1. Mycobacterium tuberculosis genetic features associated with pulmonary tuberculosis severity
- Author
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Charlotte Genestet, Guislaine Refrégier, Elisabeth Hodille, Rima Zein-Eddine, Adrien Le Meur, Fiona Hak, Alexia Barbry, Emilie Westeel, Jean-Luc Berland, Astrid Engelmann, Isabelle Verdier, Gérard Lina, Florence Ader, Stéphane Dray, Laurent Jacob, François Massol, Samuel Venner, Oana Dumitrescu, Centre International de Recherche en Infectiologie - UMR (CIRI), École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Hospices Civils de Lyon (HCL), Institut des Agents Infectieux [Lyon] (IAI), Ecologie Systématique et Evolution (ESE), AgroParisTech-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire des Pathogènes Emergents, Fondation Mérieux, Centre Hospitalier Fleyriat [Bourg en Bresse], Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon, Laboratoire de Biométrie et Biologie Evolutive - UMR 5558 (LBBE), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d’Infection et d’Immunité de Lille - INSERM U 1019 - UMR 9017 - UMR 8204 (CIIL), Institut Pasteur de Lille, Réseau International des Instituts Pasteur (RIIP)-Réseau International des Instituts Pasteur (RIIP)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Lille-Centre Hospitalier Régional Universitaire [Lille] (CHRU Lille)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Évolution, Écologie et Paléontologie (Evo-Eco-Paleo) - UMR 8198 (Evo-Eco-Paléo (EEP)), Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), CHU Lille, ANR-11-LABX-0048,ECOFECT,Dynamiques eco-évolutives des maladies infectieuses(2011), ANR-11-IDEX-0007,Avenir L.S.E.,PROJET AVENIR LYON SAINT-ETIENNE(2011), Massol, François, Dynamiques eco-évolutives des maladies infectieuses - - ECOFECT2011 - ANR-11-LABX-0048 - LABX - VALID, PROJET AVENIR LYON SAINT-ETIENNE - - Avenir L.S.E.2011 - ANR-11-IDEX-0007 - IDEX - VALID, Centre International de Recherche en Infectiologie (CIRI), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), and Université de Lyon-Université de Lyon-Université Jean Monnet - Saint-Étienne (UJM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
- Subjects
Microbiology (medical) ,Genetic heterogeneity ,Genome-wide association study ,Infectious Diseases ,[SDV.IMM] Life Sciences [q-bio]/Immunology ,[SDV.SPEE] Life Sciences [q-bio]/Santé publique et épidémiologie ,Whole genome sequencing ,Pulmonary tuberculosis ,[SDV.IMM]Life Sciences [q-bio]/Immunology ,[SDV.SPEE]Life Sciences [q-bio]/Santé publique et épidémiologie ,General Medicine ,Mycobacterium tuberculosis ,Structural equation modeling - Abstract
International audience; Objective: Mycobacterium tuberculosis (Mtb) infections result in a wide spectrum of clinical presentations but without proven Mtb genetic determinants. Herein, we hypothesised that genetic features of Mtb clinical isolates, such as specific polymorphisms or micro-diversity, may be linked to tuberculosis (TB) severity.Methods: 234 pulmonary TB patients (including 193 drug-susceptible and 14 mono-resistant cases diagnosed between 2017 and 2020 and 27 multidrug-resistant cases diagnosed between 2010 and 2020) were stratified according to TB disease severity and Mtb genetic features were explored using whole genome sequencing, including heterologous single nucleotide polymorphism (SNP) calling to explore micro-diversity. Finally, we performed a structural equation modelling (SEM) analysis to relate TB severity to Mtb genetic features.Results: Clinical isolates from patients with mild TB carried mutations in genes associated with host-pathogen interaction, while those from patients with moderate/severe TB carried mutations associated with regulatory mechanisms. Genome-wide association study identified a SNP in the promoter of the gene coding for the virulence regulator EspR statistically associated with moderate/severe disease. SEM and model comparisons indicated that TB severity was associated with the detection of Mtb micro-diversity within clinical isolates and to the espR SNP.Conclusions: Taken together, these results provide a new insight to better understand TB pathophysiology and could provide new prognosis tool for pulmonary TB severity.
- Published
- 2022