RÉSUMÉ
Background: Influenza A virus (IAV) surveillance in swine is critical not only due to the direct impact of the disease in the pork industry but also because IAV are prone to interspecies transmission (from human to pigs and vice versa); therefore, its monitoring is fundamental from a public and animal health perspective. Several diagnostic techniques have been used to detect IAV infection from nasal samples in swine, while samples of oral fluids (OF) are in use as novel alternatives for pathogen detection. The OF allow for efficient and feasible low-cost disease detection at the herd level, with low risk of stress for the animals. Objective: To describe a surveillance strategy of IAV at the herd level during respiratory disease outbreaks in swine farms at tropical settings using porcine oral fluids. Methods: An active surveillance strategy was conducted in several farms with past records of respiratory disease. The IAV detection was conducted in five purposively selected swine farms from years 2014 to 2017. We investigated a total of 18 respiratory outbreaks of the disease. Swine OF were collected for IAV testing. An OF sample is described as a pen-based specimen collected from a group of >20 pigs per pen and/or per barn (stall-housed individually with close contact among them). The IAV infection was investigated in OF by rRT-PCR testing and confirmed by viral isolation in cell culture Results: We found 107 (7.4%) positives to IAV by rRT-PCR from a total of 1,444 OF samples tested. Additionally, 9 IAV isolates were all further identified as H1 subtype. Conclusions: Our results demonstrate that OF can be easily implemented as a novel, user-friendly, welfare-friendly, accurate and cost-effective sampling method for active surveillance and monitoring of IAV infections in swine farms in tropical settings.
Antecedentes: La vigilancia del Virus Influenza A (IAV) en los cerdos es fundamental debido al impacto directo de la enfermedad en la industria porcina, pero también porque los IAV son propensos de transmisión entre especies (humanos a cerdos y viceversa), y por lo tanto su monitoreo es crítico desde las perspectivas de salud pública y animal. Actualmente existen varias técnicas de diagnóstico disponibles para detectar la infección por IAV a partir de muestras nasales en cerdos, sin embargo, se han implementado otras muestras como los fluidos orales (OF) como nuevas alternativas para la detección de patógenos. El OF permite una detección eficiente y factible de enfermedades a menor costo a nivel de rebaño, con menor riesgo de estrés para los animales. Objetivo: Describir una estrategia de vigilancia de IAV a nivel de hato por medio de fluidos orales porcinos durante brotes de enfermedades respiratorias en granjas porcinas en entornos tropicales. Métodos: Se llevó a cabo una estrategia de vigilancia activa en cinco granjas porcinas seleccionadas con antecedentes de enfermedades respiratorias. Se recolectaron OF porcinos para la prueba de IAV. Una muestra de OF se describió como una muestra grupal recolectada de un grupo de >20 cerdos por corral y/o por establo (si estaban alojados individualmente, pero tenían un contacto cercano entre ellos). La infección por IAV se investigó probando OF mediante rRT-PCR y la confirmación mediante aislamiento viral en cultivo celular. Resultados: La detección de IAV se llevó a cabo en cinco granjas seleccionadas intencionalmente entre 2014- 2017. Investigamos un total de 18 eventos de brotes de enfermedades respiratorias. Del total de 1.444 OF muestras analizadas, encontramos 107 (7,4%) positivos a IAV mediante rRT-PCR. Además, solo se obtuvieron 9 aislamientos de IAV y todos se identificaron además como subtipo H1. Conclusiones: Los resultados de nuestro estudio demostraron cómo la OF puede implementarse fácilmente como un método de muestreo novedoso, fácil de usar, amigable con el bienestar animal, preciso y rentable para la vigilancia activa y el monitoreo de infecciones por IAV en granjas porcinas en entornos tropicales.
Antecedentes: A vigilância do vírus Influenza A (IAV) em suínos é crítica devido ao impacto direto da doença na indústria de suínos, mas também porque os IAV são propensos a transmissão interespécies (de humanos para porcos e vice-versa) e, portanto, seu monitoramento é crítico do ponto de vista da saúde pública e animal. Atualmente, existem várias técnicas de diagnóstico disponíveis para detectar a infecção por IAV em amostras nasais de suínos, no entanto, outras amostras, como fluidos orais (OF), têm sido implementadas como novas alternativas para a detecção de patógenos. O OF permite uma detecção eficiente e viável de doenças com menor custo em nível de rebanho, com menor risco de estresse para os animais. Objetivo: Descrever uma estratégia de vigilância de IAV em nível de rebanho durante surtos de doenças respiratórias em granjas de suínos em ambientes tropicais por meio de fluidos orais suínos. Métodos: A estratégia de vigilância ativa foi conduzida em cinco granjas de suínos selecionadas com histórico de doenças respiratórias. Suínos OF foram coletados para teste de IAV. Uma amostra OF foi descrita como um espécime baseado em curral coletado de um grupo de >20 porcos por curral e/ou por celeiro (se eles foram alojados individualmente, mas tendo contato próximo entre eles). A infecção IAV foi investigada testando OF por rRT-PCR e confirmada por isolamento em cultura de células. Resultados: A detecção do IAV foi realizada em cinco fazendas selecionadas propositalmente entre 2014-2017. Nós investigamos um total de 18 eventos de surto de doença respiratória. Do total de 1.444 amostras de OF testadas, encontramos 107 (7,4%) positivas para IAV por rRT-PCR. Além disso, apenas 9 isolados de IAV foram obtidos, e todos foram posteriormente identificados como subtipo H1. Conclusão: Os resultados de nosso estudo demonstraram como o OF pode ser facilmente implementado como um método de amostragem novo, amigável, amigável com o bem-estar, preciso e de baixo custo para vigilância ativa e monitoramento de infecções IAV em fazendas de suínos em ambientes tropicais.
