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Accès ouvert déclaré 2026 article

Host oxidative stress primes mycobacteria for rapid antibiotic resistance evolution

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10Institutions déclarées
4Pays d’affiliation déclarés

Rattachement africain : us, au, vn, gb. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Abstract The rapid emergence of multidrug-resistant Mycobacterium tuberculosis (Mtb) threatens global TB control, yet the mechanisms enabling rapid evolution of drug resistance in Mtb remain poorly understood. Here we reveal that pre-existing mutations in oxidative stress response genes create permissive genomic backgrounds that accelerate high-level isoniazid resistance (INH R ) without fitness costs, challenging the paradigm that resistance mutations always precede their fitness compensatory adaptations. Using M. smegmatis mc 2 155 (Msm) as a model, we show that brief exposure to sublethal INH (2× IC 50 ) enriches for "low-level resistance and tolerance" (LLRT) mutants in a single step. These LLRT mutants, particularly those with ohrR loss-of-function mutations, acquire high-level resistance (> 500× IC 50 ) at 6-fold higher rates than wildtype, primarily through otherwise-deleterious mycothiol biosynthesis mutations that become tolerable in the oxidative stress-buffered background. Crucially, we demonstrate that sublethal oxidative stress alone, mimicking host immune pressure, nearly tripled the rate of INH resistance evolution in Msm. Bayesian analysis of 1,578 clinical Mtb isolates from Vietnam confirmed that mutations in oxidative stress response genes were significantly associated with the emergence of INH R strains ( p-value = 1.09×10 -7 ). Independently, reanalysis of genome-wide CRISPRi screens revealed that the OSR network and high Bayes probability genes are functionally associated with treatment escape and survival with multiple antibiotics, including isoniazid, rifampicin, ethambutol, bedaquiline, vancomycin, clarithromycin, linezolid, and streptomycin. Our findings that host-imposed oxidative stress and inadequate drug penetration may synergistically prime Mtb populations for rapid resistance evolution suggest that targeting pre-resistance mechanisms, such as oxidative stress defenses, could help slow the emergence of antibiotic resistance in tuberculosis.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Host oxidative stress primes mycobacteria for rapid antibiotic resistance evolution
Date Crossref
07/05/2026
Éditeur
Springer Science and Business Media LLC
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les institutions déclarées

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

Les sujets associés

Tuberculosis Research and EpidemiologyEvolution and Genetic DynamicsMycobacterium research and diagnosis

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