Burada, polimeraz zincir reaksiyonu (PCR) tabanlı entegre moleküler tespit sisteminin bir kombinasyonuna dayalı olarak aynı anda birden fazla kaynaktan dört zoonotik bağırsak parazitini tespit etmek için bir protokol sunuyoruz.
Method Article
Burada, polimeraz zincir reaksiyonu (PCR) tabanlı entegre moleküler tespit sisteminin bir kombinasyonuna dayalı olarak aynı anda birden fazla kaynaktan dört zoonotik bağırsak parazitini tespit etmek için bir protokol sunuyoruz.
Bulaşıcı hastalıklar insan sağlığını, ekonomik kalkınmayı ve sosyal istikrarı etkileyen kritik faktörlerdir. Bunlar arasında, zoonotik bağırsak paraziter hastalıkları, özellikle Cryptosporidium, Enterocytozoon bieneusi, Blastocystis ve Giardia olmak üzere ortaya çıkan, yeniden ortaya çıkan bulaşıcı hastalıklar olarak giderek daha fazla küresel bir endişe odağı haline gelmiştir. Yukarıdaki parazitlerin epidemiyolojisi hakkında, tek tespit hedefleri, düşük tespit oranları ve yüksek eksik tespit oranları gibi konuların eşlik ettiği sadece birkaç çalışma yayınlanmıştır. Bu çalışma, özellikle yerel sürveyans tesislerinde hayvan-çevre arayüzleri de dahil olmak üzere birden fazla senaryoda rutin parazit tespiti için verimli bir teknik destek sağlamak amacıyla, yabani farelerden, evcil hayvanlardan ve çiftlik hayvanlarından (sığır ve koyun) toplanan örneklerde yukarıdaki dört zoonotik bağırsak parazitinin eşzamanlı tespiti için PCR testlerinin bir kombinasyonuna dayanan entegre bir moleküler tespit sistemi kurmayı amaçlamaktadır.
Bu çalışmada, 95 yabani fare ve 30 kedi ve köpeğin (25'i kedilerden ve 5'i köpeklerden) dışkısında Enterocytozoon bieneusi'nin saptanması birincil test olarak alındığında, ITS genini amplifiye etmek için iki set primer kullanıldığında, her PCR'nin pozitif sonuçları tamamen aynıydı (%5.26), ancak 2 set polimeraz zincir reaksiyonu (PCR) testinin kombinasyonu Enterocytozoon bieneusi için daha yüksek pozitif oran (%6.32) ile sonuçlandı. Giardia için beta-giardin (BG) geni kullanılarak 9 pozitif örnek tespit edilirken, glutamat dehidrojenaz (GDH) ve trioz fosfat izomeraz (TPI) genleri kullanılarak pozitif numune tespit edilmedi. Yukarıdaki sonuçlar, birden fazla hedef genetik segment için PCR testlerinin bir kombinasyonunun, herhangi bir tek PCR testine kıyasla, belirlenmiş patojenler için tespit kapasitesini arttırdığını göstermiştir. Hedef diziler Sanger dizilimi ile doğrulandı. Bu sistem, birden fazla kaynaktan gelen zoonotik bağırsak parazitlerinin enfeksiyon durumunun, dağılımının ve filogenetik evriminin gözetimini geliştirmek ve kolaylaştırmak için tasarlanmıştır ve erken bir aşamada doğru ve hassas uyarılar için bir temel sağlar. Bu, insan-hayvan-çevre arayüzleri arasında Tek Sağlık hedefine ulaşmak için teknik bir köprü kurmayı amaçlamaktadır.