RÉSUMÉ
BACKGROUND: Biosensing techniques have been the subject of exponentially increasing interest due to their performance advantages such as high selectivity and sensitivity, easy operation, low cost, short analysis time, simple sample preparation, and real-time detection. Biosensors have been developed by integrating the unique specificity of biological reactions and the high sensitivity of physical sensors. Therefore, there has been a broad scope of applications for biosensing techniques, and nowadays, they are ubiquitous in different areas of environmental, healthcare, and food safety. Biosensors have been used for environmental studies, detecting and quantifying pollutants in water, air, and soil. Biosensors also showed great potential for developing analytical tools with countless applications in diagnosing, preventing, and treating diseases, mainly by detecting biomarkers. Biosensors as a medical device can identify nucleic acids, proteins, peptides, metabolites, etc.; these analytes may be biomarkers associated with the disease status. Bacterial food contamination is considered a worldwide public health issue; biosensor-based analytical techniques can identify the presence or absence of pathogenic agents in food. OBJECTIVES: The present review aims to establish state-of-the-art, comprising the recent advances in the use of nucleic acid-based biosensors and their novel application for the detection of nucleic acids. Emphasis will be given to the performance characteristics, advantages, and challenges. Additionally, food safety applications of nucleic acid-based biosensors will be discussed. METHODS: Recent research articles related to nucleic acid-based biosensors, biosensors for detecting nucleic acids, biosensors and food safety, and biosensors in environmental monitoring were reviewed. Also, biosensing platforms associated with the clinical diagnosis and food industry were included. RESULTS: It is possible to appreciate that multiple applications of nucleic acid-based biosensors have been reported in the diagnosis, prevention, and treatment of diseases, as well as to identify foodborne pathogenic bacteria. The use of PNA and aptamers opens the possibility of developing new biometric tools with better analytical properties. CONCLUSIONS: Biosensors could be considered the most important tool for preventing, treating, and monitoring diseases that significantly impact human health. The aptamers have advantages as biorecognition elements due to the structural conformation, hybridization capacity, robustness, stability, and lower costs. It is necessary to implement biosensors in situ to identify analytes with high selectivity and lower detection limits
ANTECEDENTES: Las técnicas de biodetección han sido objeto de un interés cada vez mayor debido a ventajas, tales como alta selectividad y sensibilidad, facilidad de manejo, bajo costo, tiempo de análisis corto, preparación sencilla de muestras y detección en tiempo real. Los biosensores se han desarrollado integrando la especificidad única de las reacciones biológicas y la alta sensibilidad de los sensores físicos. Por lo tanto, las técnicas de biodetección han tenido un amplio campo de aplicación y hoy en día son omnipresentes en diferentes áreas del medio ambiente, la salud y la seguridad alimentaria. Se han utilizado biosensores para estudios ambientales, detectando y cuantificando contaminantes en el agua, el aire y el suelo. Los biosensores también mostraron un gran potencial para desarrollar herramientas analíticas con innumerables aplicaciones en el diagnóstico, prevención y tratamiento de enfermedades, principalmente mediante la detección de biomarcadores. Los biosensores como dispositivo médico pueden utilizarse para identificar ácidos nucleicos, proteínas, péptidos, metabolitos, etc. Estos analitos pueden ser biomarcadores asociados al estado de la enfermedad. La contaminación bacteriana de los alimentos se considera un problema de salud pública mundial; se pueden utilizar técnicas analíticas basadas en biosensores para determinar la presencia o ausencia de agentes patógenos en los alimentos. OBJETIVOS: La presente revisión tiene por objeto establecer los últimos adelantos en la utilización de biosensores basados en ácidos nucleicos y su novedosa aplicación para la detección de ácidos nucleicos. Se hará hincapié en las características del desempeño, las ventajas y los desafíos. Además, se examinarán las aplicaciones de los biosensores basados en ácidos nucleicos para la inocuidad de los alimentos. MÉTODOS: Se examinaron artículos de investigación recientes relacionados con los biosensores a base de ácidos nucleicos, los biosensores para la detección de ácidos nucleicos, los biosensores y la inocuidad de los alimentos, y los biosensores para la vigilancia del medio ambiente. También se incluyeron plataformas de biosensores asociadas al diagnóstico clínico y a la industria alimentaria. RESULTADOS: Es posible apreciar que se han reportado múltiples aplicaciones de biosensores basados en ácido nucleico para el diagnóstico, prevención y tratamiento de enfermedades, así como para identificar bacterias patógenas transmitidas por los alimentos. El uso de PNA y aptámeros abre la posibilidad de desarrollar nuevas herramientas biométricas con mejores propiedades analíticas. CONCLUSIONES: Los biosensores pueden ser considerados como los instrumentos más importantes para la prevención, el tratamiento y la vigilancia de las enfermedades que tienen un impacto significativo en la salud humana. Los aptámeros tienen ventajas como elemento de biorreconocimiento debido a la conformación estructural, capacidad de hibridación, robustez, estabilidad y menores costos. Es necesario implementar biosensores in situ para identificar analitos con alta selectividad y menores límites de detección