Validation of a one-tube nested real-time PCR assay for the detection of Cryptosporidium spp. in avian fecal samples / Validação da nested PCR em tempo real em um tubo para detecção de Cryptosporidium spp. em amostras fecais de aves

Abstract The aim of this study was to validate a one-tube nested real-time PCR assay followed by genetic sequencing to detect and identify Cryptosporidium species and genotypes in birds. A total of 443 genomic DNA extracted from avian fecal samples were analyzed by one-tube nested real-time PCR and conventional nested PCR. By one-tube nested real-time PCR, 90/443 (20.3%) samples were positive for Cryptosporidium spp. In contrast, 36/443 (8.1%) samples were positive for Cryptosporidium spp. by conventional nested PCR. The analytical sensitivity test showed that one-tube nested real-time PCR detects approximately 0.5 oocyst (2 sporozoites) per reaction. An evaluation of analytical specificity did not reveal amplification of microorganisms that commonly present nonspecific amplification with primers used for the diagnosis of Cryptosporidium spp. The repeatability analysis showed the same result in 27 out of 30 samples (90%). As for the reproducibility of one-tube nested real-time PCR, 24 of the 30 samples examined (80%) showed the same result. All the 90 samples amplified by one-tube real-time nested PCR were successfully sequenced, leading to the identification of C. baileyi, C. galli, C. meleagridis, C. proventriculi, and Cryptosporidium avian genotype I. Genetic sequencing of conventional nested PCR amplicons was successful in 10/36 (27.8%) of positive samples.

Resumo O objetivo deste trabalho foi validar um protocolo de nested PCR em tempo real em um tubo (nPCR-TR-1T) seguida de sequenciamento genético para detectar e caracterizar as espécies e genótipos de Cryptosporidium em aves. Um total de 443 amostras de DNA genômico, extraído de amostras fecais de aves, foi analisado pela nPCR-TR-1T e pela nested PCR convencional. Pela nPCR-TR-1T, foi observada positividade para Cryptosporidium spp. de 20,3% (90/443), em contraste com a nested PCR convencional, que apresentou positividade de 8,1% (36/443). O teste de sensibilidade analítica mostrou que a nPCR-TR-1T detecta aproximadamente 0,5 oocisto (2 esporozoítos) por reação. A avaliação da especificidade analítica não revelou amplificação de microrganismos que comumente apresentam amplificação inespecífica com primers utilizados para o diagnóstico de Cryptosporidium spp. O cálculo da repetibilidade evidenciou o mesmo resultado em 27 de 30 amostras (90%). Em relação à reprodutibilidade da nPCR-TR-1T, foi observado o mesmo resultado em 80% (24/30) das amostras examinadas. Foi possível realizar o sequenciamento em todas as 90 amostras amplificadas pela nPCR-TR-1T, com identificação de C. baileyi, C. galli, C. meleagridis, C. proventriculi e Cryptosporidium genótipo I em aves. O sequenciamento dos fragmentos amplificados pela nested PCR convencional foi possível em 10/36 (27,8%) das amostras positivas.

Detection and molecular characterization of Cryptosporidium spp. in captive canaries (Serinus canaria) using different diagnostic methods / Detecção e caracterização molecular de Cryptosporidium spp. em canários mantidos em cativeiro (Serinus canaria) por diferentes métodos de diagnóstico

Abstract This study used several diagnostic methods to examine the occurrence of and molecularly characterize Cryptosporidium spp. in captive canaries (Serinus canaria) in southern and southeastern Brazil. A total of 498 fecal samples were purified by centrifugal-flotation using Sheather's solution. Cryptosporidium spp. diagnosis was performed using three diagnostic methods: malachite green negative staining, nested PCR targeting the 18S rRNA gene, followed by sequencing the amplified fragments, and duplex real-time PCR targeting the 18S rRNA specific to detect Cryptosporidium galli and Cryptosporidium avian genotype III. The overall positivity for Cryptosporidium spp. (total samples positive in at least one protocol) from the microscopic analysis, nested PCR and duplex real-time PCR protocol results was 13.3% (66/498). The positivity rates were 2.0% (10/498) and 4.6% (23/498) for Cryptosporidium spp. by microscopy and nested PCR, respectively. Sequencing of 20 samples amplified by nested PCR identified C. galli (3.0%; 15/498), Cryptosporidium avian genotype I (0.8%; 4/498) and Cryptosporidium avium (0.2%; 1/498). Duplex real-time PCR revealed a positivity of 7.8% (39/498) for C. galli and 2.4% (12/498) for avian genotype III. Malachite green negative staining differed significantly from nested PCR in detecting Cryptosporidium spp. Duplex real-time PCR was more sensitive than nested PCR/sequencing for detecting gastric Cryptosporidium in canaries.

