Effets compensatoires des mutations rpoB de M. tuberculosis en dehors de la région déterminant la résistance à la rifampicine

Mycobacterium tuberculosis a été observé développer une résistance au médicament antituberculeux de première ligne, la rifampicine, principalement par le biais de mutations dans la région déterminant la résistance à la rifampicine (RRDR) de rpoB. Bien que ces mutations aient été déterminées comme conférant un coût de fitness, des mutations compensationnelles dans rpoA et rpoC qui pourraient améliorer le fitness des souches résistantes ont été démontrées. Des études génomiques récentes ont identifié plusieurs mutations non-RRDR de rpoB qui co-ont été trouvées avec des mutations RRDR dans des isolats cliniques sans mutations rpoA/rpoC et pourraient conférer une compensation de fitness. Dans cette étude, nous avons identifié 33 mutations non-RRDR de rpoB convergentes sur le plan évolutif grâce à une analyse phylogénomique des données génomiques publiques pour les isolats cliniques de M. tuberculosis. Nous avons découvert qu'aucune de ces mutations, sauf V170F et I491F, ne peut provoquer de résistance à la rifampicine dans Mycolicibacterium smegmatis. Les effets compensatoires de cinq mutations représentatives à travers rpoB ont été évalués par un essai de compétition in vitro, à travers lequel nous avons observé que chacune de ces mutations peut significativement améliorer le fitness relatif du mutant initial S450L (0,97–1,08 contre 0,87). De plus, nous avons observé que l'efficacité de transcription de l'ARN polymérase diminuée introduite par S450L était significativement atténuée par chacune des cinq mutations. L'analyse structurelle a indiqué que la compensation de fitness observée pour les mutations non-RRDR pourrait être réalisée par une modification du centre actif de RpoB ou par des changements dans les interactions entre les sous-unités de l'ARN polymérase. Nos résultats fournissent des preuves expérimentales soutenant que des effets compensatoires sont exercés par plusieurs mutations non-RRDR de rpoB, qui pourraient être utilisées comme marqueurs moléculaires supplémentaires pour prédire le fitness des souches cliniques résistantes à la rifampicine de M. tuberculosis.