Fixation of pfcrt chloroquine resistance alleles in Plasmodium falciparum clinical isolates collected from unrest tribal agencies of Pakistan / Fixação de alelos de resistência à cloroquina pfcrt em isolados clínicos de Plasmodium falciparum coletados de agitações de agências tribais do Paquistão

ABSTRACT

Abstract Plasmodium falciparum resistance to Chloroquine (CQ) is a significant cause of mortality and morbidity worldwide. There is a paucity of documented data on the prevalence of CQ-resistant mutant haplotypes of Pfcrt and Pfmdr1 genes from malaria-endemic war effected Federally Administered Tribal Areas of Pakistan. The objective of this study was to investigate the prevalence of P. falciparum CQ-resistance in this area. Clinical isolates were collected between May 2017 and May 2018 from North Waziristan and South Waziristan agencies of Federally Administrated Trial Area. Subsequently, Giemsa-stained blood smears were examined to detect Plasmodium falciparum. Extraction of malarial DNA was done from microscopy positive P. falciparum samples, and P. falciparum infections were confirmed by nested PCR (targeting Plasmodium small subunit ribosomal ribonucleic acid (ssrRNA) genes). All PCR confirmed P. falciparum samples were sequenced by pyrosequencing to find out mutation in Pfcrt gene at codon K76T and in pfmdr1 at codons N86Y, Y184F, N1042D, and D1246Y. Out of 121 microscopies positive P. falciparum cases, 109 samples were positive for P. falciparum by nested PCR. Pfcrt K76T mutation was found in 96% of isolates, Pfmdr1 N86Y mutation was observed in 20%, and 11% harboured Y184F mutation. All samples were wild type for Pfmdr1 codon N1042D and D1246Y. In the FATA, Pakistan, the frequency of resistant allele 76T remained high despite the removal of CQ. However, current findings of the study suggest complete fixation of P. falciparum CQ-resistant genotype in the study area.

RESUMO

Resumo A resistência do Plasmodium falciparum à cloroquina (CQ) é uma causa significativa de mortalidade e morbidade em todo o mundo. Há uma escassez de dados documentados sobre a prevalência de haplótipos mutantes CQ-resistentes dos genes Pfcrt e Pfmdr1 da guerra endêmica da malária em áreas tribais administradas pelo governo federal do Paquistão. O objetivo deste estudo foi investigar a prevalência de resistência a CQ de P. falciparum nesta área. Isolados clínicos foram coletados entre maio de 2017 e maio de 2018 nas agências do Waziristão do Norte e do Waziristão do Sul da Área de Ensaio Administrada Federalmente. Posteriormente, esfregaços de sangue corados com Giemsa foram examinados para detectar Plasmodium falciparum. A extração do DNA da malária foi feita a partir de amostras de P. falciparum positivas para microscopia, e as infecções por P. falciparum foram confirmadas por nested PCR (visando genes de ácido ribonucleico ribossômico de subunidade pequena de Plasmodium (ssrRNA)). Todas as amostras de P. falciparum confirmadas por PCR foram sequenciadas por pirosequenciamento para descobrir a mutação no gene Pfcrt no códon K76T e em pfmdr1 nos códons N86Y, Y184F, N1042D e D1246Y. De 121 microscopias de casos positivos de P. falciparum, 109 amostras foram positivas para P. falciparum por nested PCR. A mutação Pfcrt K76T foi encontrada em 96% dos isolados, a mutação Pfmdr1 N86Y foi observada em 20% e 11% abrigou a mutação Y184F. Todas as amostras eram do tipo selvagem para o códon N1042D e D1246Y de Pfmdr1. No FATA, Paquistão, a frequência do alelo resistente 76T permaneceu alta apesar da remoção de CQ. No entanto, as descobertas atuais do estudo sugerem a fixação completa do genótipo resistente a CQ de P. falciparum na área de estudo.