Cryptosporidium, Enterocytozoon bieneusi, Blastocystis ve Giardia, küresel prevalansı olan yaygın ve kolayca ihmal edilen protozoon patojenlerdir. Son yıllarda, ıslah ve doğal odakların ekolojik nişlerine izinsiz giriş, evcil hayvan yetiştiriciliğinin popülaritesi ve çiftlik hayvanı ve kümes hayvanı yetiştiriciliğinin gelişmesi gibi faktörler nedeniyle, kemirgenlerde, evcil hayvanlarda (kediler ve köpekler) ve çiftlik hayvanlarında (sığır ve koyun) çok kaynaklı zoonotik bağırsak paraziter hastalıklarının yaygınlığı giderek daha fazla ortaya çıkan bir odak noktası haline gelmiştir. salgın ve evsel ve kırsal alanlarda yeniden ortaya çıkan bulaşıcı hastalıklar, insan sağlığını ve küresel halk sağlığı güvenliğini ciddi şekilde tehlikeye atıyor 1,2,3,4.
Bu parazitler karmaşık jenerik içi türlere ve geniş konakçı adaptasyonuna sahiptir. Sadece kemirgenleri, evcil hayvanları, geviş getiren hayvanları, kümes hayvanlarını ve kuşları değil, aynı zamanda insanları enfekte edebilen ve karın ağrısı, ishal ve kusma gibi klinik semptomlara neden olabilen zoonotik türleri de enfekte edebilirler. Özellikle çocuklar, yaşlılar, hamile kadınlar ve bağışıklığı baskılanmış popülasyonlar arasında hassastırlar ve su, yiyecek ve hava yoluyla bulaşarak önemli zoonotik halk sağlığı riskleri oluşturabilirler 3,5,6.
Şu anda, yukarıdaki dört parazitin tanımlanması öncelikle, özellikle türler ve genotipler arasında ayrım yapmada, cinsler içindeki morfolojik benzerlikler ve öznel faktörler nedeniyle yanlış tanımlamaya eğilimli olan morfolojiye dayanmaktadır. Moleküler biyoloji teknikleri, bu parazitlerin türlerini, cinslerini ve genotiplerini tanımlamak için yaygın olarak kullanılmaktadır. Blastocystis ve Cryptosporidium için tespit esas olarak küçük alt birim ribozomal ribonükleik asit (SSU rRNA) geni 3,7,8'e odaklanır; Enterocytozoon bieneusi için, dahili kopyalanmış aralayıcı (ITS) geni 4,9; ve Giardia için beta-giardin (BG), glutamat dehidrojenaz (GDH) ve trioz fosfat izomeraz (TPI) genleri10,11. İç içe konmuş konvansiyonel polimeraz zincir reaksiyonu (PCR), bu dört parazitin tanımlama ve tipleme yeteneklerini büyük ölçüde geliştirmiş olsa da, gözden kaçan vakaları tespit etmede ve önemli genetik özelliklere sahip yeni türleri veya yarı türleri tanımlamada yetersizdir. Bu genellikle insanlarda, hayvanlarda ve diğer konakçılarda epidemiyolojik araştırma, bulaşma ve hastalık kontrolünün etkinliğini etkileyerek insanlarda, hayvanlarda ve çevrede halk sağlığı güvenliği açısından büyük zorluklar yaratır.
Bu dört parazitin semptomları, bulaşma yolları ve konakçı aralığındaki benzerlikler nedeniyle, eksik tespiti önlerken ve önemli genetik farklılıklara sahip yeni türleri veya yarı türleri doğru bir şekilde tanımlarken etkili tespit için henüz entegre bir moleküler sistem yoktur. Bu çalışma, çok kaynaklı örneklerde (yabani fareler, evcil hayvanlar, sığırlar ve koyunlar) dört zoonotik bağırsak parazitinin aynı anda tespiti için literatürü gözden geçirerek PCR-yüksek verimli dizileme teknolojisine dayalı olgun bir entegre moleküler tespit sistemi kurmuştur. Biyoinformatik analiz ile birlikte bu sistem, çok kaynaklı zoonotik bağırsak parazitlerini tanımlamak, enfeksiyon dağılımı ve filogenetik evrim gibi epidemiyolojik faktörleri izlemek ve insan ve hayvan enfeksiyonları ile çevresel kontaminasyonun erken uyarısını yapmak için uygulandı.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Çalışma, Jiangsu Eyaleti Hastalık Kontrol ve Önleme Merkezi'nin hayvan etik komitesi tarafından onaylandı ve yürütüldü. Bu çalışma, Amerikan Veteriner Hekimler Birliği Hayvan Ötenazisi Kılavuzu'nun 2020 Baskısı, Deney Hayvanlarının İdaresine İlişkin Yönetmeliklerin yol gösterici ilkeleri (Çin Halk Cumhuriyeti Devlet Bilim ve Teknoloji Komisyonu'nun 2 No'lu Emri, 1988) ve Çin Halk Cumhuriyeti Bilim ve Teknoloji Bakanlığı tarafından yayınlanan Hayvanlara İnsani Muamele için Yol Gösterici İlkeler.
