digestion
ligation in pBluescript vector
Genomic plasmid library
IS2 IS1
HincIIHincII HincIIHincII
5’ 3’IS6110
T7 T7IS2 IS1
IS2 T3 IS1 T3
pBluscript vector pBluscript vector
pBluscript vectorpBluscript vector
Cartographie des lieux d’insertion IS6110 par le biais de la GL-PCR
M 1 2 3 4 M 1 2 3 4
A
Control vector MTB14323
B
M 1 2 3 4
MDR-TB Outbreak isolate
Résultat de la GL-PCR
IS6110
Rv0171 mce1c
Localisation de IS6110, MTB14323
Rv0403c mmpS1 Rv0794c : Rv0795c Rv1755 plcD
Rv2017 : Rv2018 PE23 (Rv2328) Rv2336 Rv2352c PPE38
Rv2813 : Rv2816c Rv2819c
A B
IS6110 RFLP
GL-PCR (T7+IS1+IS2)
GL-PCR (T3+IS1+IS2)
1 2 3 4 5 61 2 3 4 5
Intérêt de la GL-PCR dans l’épidémiologie moléculaire de la tuberculose
Établissement d’un lien phylogénétique entre le clone dominant TDSP et les souches de la famille Haarlem
Lieux d’Insertion (à la base près) de l’élément IS6110
Conclusion
• La tuberculose en Tunisie est associée à des souches modernes de M. tuberculosis
• Quatre génotypes dominent l’épidémiologie de la tuberculose en Tunisie
• Le génotype le plus dominant contient une signature spoligotypique unique au monde suggérant un cas extrême d’adaptabilité à la population endogène
Les prochaines avenues de recherche
• Quelles sont les bases moléculaires à l’origine d’une telle adaptabilité?
• Le complexe clonal TDSP partage t-il des mécanismes avec les autres génotypes majeurs?
• La pression vaccinale par le BCG et/ou la pratique DOTS a t-elle conduit à cette situation épidémiologique particulière?
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