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Enregistrement W4304775474 · doi:10.1101/2022.10.12.511840

Molecular evidence of widespread benzimidazole drug resistance in <i>Ancylostoma caninum</i> from domestic dogs throughout the USA and discovery of a novel isotype-1 β-tubulin benzimidazole resistance mutation

2022· preprint· en· W4304775474 sur OpenAlexafffund
Abhinaya Venkatesan, Pablo D. Jimenez Castro, Arianna Morosetti, Hannah Horvath, Rebecca Chen, Elizabeth Redman, Kayla Dunn, James B. Collins, James S. Fraser, Erik C. Andersen, Ray M. Kaplan, John S. Gilleard

Notice bibliographique

RevuebioRxiv (Cold Spring Harbor Laboratory) · 2022
Typepreprint
Langueen
DomaineVeterinary
ThématiqueHelminth infection and control
Établissements canadiensUniversity of Calgary
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of CanadaNational Institutes of HealthBill and Melinda Gates Foundation
Mots-clésAncylostoma caninumBenzimidazoleBiologyIsotypeDrug resistanceGeneticsVirologyImmunologyAntibodyHelminthsChemistry

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract Ancylostoma caninum is an important zoonotic gastrointestinal nematode of dogs worldwide and a close relative of human hookworms. We recently reported that racing greyhounds in the USA are infected with A. caninum that are commonly resistant to multiple anthelmintics. Benzimidazole resistance in A. caninum in greyhounds was associated with a high frequency of the canonical F167Y(TTC&gt;TAC) isotype-1 β-tubulin mutation. In this work, we show that benzimidazole resistance is remarkably widespread in A. caninum from domestic dogs across the USA. First, we identified and showed the functional significance of a novel benzimidazole isotype-1 β-tubulin resistance mutation, Q134H(CAA&gt;CAT). Several benzimidazole resistant A. caninum isolates from greyhounds with a low frequency of the F167Y(TTC&gt;TAC) mutation had a high frequency of a Q134H(CAA&gt;CAT) mutation not previously reported from any eukaryotic pathogen in the field. Structural modeling predicted that the Q134 residue is directly involved in benzimidazole drug binding and that the 134H substitution would significantly reduce binding affinity. Introduction of the Q134H substitution into the C. elegans β-tubulin gene ben-1, by CRISPR-Cas9 editing, conferred similar levels of resistance as a ben-1 null allele. Deep amplicon sequencing on A. caninum eggs from 685 hookworm positive pet dog fecal samples revealed that both mutations were widespread across the USA, often at high frequency, with prevalences of 49.7% (overall frequency 54.0%) and 31.1% (overall frequency 16.4%) for F167Y(TTC&gt;TAC) and Q134H(CAA&gt;CAT), respectively. Canonical codon 198 and 200 benzimidazole resistance mutations were absent. The F167Y(TTC&gt;TAC) mutation had a significantly higher prevalence and frequency in Western USA than in other regions, which we hypothesize is due to differences in refugia. This work has important implications for companion animal parasite control and the potential emergence of drug resistance in human hookworms. Author Summary Although increasingly common in livestock, no reports of widespread anthelmintic resistance are confirmed in any companion animal or human gastrointestinal nematode parasite to date. The canine hookworm is a common intestinal zoonotic parasite of dogs with severe clinical impacts in young dogs, and for which control is dependent on regular anthelmintic use. We recently reported multiple anthelmintic drug resistance in A. caninum isolates from greyhounds derived from multiple locations in the USA likely caused by long standing intensive treatment regimens in kennels. In this study, we investigated benzimidazole resistance in A. caninum in pet dogs across the USA. We also identified and showed the functional significance of a novel benzimidazole isotype-1 β-tubulin resistance mutation in A. caninum from greyhounds that has not been previously reported in the field for any organism. We then determined that this novel mutation, as well as a previously characterized resistance mutation, were present, often at high frequency, in many A. caninum populations across the USA. This study reports the first evidence of widespread drug resistance for any parasitic nematode of companion animals and illustrates the power of molecular approaches to rapidly assess anthelmintic resistance in a region.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesMéta-épidémiologie (sens strict)
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,637
Score d'incertitude au seuil1,000

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,000
Bibliométrie0,0000,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0000,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,024
Tête enseignante GPT0,286
Écart entre enseignants0,262 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations2
Publié2022
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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