1. Yabani farelerden, evcil hayvanlardan ve çiftlik hayvanlarından (sığır ve koyun) taze dışkı hazırlanması
2. Yabani farelerin, evcil hayvanların ve çiftlik hayvanlarının (sığır ve koyun) taze dışkılarından toplam DNA'nın çıkarılması
3. Küçük alt birim ribozomal RNA'yı (SSU rRNA) hedefleyen Cryptosporidium ve Blastocystis'in iç içe konvansiyonel PCR tespiti
NOT: Bu adım için Dream Taq Green PCR Mix kullanılmıştır.
| Patojen | Beklenen ürün boyutu (bp) | Primer dizileri (5′-3′) | Başvuru | ||
| Cryptosporidium | 830 | F1: CCATTTCCTTCGAAACAGGA | 1 | ||
| R1: TTCTAGAGCTAATACATGCG | |||||
| F2: AAGGAGTAAGGAACAACCTCCA | |||||
| R2: GGAAGGGTTGTATTTATTAGATAAAG | |||||
| 607 | F-1: GACATATCATTCAAGTTTCTGACC | 8,11 | |||
| R1-1: CTGAAGGAGTAAGGAACAACC | |||||
| R2-1: TCTAAGAATTTCACCTCTGACTG | |||||
| Blastosist | 600 | F1: GGGATCCTGATCCTTCCGCAGGTTCACCTAC | 3 | ||
| R1: GGAAGC TTATCTGGTTGATCCTGCCAGTA | |||||
| F2: ATCTGGTTGATCCTGCCAGT | |||||
| R2: GAGCTTTTTAACTGCAACAACG | |||||
| 460 | F1-1: TGCTTTCGCACTTGTTCATC | 3,12 | |||
| F2-1: GATTTATTGTCACTACCTCC | |||||
| R-1: ATCTGGTTGATCCTGCCAGT | |||||
Tablo 1: Cryptosporidium ve Blastocystis'in SSU rRNA'sı için primer dizileri.
4. Enterocytozoon bieneusi ITS Geni ve Giardia BG, GDH ve TPI genlerinin iç içe konvansiyonel PCR tespiti
NOT: Bu adım için Dream Taq Green PCR Mix kullanılmıştır.
| Patojen | Beklenen ürün boyutu (bp) | Primer dizileri (5′-3′) | Başvuru | ||
| Enterocytozoon bieneusi | 390 | F1: GGTCATAGGGATGAAGAG | 9 | ||
| R1: TTCGAGTTCTTTCGCGCTC | |||||
| F2: GCTCTGAATATCTATGGCT | |||||
| R2: ATCGCCGACGGATCCAAGTG | |||||
| 390 | F1-1: GATGGTCATAGGGATGAAGAGCTT | 2 | |||
| R1-1: TATGCTTAAGTCCAGGGAG | |||||
| F2-1: AGGGATGAAGAGCTTCGGCTCTG | |||||
| R2-1: AGTGATCCTGTATTAGGGATATT | |||||
| Giardia | 511 | BG-F1: AAGCCCGACGACCTCACCCGCAGTGC | 2,10 | ||
| BG-R1: GAGGCCGCCCTGGATCTTCGAGACGAC | |||||
| BG-F2: GAACGAACGAGATCGAGGTCCG | |||||
| BG-R2: CTCGACGAGCTTCGTGTT | |||||
| 530 | GDH-F1: TTCCGTRTYCAGTACAACTC | 2,10 | |||
| GDH-R1: ACCTCGTTCTGRGTGGCGCA | |||||
| GDH-F2: ATGACYGAGCTYCAGAGGCACGT | |||||
| GDH-R2: GTGGCGCARGGCATGATGCA | |||||
| 530 | TPI-F1: AAATIATGCCTGCTCGTCG | 2,10 | |||
| TPI-R1: CAAACCTTITCCGCAAACC | |||||
| TPI-F2: CCCTTCATCGGIGGTAACTT | |||||
| TPI-R2: GTGGCCACCACICCCGTGCC | |||||
Tablo 2: Enterocytozoon bieneusi ITS geni ve Giardia BG, GDH ve TPI genleri için primer dizileri.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Fareler Cryptosporidium, Blastocystis SSU rRNA geni, Enterocytozoon bieneusi ITS geni ve Giardia BG geni PCR test sonuçları
