Caracterización de la variabilidad genética de cepas de campo de Brucella canis aisladas en Antioquia / Characterization of the genetic variability of field strains of Brucella canis isolated in Antioquia

Brucella canis, un patógeno intracelular facultativo, es responsable de la brucelosis canina, una enfermedad zoonótica que afecta a los caninos y al hombre. En los primeros causa abortos y fallas reproductivas; en el ser humano genera síntomas inespecíficos. En el año 2005 se demostró la presencia de B. canis en Antioquia (Colombia). Las cepas halladas se identificaron como tipo 2. La secuenciación del genoma completo de una cepa de campo denominada Brucella canis str. Oliveri mostró indels específicos de especie; a partir de estos se buscó conocer características genómicas de las cepas de B. canis aisladas y establecer relaciones filogenéticas, así como el tiempo de divergencia de la cepa Oliveri. Se realizó PCR convencional y secuenciación de 30 cepas de campo, se identificaron 5 indels reconocidos en B. canis str. Oliveri, se empleó ADN de Brucella suis, Brucella melitensis y cepas vacunales de Brucella abortus como controles. Se determinó que las cepas de campo estudiadas comparten 4 de los 5 indels de la cepa Oliveri, lo que indica la presencia de más de una cepa de B. canis circulando en la región. El análisis filogenético se realizó con 24 cepas de Brucella mediante secuencias concatenadas de genes marcadores de especie. Se probó la hipótesis del reloj molecular y adicionalmente se realizó test de tasas relativas de Tajima. De esta manera se demostró que la cepa Oliveri, al igual que las otras cepas de B. canis analizadas, divergen de B. suis. Se rechazó la hipótesis del reloj molecular entre las especies de Brucella y se demostró una tasa de evolución y una distancia genética similar entre las cepas de B. canis.

Brucella canis is a facultative intracellular pathogen responsible for canine brucellosis, a zoonotic disease that affects canines, causing abortions and reproductive failure; and the production of non-specific symptoms in humans. In 2005 the presence of B. canis in Antioquia was demonstrated and the strains were identified as type 2. The sequencing of the genome of a field strain denoted Brucella canis str. Oliveri, showed species-specific indel events, which led us to investigate the genomic characteristics of the B. canis strain isolated and to establish the phylogenetic relationships and the divergence time of B. canis str. Oliveri. Conventional PCR sequencing was performed in 30 field strains identifying 5 indel events recognized in B. canis str. Oliveri. ADN from Brucella suis, Brucella melitensis and vaccine strains from Brucella abortus were used as control, and it was determined that all of the studied field strains shared 4 out of the 5 indels of the sequenced Oliveri strain, indicating the presence of more than one strain circulating in the region. Phylogenetic analysis was performed with 24 strains of Brucella using concatenated sequences of genetic markers for species differentiation. The molecular clock hypothesis and Tajima's relative rate test were tested, showing that the Oliveri strain, similarly to other canis species, diverged from B. suis. The molecular clock hypothesis between Brucella species was rejected and an evolution rate and a similar genetic distance between the B. canis were demonstrated.

Application of a polymerase chain reaction test for the detection of Brucella canis from clinical samples of canines and humans / Aplicación de una prueba de reacción en cadena de la polimerasa para detección de Brucella canis a partir de muestras clínicas de caninos y humanos / Aplicação de um teste de reacção em cadeia da polimerase para detecção de Brucella canis a partir de amostras clínicas de canino e humano

Background: laboratory diagnosis of canine brucellosis includes serological and bacteriological tests; the blood culture is considered the gold standard, but it presents issues of sensitivity and delay in results. Therefore, the polymerase chain reaction (PCR) could be useful to detect low amounts of bacterial DNA from clinical samples and provide results within hours. Objective: to evaluate the sensitivity and specificity of PCR for the detection of Brucella canis in whole blood samples. Methods: blood samples from 499 dogs from kennels in two Colombian regions and 91 co-inhabiting humans were used. The 2-mercaptoethanol rapid slide agglutination test (2ME-RSAT) from serum and blood culture and PCR tests from whole blood were performed on all samples. Bayes theorem was used to establish the sensitivity and specificity of the PCR test compared with the other tests performed. Results: 9.9% of the evaluated co-inhabiting humans yielded positive serological results and 0% were positive by PCR or blood culture tests. 10.8% of dog samples were positive by blood culture, 19% were positive by PCR and 13% were positive by 2ME-RSAT. 7% of the samples were positive by all tests. Compared with blood culture, PCR had a sensitivity of 92.6% and a specificity of 90% for canine samples. Compared with 2ME-RSAT, it had a sensitivity of 77.4% and a specificity of 89.2%. When PCR and 2ME-RSAT results were compared with blood culture, a higher number of positive samples were retrieved than when results of only individual tests were applied. Conclusions: PCR is useful to detect B. canis in clinical samples; however, it is preferable to include the 2ME-RSAT test, as this improves the accuracy of the diagnosis. The PCR results are obtained within 24 to 48 hours and do not require the presence of whole bacterial cells to detect DNA.

