Evaluation of Toxocara canis Glycosylated TES Produced in Pichia pastoris for Immunodiagnosis of Human Toxocariasis

Abstract Recombinant proteins are a suggested alternative for the diagnosis of toxocariasis. The current Escherichia coli recombinant protein overexpression system usually produces insoluble products. As an alternative, yeast such as Pichia pastoris have secretory mechanisms, which could diminish the cost and time for production. This study aimed to produce recombinant proteins in Pichia pastoris and verify their sensibility and specificity in an indirect ELISA assay. Two sequences (rTES-30 and rTES-120) of Toxocara canis excretory-secretory antigens were cloned in a pPICZαB vector and expressed in P. pastoris KM71H. Sera samples collected from human adults infected by Toxocara spp. were tested by indirect ELISA using rTES-30 and rTES-120 as antigens. Recombinant proteins were detected at 72 hours after induction, in the supernatant, as pure bands between 60~70 kDa with hyperglycosylation. Regarding diagnosis potential, recombinant antigens had high specificity (95.6%); however, sensitivity was 55.6% for rTES-30 and 68.9% for rTES-120. Further deglycosylation of the P. pastoris antigens did not seem to affect ELISA performance (p>0.05). The low sensitivity in the serodiagnosis diminished any advantage that P. pastoris expression could have. Therefore, we do not recommend P. pastoris recombinant TES production as an alternative for the diagnosis of toxocariasis.

Elevated trans-mammary transmission of Toxocara canis larvae in balb/c mice / Elevada transmissão transmamária de larvas de Toxocara canis em camundongos BALB/c

Toxocariasis is a widespread zoonosis and is considered an important worldwide public health problem. The aim of this study was to investigate the frequency of trans-mammary Toxocara canis infection in newborn BALB/c mice nursed by females experimentally infected with 1,200 eggs after delivery. After 50 days of age, the presence of larvae in different organs of the offspring was investigated. Trans-mammary infection was confirmed in 73.9% of the mice that had been nursed by infected females. These data show a high trans-mammary transmission of T. canis and confirm the significance of this transmission route in paratenic hosts.

A toxocaríase é zoonose amplamente difundida e considerada importante problema de saúde pública. O objetivo deste estudo foi avaliar a frequência da transmissão transmamária de Toxocara canis em camundongos BALB/c neonatos amamentados por fêmeas experimentalmente infectadas com 1.200 ovos logo após o parto. Após 50 dias de idade, foi avaliada a presença de larvas em diferentes órgãos dos neonatos. A infecção por via transmamária foi confirmada em 73,9% dos camundongos amamentados por fêmeas infectadas. Estes dados demonstram elevada transmissão transmamária de T. canis e confirmam a importância desta via de transmissão em hospedeiros paratênicos.

Recombinant gp19 as a potential antigen for detecting anti-Ehrlichia canis antibodies in dog sera / gp19 recombinante como um antígeno potencial para detecção de anticorposanti-Ehrlichia canis em soros de cães

The canine monocytic ehrlichiosis, caused by Ehrlichia canis, is endemic in several regions of Brazil. Some serological diagnostic techniques using immunodominant proteins of E. canis as antigens are available, but their specificities and sensitivities are questionable. Based on this, the objective of this study was to test the antigenic potential of the recombinant gp19 protein (rGP19) for subsequent use in diagnostic tests. The rGP19 expressed in the Escherichia coli strain BL21 (DE3) C41 was recognized in the sera from experimentally infected dogs using ELISA and Western blotting. Thus, it was possible to obtain a promising antigen with the ability to differentiate between E. canis-positive and -negative animals, even 1 week after infection.