Farelerden alınan 95 rektal dışkı örneğinin tümü, iki set primer kullanılarak Enterocytozoon bieneusi'nin ITS geni için test edildi, her yöntem için 5 pozitif örnek elde edildi ve toplamda 6 pozitif ör...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Cryptosporidium, Enterocytozoon bieneusi, Blastocystis ve Giardia yaygın zoonotik bağırsak parazitleridir; ilk ikisi ABD Ulusal Sağlık Enstitüleri (NIH) tarafından Kategori B biyolojik patojenler olarak sınıflandırılmıştır ve dördü de Dünya Sağlık Örgütü (WHO) tarafından dünya çapında en önemli gıda kaynaklı parazitlerin 24'ü olarak listelenmiştir. Potansiyel olarak insanları, hayvanları enfekte edebilir ve çevreyi kirletebilirler, bu da hastalık salgı...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Yazarların açıklayacak hiçbir şeyi yoktur.
Bu çalışma Jiangsu İl Sağlık Komisyonu tarafından desteklenmiştir (hibe nos. Ym2023024), Yancheng Belediye Tıbbi Araştırma Projesi (hibe no. YK2023085) ve Ortaya Çıkan ve Yeniden Ortaya Çıkan Bulaşıcı Hastalıklar için Patojenik Mikrobiyoloji Anahtar Laboratuvarı Açık Fonu (Jiangsu Eyaleti Hastalık Kontrol ve Önleme Merkezi) (PM202402).
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| Agarose | Qingke Tech | TSJ001 | |
| Qiaquick jel ekstraksiyon kiti | Qiagen | 28704 | DNA jel çıkarma kiti |
| 100 bp artı DNA merdiveni | TransGen Biyoteknoloji | BM311 | DNA Merdiveni |
| 4S Yeşil Plus Nüklein Asit Lekesi | BBI | A616696-0500 | DNA lekesi |
| 10& kez; TBE Buffer | Solarbio | T1051 | Elektroforeiz tamponu |
| Qubit 4.0 | Termo | https://www.thermofisher.com/in/en/home /endüstriyel/spektroskopi-elemental -izotop-analizi/moleküler-spektroskopi/ fluorometers/qubit/models/qubit-4.html? ef_id=:G:s& s_kwcid=AL!3652!10!77515 785702067!!!! 77516061528018!! 380468 453!1240249321530142& cid=bid_pca_ aqb_r01_co_cp1359_pjt0000_bid 00000_0se_bng_bt_pur_con | Floresans nicel aleti |
| MINI Space 1000 | Tanon | http://en.biotanon.com/PRODUCT/ PRODUCTLIST?ID=3040& TYPE=DETAIL | Jel görüntüleyici |
| DNA çıkarımı için hızlı DNA dışkısı mini kiti | QIAGEN | 51604 | Nüklein asit ekstraksiyon kiti |
| ProFlex Tabanı | Termo | https://www.thermofisher.com/ in/en/ev/yaşam bilimleri/pcr/ termal-döngüler-gerçek-zaman- enstrumanları/termal döngüler /proflex-pcr-system.html | PCR |
| Dream Taq Green PCR Karışımı | Termo | K1082 | PCR amplifikasyonu |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request Permission