The role of genetic mutations in genes associated to phenotypic resistance to bedaquiline (BDQ) and delamanid (DLM) in Mycobacterium tuberculosis complex (MTBc) strains is poorly understood. However, a clear understanding of the role of each genetic variant is crucial to guide the development of molecular-based drug susceptibility testing (DST). In this work, we analysed all mutations in candidate genomic regions associated with BDQ- and DLM-resistant phenotypes using a whole genome sequencing (WGS) dataset from a collection of 4795 MTBc clinical isolates from six high-burden countries of tuberculosis (TB). From WGS analysis, we identified 61 and 158 unique mutations in genomic regions potentially involved in BDQ- and DLM-resistant phenotypes, respectively. Importantly, all strains were isolated from patients who likely have never been exposed to the medicines. In order to characterize the role of mutations, we performed an energetic in silico analysis to evaluate their effect in the available protein structures Ddn (DLM), Fgd1 (DLM) and Rv0678 (BDQ), and minimum inhibitory concentration (MIC) assays on a subset of MTBc strains carrying mutations to assess their phenotypic effect. The combination of structural protein information and phenotypic data allowed for cataloging the mutations clearly associated with resistance to BDQ (n= 4) and DLM (n= 35), as well as about a hundred genetic variants without any correlation with resistance. Importantly, these results show that both BDQ and DLM resistance-related mutations are diverse and distributed across the entire region of each gene target, which is of critical importance to the development of comprehensive molecular diagnostic tools.

中文翻译：

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幼稚结核分枝杆菌临床菌株中与苯达喹啉和德拉曼尼德抗性相关的基因组变体的表征

遗传突变在结核分枝杆菌对苯达喹啉（BDQ）和德拉曼尼德（DLM）的表型抗性相关基因中的作用复杂（MTBc）菌株了解甚少。但是，清楚地了解每种遗传变异的作用对于指导基于分子的药物敏感性测试（DST）的开发至关重要。在这项工作中，我们使用来自六个高负担国家（TB）的4795个MTBc临床分离株的全基因组测序（WGS）数据集，分析了与BDQ和DLM抗性表型相关的候选基因组区域中的所有突变。从WGS分析中，我们在潜在涉及BDQ和DLM耐药表型的基因组区域中分别鉴定出61和158个独特突变。重要的是，所有菌株均从可能从未接触过该药物的患者中分离出来。为了描述突变的作用，我们进行了有力的计算机模拟分析，以评估其在可用的蛋白质结构Ddn（DLM），Fgd1（DLM）和Rv0678（BDQ）中的作用，以及对带有突变的MTBc菌株的最小抑菌浓度（MIC）分析，以评估其表型效应。结构蛋白信息和表型数据的结合可用于对与BDQ（n = 4）和DLM（n = 35）以及大约100个与抗性没有任何关系的遗传变异明显相关的突变进行分类。重要的是，这些结果表明，与BDQ和DLM抗药性相关的突变是多样的，并且分布在每个基因靶标的整个区域，这对于开发全面的分子诊断工具至关重要。对携带突变的MTBc菌株的子集进行最小抑菌浓度（MIC）分析，以评估其表型效应。结构蛋白信息和表型数据的结合可用于对与BDQ（n = 4）和DLM（n = 35）以及大约100个与抗性没有任何关系的遗传变异明显相关的突变进行分类。重要的是，这些结果表明，与BDQ和DLM抗药性有关的突变是多样的，并分布在每个基因靶标的整个区域，这对于开发全面的分子诊断工具至关重要。对携带突变的MTBc菌株的子集进行最小抑菌浓度（MIC）分析，以评估其表型效应。结构蛋白信息和表型数据的结合可以对与BDQ（n = 4）和DLM（n = 35）以及大约100个与抗性没有任何关系的遗传变异明显相关的突变进行分类。重要的是，这些结果表明，与BDQ和DLM抗药性相关的突变是多样的，并且分布在每个基因靶标的整个区域，这对于开发全面的分子诊断工具至关重要。结构蛋白信息和表型数据的结合可用于对与BDQ（n = 4）和DLM（n = 35）以及大约100个与抗性没有任何关系的遗传变异明显相关的突变进行分类。重要的是，这些结果表明，与BDQ和DLM抗药性有关的突变是多样的，并分布在每个基因靶标的整个区域，这对于开发全面的分子诊断工具至关重要。结构蛋白信息和表型数据的结合可用于对与BDQ（n = 4）和DLM（n = 35）以及大约100个与抗性没有任何关系的遗传变异明显相关的突变进行分类。重要的是，这些结果表明，与BDQ和DLM抗药性有关的突变是多样的，并分布在每个基因靶标的整个区域，这对于开发全面的分子诊断工具至关重要。