A erliquiose monocítica canina, causada por Ehrlichia canis, é uma doença endêmica em diversas regiões do Brasil. Algumas técnicas de diagnóstico sorológico, utilizando proteínas imunodominantes de E. canis como antígenos, estão disponíveis, porém suas especificidades e sensibilidades são questionáveis. Com base nesse fato, o objetivo deste trabalho foi testar o potencial antigênico da proteína GP19 recombinante (rGP19) para posterior utilização em testes diagnósticos. A rGP19, expressa em E. coli cepa BL21 (DE3) C41, foi reconhecida por soros de cães experimentalmente infectados pelas técnicas de ELISA e Western blotting. Dessa maneira, conseguiu-se obter um antígeno promissor com a capacidade de diferenciar animais positivos de negativos, até mesmo uma semana após a infecção.

Determination of IgG avidity in BALB/c mice experimentally infected with Toxocara canis / Determinação da avidez de IgG em camundongos BALB/c experimentalmente infectados com Toxocara canis

Toxocariasis is a zoonotic disease in that IgM titers can remain high for long periods making difficult to determine the stage of the disease. The aim of this study is to investigate the applicability of indirect ELISA, associated with urea, to discriminate between the acute and chronic toxocariasis. IgG avidity was evaluated in 25 BALB/c mice experimentally infected with 1000 Toxocara canis eggs. Blood samples were collected, and sera treated with 6 M urea and assayed by ELISA every two weeks. The percent IgG avidity was determined using the mean absorbance of sera treated with urea, divided by the mean absorbance of untreated sera. In the first 15 days post-inoculation, was observed a low percentage, between 7.25 and 27.5%, IgG avidity, characteristic of an acute infection. After 60 days of infection, all the mice showed between 31.4 and 58% IgG avidity, indicating a chronic infection.

A toxocaríase é uma zoonose na qual os títulos de IgM podem permanecer elevados por longos períodos, tornando difícil a determinação do estágio em que a doença se encontra. O objetivo deste estudo foi investigar a aplicabilidade de um teste indireto de ELISA, associado com ureia, para fazer a discriminação entre as fases aguda e crônica da toxocaríase. A avidez de IgG foi avaliada em 25 camundongos BALB/c experimentalmente infectados com 1000 ovos embrionados de Toxocara canis. A cada duas semanas, amostras de sangue foram coletadas, o soro tratado com ureia 6M e realizado o ensaio pela técnica de ELISA. O percentual de avidez de IgG foi determinado, usando-se a média das absorbâncias dos soros tratados com ureia dividida pela média das absorbâncias dos soros não tratados. Nos primeiros 15 dias pós-inoculação, foi observado um baixo percentual de avidez de IgG, entre 7,25 e 27,5%, característico da fase aguda da infecção. Após 60 dias de infecção, todos apresentaram avidez de IgG entre 31,4 e 58%, indicando a fase crônica da infecção.

Giardia lamblia: diagnóstico com o emprego de métodos microscópicos e Enzyme-linked Immunosorbent Assay (ELISA) / Giardia lamblia: diagnosis using microscopic methods and enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA)

O protozoário Giardia lamblia é um dos agentes etiológicos de diarreia em crianças no Brasil.Seu diagnóstico pode tornar-se difícil em consequência da baixa sensibilidade dos métodosusualmente empregados e por causa da eliminação intermitente dos cistos pode produzir resultadosfalso-negativos. Por essa razão, foi desenvolvido um ensaio imunoenzimático (ELISA) parapesquisa de antígenos de G. lamblia em fezes. Este imunoensaio tem sido descrito na literatura comoum método simples, sensível e específico quando aplicado para o diagnóstico de diversas parasitoses.Assim, este estudo objetivou comparar a técnica de ELISA com os métodos coproscópicos decentrífugo-sedimentação (Técnica de Ritchie) e centrífugo-flutuação (Técnica de Faust), visandodemonstrar a importância de um método com maior sensibilidade. Foram examinadas 158 amostrasde fezes de crianças, de 0 a 12 anos, em uma creche municipal pública de Rio Grande, no RioGrande do Sul, Brasil. Os resultados referentes à comparação entre as técnicas mostraram que atécnica de ELISA tem 3,0 vezes mais chances de detectar amostras positivas de G. lamblia que ométodo de centrífugo-flutuação. Quando comparada com o método de centrífugo-sedimentação,a técnica de ELISA demonstrou ter 3,4 vezes mais chances de detectar amostras positivas para G.lamblia.Concluiu-se que a técnica de ELISA desenvolvida mostrou-se mais eficiente que as técnicasadotadas na rotina laboratorial para o diagnóstico desta parasitose, podendo ser aplicada tanto parao diagnóstico individual como em avaliações epidemiológicas, já que permite o processamento devárias amostras simultaneamente.

