Free Content Molecular analysis of chloroquine resistance in Plasmodium falciparum in Yunnan Province, China

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Abstract:

Summary Resistance of to chloroquine (CQ) is determined by the mutation at K76T of the chloroquine resistance transporter () gene and modified by other mutations in this gene and in the multidrug resistance 1 (1) gene. To determine the extent of polymorphisms in these genes in field isolates from Yunnan province of China, we genotyped the codon 76, 1 codons 86 and 1246. Our results showed that although CQ has been withdrawn from treating falciparum malaria for over two decades, 90.3% of the parasites still carried the K76T mutation. In contrast, mutations at 1 codons 86 and 1246 were rare. Sequencing analysis of the gene in 34 parasite field isolates revealed CVIET at positions 72–76 as the major type, consistent with the theory of Southeast Asian origin of CQ resistance in the parasite. In addition, two novel haplotypes (75D/144Y/220A and 75E/144Y/220A) were identified. Real-time polymerase chain reaction was used to determine 1 gene amplification, which is associated with mefloquine resistance. Our result indicated that in agreement with that mefloquine has not been used in this area, most (>90%) of the parasites had one 1 copy. Genotyping at two hypervariable loci showed relatively low levels of genetic diversity of the parasite population. Meanwhile, 28.4% of cases were found to contain mixed clones, which favour genetic recombination. Furthermore, despite a unique history of antimalarial drugs in Yunnan, its geographical connections with three malarious countries facilitate gene flow among parasite populations and evolution of novel drug-resistant genotypes. Therefore, continuous surveillance of drug resistance in this area is necessary for timely adjustment of local drug policies and more effective malaria control.

French
La résistance du Plasmodium falciparum à la chloroquine (QC) est déterminée par la mutation K76T sur le gène transporteur de résistance à la chloroquine (pfcrt) et modifiée par d'autres mutations sur ce gène et sur le gène de la multi résistance de P. falciparum (pfmdr1). Afin de déterminer sur le terrain l'ampleur du polymorphisme dans ces gènes chez des isolats de P. falciparum provenant de la province de Yunnan en Chine, nous avons génotypé le codon 76 de pfcrt et les codons 86 et 1246 de pfmdr1. Nos résultats démontrent que bien que la QC ait été retirée du traitement de la malaria falciparum depuis plus de deux décennies, 90,3% des parasites portaient toujours la mutation K76T de pfcrt. En revanche, les mutations au niveau des codons 86 et 1246 de pfmdr1 étaient rares. L'analyse des séquences du gène pfcrt chez 34 parasites isolés sur le terrain a indiqué un haplotype CVIET au niveau des positions 72–76 comme étant le type majeur, ce qui est consistant avec la théorie de l'origine sud-est asiatique de la résistance du parasite à la QC. En outre, deux nouveaux haplotypes de pfcrt (75D/144Y/220A et 75E/144Y/220A) ont été identifiés. La réaction en chaîne de la polymérase en temps réel a été utilisée pour déterminer l'amplification du gène pfmdr1, associéà la résistance à la méfloquine. Nos résultats confirment cela en accord avec le fait que la méfloquine n'a pas été utilisée dans cet endroit. En effet, la plupart (>90%) des parasites avaient une seule copie de pfmdr1. Le génotypage de deux loci hypervariables a révélé des niveaux relativement faibles de la diversité génétique de la population de parasite. Toutefois, 28,4% de cas se sont avérés contenir des mélanges de clones, ce qui favorisent la recombinaison génétique. En plus, malgré l'historique unique des médicaments antimalariques à Yunnan, ses connections géographiques avec trois pays malariques facilitent le transfert de gènes au sein des populations de parasites et l’évolution de nouveaux génotypes résistant aux médicaments. Par conséquent, la surveillance continue de la résistance aux médicaments dans ce secteur est nécessaire pour l'ajustement ponctuel des politiques locales sur les médicaments et pour un contrôle plus efficace de la malaria.

Keywords: Plasmodium falciparum chloroquine resistance transporter gene; Plasmodium falciparum multidrug resistance 1; chloroquine resistance; diversidad genética; diversité génétique; genetic diversity; malaria parasite; parasite de malaria; parásito de malaria; pfcrt; pfmdr1; resistencia a cloroquina; résistance à la chloroquine

Document Type: Research Article

DOI: http://dx.doi.org/10.1111/j.1365-3156.2007.01882.x

Affiliations: 1:  Yunnan Institute of Parasitic Diseases, Simao, Yunnan, China 2:  Parasitology Department, Kunming Medical College, Kunming, Yunnan, China 3:  Department of Entomology, The Pennsylvania State University, University Park, PA, USA 4:  Mengla county hospital, Mengla, Yunnan, China 5:  Program in Public Health, College of Health Sciences, University of California, Irvine, CA, USA

Publication date: September 1, 2007

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