Research Article

Genotypic profiles of Leishmania (Viannia) braziliensis strains from cutaneous leishmaniasis patients and their relationship with the response to meglumine antimoniate treatment: a pilot study

Profils génotypiques des souches de Leishmania (Viannia) braziliensis chez les patients atteints de leishmaniose cutanée et leur relation avec la réponse au traitement à l'antimoniate de méglumine : une étude pilote

¹ Laboratório de Pesquisa Clínica e Vigilância em Leishmanioses, Instituto Nacional de Infectologia Evandro Chagas INI/FIOCRUZ, Manguinhos, Rio de Janeiro, Brazil
² Departamento de Otorrinolaringologia e Oftalmologia, Faculdade de Medicina, UFRJ, Hospital Universitário Clementino Fraga Filho, Cidade Universitária - Ilha do Fundão, Rio de Janeiro, Brazil

^* Corresponding author: thaligagini@gmail.com

Received: 11 May 2017
Accepted: 4 September 2017

Abstract

Background: Forty-four strains isolated from a cohort of cutaneous leishmaniasis (CL) patients who did or did not respond to one course of treatment with meglumine antimoniate were investigated to explore genetic polymorphisms in parasite kinetoplast DNA minicircles. Leishmania (Viannia) braziliensis strains isolated from responder (R) and non-responder (NR) patients who acquired infection in Rio de Janeiro or in other Brazilian states were studied using low-stringency single-specific primer polymerase chain reaction (LSSP-PCR) to identify genetic polymorphisms. Results: Polymorphisms were observed in parasites recovered from patient lesions. No association was found between a specific genotype and R or NR patients. Phenetic analysis grouped the genotypes into three main clusters, with similarity indices varying from 0.72 to 1.00. Although no specific genotype association was detected, at least one group of L. (V.) braziliensis genotypes that circulates in Rio de Janeiro was discriminated in clusters I and III, showing phenotypes of good and poor responses to treatment, respectively. Cluster I comprised parasite profiles recovered from R patients from Rio de Janeiro and in cluster III, NR samples were prevalent. Cluster II comprised 24 isolates, with 21 from Rio de Janeiro and three from other states, equally distributed between R and NR patients. Additionally, we found that parasites sharing all common genetic characteristics acted differently in response to treatment. Conclusions: These results are of clinical-epidemiological importance since they demonstrate that populations of L. (V.) braziliensis that exhibit high levels of genetic similarity also display different phenotypes associated with meglumine antimoniate responses in cutaneous leishmaniasis patients.

Résumé

Contexte : Quarante-quatre souches isolées d'une cohorte de patients atteints de leishmaniose cutanée (CL) qui ont répondu ou non à un schéma de traitement avec de l'antimoniate de méglumine ont été étudiées pour explorer le polymorphisme génétique dans les minicerles d'ADN des kinétoplastes des parasites. Les souches de Leishmania (Viannia) braziliensis isolées des patients répondeurs (R) et non-répondeurs (NR) qui ont subi une infection à Rio de Janeiro ou dans d'autres états brésiliens ont été étudiées en utilisant une réaction en chaîne à la polymérase spécifique à faible stringence (LSSP-PCR) pour identifier le polymorphisme génétique. Résultats : Du polymorphisme a été observé chez les parasites récupérés dans les lésions de patients. Aucune association n'a été trouvée entre un génotype spécifique et les patients R ou NR. L'analyse phénétique a regroupé les génotypes en trois groupes principaux, avec des indices de similarité variant de 0,72 à 1,00. Bien qu'aucune association de génotype spécifique n'ait été détectée, au moins un groupe de génotypes de L. (V.) braziliensis qui circule à Rio de Janeiro a été discriminé dans les groupes I et III, montrant respectivement des phénotypes de bonnes et de mauvaises réponses au traitement. Le groupe I comprenait des profils de parasites récupérés chez des patients R de Rio de Janeiro et dans le groupe III, les échantillons NR étaient fréquents. Le groupe II comprenait 24 isolats, dont 21 de Rio de Janeiro et trois d'autres états, répartis de façon égale entre les patients R et NR. En outre, nous avons constaté que les parasites partageant toutes les caractéristiques génétiques communes agissaient différemment en réponse au traitement. Conclusions : Ces résultats sont d'importance clinico-épidémiologique, par la démonstration que les populations de L. (V.) braziliensis qui présentent des niveaux élevés de similarité génétique présentent également différents phénotypes associés aux patients atteints de leishmaniose cutanée et leur réponse à l'antimoniate de méglumine.