The protozoan Giardia lamblia is one of the etiological agents of diarrhea in children in Brazil, anddiagnosis may be difficult due to low sensitivity of the methods commonly used, due the intermittentliberation of cysts, which may lead to false-negative results. Thus, an enzyme-linked immunosorbentassay (ELISA) was developed for detection of G. lamblia antigens in fecal samples, consideringthat this immunoassay has been described to be simple, sensitive and specific when applied todiagnose various parasitic diseases. Thus, this study aimed to compare the ELISA technique withsingle stool sample to examination methods using centrifugal sedimentation (Ritchie technique) andcentrifugation-flotation (Faust technique), intending to demonstrate the importance of a method withgreater sensitivity. Fecal samplesfrom a total of 158 children aged 0-12 years, were examined in apublic municipal nursery in the city of Rio Grande, Rio Grande do Sul, Brazil. The comparative resultsof the investigated techniques showed that ELISA has 3.0 times more chance than centrifugationflotation,and 3.4 times more chance than centrifugal sedimentation to detect positive samples ofG. lamblia. Overall, it was concluded that the ELISA was more efficient than the routine laboratorytechniques for the diagnosis of giardiasis, and it may be used for both individual and epidemiologicalassessments, as the technique allows for processing of multiple samples simultaneously.

Vertical transmission of Toxocara canis in successive generations of mice / Transmissão vertical de Toxocara canis em gerações sucessivas de camundongos

Visceral toxocariasis is a neglected zoonosis caused by Toxocara canis larvae in unusual hosts. In dogs, the definitive host, the infection occurs mainly through transplacental and transcolostral transmission. Studies on experimental models have shown that vertical transmission may result from acute infections. Considering that toxocariasis is characterized as a chronic infection, with possible reactivation of larvae present in the brain, this study evaluated the presence of larvae in the brain of female BALB/c mice and their offspring with chronic infection during three successive pregnancies. ELISA-TES was used to evaluate the antibody levels. T. canis larvae were detected in the brain tissue of the mice during the three successive generations evaluated. The offspring's IgG level gradually decreased, and mean absorbance (ABS) above the cutoff point (0.070) was observed only at 30 (0.229) and 50 (0.096) days of age, while IgM was not detected. The infections in the offspring confirmed that vertical transmission of T. canis larvae occurred during chronic toxocariasis in three successive generations of mice.

A toxocaríase visceral é uma zoonose negligenciada causada por larvas de Toxocara canis em hospedeiros não usuais. Em cães, os hospedeiros definitivos, a infecção ocorre normalmente por transmissão transplacentária e através do colostro. Estudos com modelos experimentais têm demonstrado a ocorrência de transmissão vertical durante a infecção aguda. Considerando que a toxocaríase é caracterizada como uma infecção crônica, com uma possível reativação das larvas presentes no cérebro, este estudo avaliou a presença de larvas no cérebro de camundongos Balb/C fêmeas e suas proles com infecção crônica durante três gestações sucessivas. Para avaliar os níveis de anticorpos foi utilizado ELISA-TES. Larvas de T. canis foram detectadas no encéfalo dos animais durante as três gerações sucessivas avaliadas. O nível de IgG das proles foi diminuindo gradualmente e as médias de absorbâncias (ABS) acima do ponto de corte (0,070) foram evidenciadas somente aos 30 (0,229) e 50 dias (0,096) de vida, enquanto que não foi detectada IgM. Infecções das proles confirmam a transmissão vertical de larvas de T. canis durante a toxocaríase crônica em três gerações sucessivas de camundongos.