Resumo Este trabalho teve como objetivos determinar a ocorrência e realizar a caracterização molecular de Cryptosporidium spp. em 498 amostras fecais de canários (Serinus canaria) criados em cativeiro, utilizando três métodos de diagnóstico: análise microscópica pela coloração negativa com verde malaquita, nested PCR seguida de sequenciamento dos fragmentos amplificados e PCR duplex em tempo real específica para detecção de Cryptosporidium galli e Cryptosporidium genótipo III de aves. A positividade total para Cryptosporidium spp. (total de amostras positivas em pelo menos um método de diagnóstico) obtida pela análise microscópica, nested PCR e PCR duplex em tempo real foi de 13,3% (66/498). As taxas de positividade para Cryptosporidium spp. foram 2,0% (10/498) e 4,6% (23/498) por microscopia e nested PCR, respectivamente. O sequenciamento de 20 amostras amplificadas pela nested PCR identificou C. galli (3,0%; 15/498), Cryptosporidium genótipo I de aves (0,8%; 4/498) e Cryptosporidium avium (0,2%; 1/498). A PCR duplex em tempo real revelou positividade de 7,8% (39/498) para C. galli e 2,4% (12/498) para Cryptosporidium genótipo III de aves. A análise microscópica diferiu significativamente da nested PCR para detecção de Cryptosporidium spp. A PCR duplex em tempo real apresentou maior sensibilidade que a nested PCR/sequenciamento para detectar as espécies/genótipos gástricos de Cryptosporidium.

Evaluation of recombinant Cryptosporidium hominis GP60 protein and anti-GP60 chicken polyclonal IgY for research and diagnostic purposes / Avaliação da proteína recombinante GP60 de Cryptosporidium hominis e da IgY policlonal anti-GP60 recombinante para uso em pesquisa e diagnóstico

Abstract In this study, a method for expressing Cryptosporidium hominis GP60 glycoprotein in Escherichia coli for production of polyclonal anti-GP60 IgY in chickens was developed aiming future studies concerning the diagnosis, prevention and treatment of cryptosporidiosis. The full-length nucleotide sequence of the C. hominis gp60 gene was codon-optimized for expression in E. coli and was synthesized in pET28-a vector. Subcloning was performed on several different strains of BL21 E. coli. Temperature, time and inducer IPTG concentration assays were also performed and analyzed using SDS-PAGE. The optimal conditions were observed at a temperature of 37 °C, with overnight incubation and 1 mM of IPTG. Purification was performed by means of affinity chromatography using the AKTA Pure chromatography system and the Hi-Trap™ HP column (GE Healthcare). The recombinant protein GP60 (rGP60) thus generated was used to immunize laying hens owing the production of polyclonal IgY. Western blot and indirect immunofluorescence showed that the polyclonal antibody was capable of binding to rGP60 and to Cryptosporidium parvum sporozoites, respectively. The rGP60 and the IgY anti-rGP60 generated in this study may be used as templates for research and for the development of diagnostic methods for cryptosporidiosis.