Antecedentes: el diagnóstico de laboratorio de brucelosis canina incluye pruebas serológicas y bacteriológicas. El hemocultivo se considera el estándar de oro, pero tiene problemas de sensibilidad y tiempo de entrega de los resultados. Por eso, la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) podría ser útil para detectar pequeñas cantidades de ADN bacteriano de muestras clínicas y proporcionar resultados en horas. Objetivo: evaluar la sensibilidad y especificidad de una PCR para la detección de Brucella canis, en muestras de sangre total de 499 perros de perreras y 91 humanos cohabitantes de dos regiones de Colombia. Métodos: se realizaron pruebas de aglutinación rápida en placa con 2-mercaptoetanol (2ME-PARP) a partir de suero, PCR y hemocultivo a partir de sangre total. El teorema de Bayes se utilizó para establecer la sensibilidad y especificidad de la prueba de PCR respecto a las demás. Resultados: 9,9% de los humanos cohabitantes evaluados resultaron positivos para la prueba serológica, y el 0% fue positivo para PCR o hemocultivo. 10,8% de las muestras de perros fueron positivas para hemocultivo, 19% fueron positivas para PCR y 13% eran 2ME-PARP positivo. 7% de las muestras fueron positivas para todos los ensayos. En las muestras caninas, la PCR tuvo una sensibilidad del 92,6% y una especificidad del 90% en comparación con el hemocultivo. En comparación con 2ME-PARP, tuvo una sensibilidad del 77,4% y una especificidad del 89,2%. Cuando se compararon los resultados de la PCR y 2ME-PARP con el hemocultivo, un mayor número de muestras positivas fueron obtenidas que usando los resultados de cada una. Conclusiones: la PCR es útil para detectar B.canis en muestras clínicas, sin embargo, es recomendable incluir la prueba de 2ME-PARP, lo que mejora la exactitud del diagnóstico, se obtienen los resultados en 24 ó 48 horas y no requieren la presencia de células bacterianas completas para detectar ADN.

Antecedentes: o diagnóstico laboratorial da brucelose canina inclui testes sorológicos e bacteriológicos. O padrão ouro é a cultura de sangue, mas tem problemas com a sensibilidade e o tempo de entrega dos resultados. Por conseguinte, a reação em cadeia da polimerase (PCR), pode ser útil para detectar pequenas quantidades de ADN bacteriano diretamente a partir de amostras clínicas e fornecem resultados em 24 horas. Objetivo: para avaliar a sensibilidade e a especificidade da PCR para a detecção de Brucella canis em amostras de sangue total de 499 caninos provenientes de canis e 91 seres humanos em contato com estes cães em duas regiões da Colômbia. Métodos: foram realizados testes de aglutinação rápida em placa com 2-mercaptoetanol (2ME-PARP) a partir de soro, PCR y hemocultura a partir de sangue total. O teorema de Bayes utilizou-se para estabelecer a sensibilidade e especificidade da PCR em relação aos outros. Resultados: 9,9% (9) dos humanos avaliados resultaram positivos na prova sorológica, 100% foram negativos por PCR e hemocultura. 10.8% (54) das amostras de cães foram positivas na hemocultura, 19% (95) foram positivas na PCR e 13% (65) foram positivas no teste 2ME-PARP. 7% (35) das amostras foram positivas para todos os testes. Nas amostras caninas, a PCR teve sensibilidade do 92.6% e uma especificidade de 90% em comparação com a hemocultura. Em comparação com 2ME-PARP, teve uma sensibilidade de 77.4% e uma especificidade de 82.2%. Quando foram comparados os resultados da PCR e 2-ME-PARP com a hemocultura, um maior número de amostras positivas foram obtidas que quando foram usados os resultados de cada uma. Conclusões: a PCR é útil para detectar B. canis em amostras clínicas, porém, é recomendável incluir o teste de 2ME-PARP, para melhorar a acurácia do diagnóstico. Os resultados obtém-se em 24-48 horas e não requerem a presença de células bacterianas completas para detectar ADN.