Resumo Neste trabalho, foi desenvolvido um método de expressão da glicoproteína GP60 de Cryptosporidium hominis em Escherichia coli visando produzir anticorpos IgY anti-GP60 em galinhas para utilização em estudos futuros com os objetivos de diagnóstico, prevenção e tratamento da criptosporidiose. A sequência completa de nucleotídeos do gene gp60 de C. hominis foi códon-otimizada para expressão em E. coli e sintetizada no vetor pET28-a. A subclonagem foi realizada em várias estirpes diferentes de E. coli BL21. Os ensaios de concentração do indutor IPTG, temperatura e tempo foram realizados e analisados por SDS-PAGE. As condições ótimas de expressão foram observadas em temperatura de 37 °C, incubação durante a noite e 1 mM de IPTG. A purificação da proteína foi realizada por cromatografia de afinidade utilizando o sistema de cromatografia AKTA Pure e a coluna Hi-Trap™ HP (GE Healthcare). A proteína recombinante GP60 (rGP60) foi utilizada para imunizar galinhas poedeiras para produzir IgY policlonal anti-rGP60. Verificou-se por Western blot e por imunofluorescência indireta que o anticorpo policlonal apresentou reatividade com a rGP60 e com esporozoítos de Cryptosporidium parvum, respectivamente. A rGP60 e a IgY anti-rGP60 geradas neste estudo podem ser utilizadas como modelos para o desenvolvimento de ensaios para pesquisa e diagnóstico da criptosporidiose.

Natural canine infection by Leishmania infantum and Leishmania amazonensis and their implications for disease control / Infecção natural por Leishmania infantum e Leishmania amazonensis e suas implicações para o controle da doença

Abstract Leishmaniasis is a major public health problem worldwide. Because Leishmania can adapt to new hosts or vectors, knowledge concerning the current etiological agent in dogs is important in endemic areas. This study aimed to identify the Leishmania species detected in 103 samples of peripheral blood from dogs that were naturally infected with these protozoa. The diagnosis of leishmaniasis was determined through parasitological examination, the indirect enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) and the polymerase chain reaction (PCR). The Leishmania species were identified by means of PCR-restriction fragment length polymorphism (PCR-RFLP). The samples were subjected to PCR using oligonucleotide primers that amplify the intergenic region ITS1 of the rRNA gene in order to identify the species. The amplified DNA was digested using the restriction enzyme HaeIII. A restriction profile identical to L. amazonensis was shown in 77/103 samples and the profile was similar to L. infantum in 17/103. However, a mixed profile was shown in 9/103 samples, which impeded species identification. In conclusion, the infection in these dogs was predominantly due to L. amazonensis, thus indicating that diagnosing of cases of canine leishmaniasis needs to be reexamined, since the causative agent identified is not restricted to L. infantum.

Resumo Leishmaniose é um grande problema de saúde pública global. Devido à adaptação de Leishmania a novos hospedeiros ou vetores, conhecimentos sobre o agente etiológico atual em cães é importante em áreas endêmicas. Este estudo teve como objetivo identificar as espécies de Leishmania detectadas em 103 amostras de sangue periférico de cães naturalmente infectados com este protozoário. O diagnóstico de leishmaniose foi determinado por exame parasitológico, ensaio imunoenzimático (ELISA) e a reação em cadeia da polimerase (PCR). A identificação das espécies de Leishmania foi realizada por PCR – seguido da análise do polimorfismo no comprimento de fragmentos de restrição (PCR-RFLP). As amostras foram submetidas a PCR utilizando-se iniciadores oligonucleotídicos que amplificam a região intergénica ITS1 do gene de rRNA para identificar as espécies, o DNA amplificado foi digerido com a enzima de restrição HaeIII. Observou-se que 77/103 amostras mostraram um perfil de restrição idênticos a L. amazonensis, 17/103 foram semelhantes para L. infantum; 09/103 mostraram um perfil misto, o que impediu a identificação da espécie. Em conclusão, a infecção nestes cães era predominantemente devido a L. amazonensis, indicando que o diagnóstico de casos de leishmaniose canina precisa ser reexaminada, já que o agente causador não está restrito a L. infantum.

Cryptosporidium infections in birds - a review / Infecção por Cryptosporidium em aves - uma revisão

Cryptosporidiosis is one of the main protozoan infections in birds. It manifests as either a respiratory or a digestive illness, and it affects a very large number of avian species across several continents. The aim of this review is to report on the main results of studies on cryptosporidiosis among birds and the importance of these results to veterinary medicine and public health.

A criptosporidiose constitui-se em uma das principais infecções por protozoários em aves, manifestando-se como enfermidade respiratória ou digestiva, em dezenas de espécies aviárias, em vários continentes. O objetivo desse trabalho foi relatar, por meio de revisão de literatura, os principais resultados de estudos sobre criptosporidiose em aves e sua importância para a medicina veterinária e saúde pública.