Estandarización de la técnica de PCR para la detección de ADN de Leishmanía sp. en muestras de sangre de caninos / Standardization of the PCR technique for detection of Leishmania sp. DNA in canine blood samples

La leishmaniasis es una enfermedad con diversidad clínica y epidemiológica, producida por varias especies de protozoarios parásitos del género Leishmania. Estos parásitos infectan una amplia variedad de hospedadores mamíferos y son transmitidos por insectos del género Lutzomyia, en nuestro país. Los caninos han sido implicados como posibles reservorios del parásito. Para el diagnóstico de leishmaniasis se utilizan técnicas parasitológicas que generalmente tienen baja sensibilidad e inmunológicas, con pobre especificidad. Debido a las limitaciones en el diagnóstico, y lo difícil de la obtención, transporte y almacenamiento de las muestras, en este trabajo se planteó estandarizar de una técnica de PCR anidada (Leishmania nested PCR, Ln-PCR) para la detección de ADN de Leishmania sp. en muestras de sangre de caninos colectadas en papel de filtro. Para ello se titularon las concentraciones de reactivos de la PCR para la amplificación del ADN del parásito y se determinó la sensibilidad analítica y la especificidad de la técnica. Se evaluaron 36 muestras de sangre de caninos (6 infectados y 30 no infectados). Las condiciones óptimas de reacción fueron 0,2 mM de dNTPs, 0,4 µM de cada cebador y 1 U de Taq polimerasa. La sensibilidad analítica de Ln-PCR fue de 10 fg y la especificidad fue de 100% en la detección de ADN de Leishmania sp., ya que no se observó amplificación con ADN de otros parásitos, ni con ADN humano, ni de perro. De las muestras de caninos evaluadas los seis controles infectados todos amplificaron por la PCR, mientras que los 30 no infectados, en ninguno se observó amplificación. La extracción de ADN de muestras de sangre colectadas en papel de filtro fue eficiente para la amplificación por la PCR, técnica que puede ser muy útil para el diagnóstico de leishmaniasis en animales y su implicación como posibles reservorios.

Leishmaniasis is a disease with clinical and epidemiological diversity, caused by several species of protozoan parasites of the genus Leishmania. These parasites infect a wide variety of mammalian hosts, and are transmitted by insects of the genus Lutzomyia in our country. Canines have been implicated as potential reservoirs of the parasite. For the diagnosis of leishmaniasis, parasitological techniques generally with low sensitivity and immunological techniques, with poor specificity, are used. Because of limitations in the diagnosis, and the difficulty to obtain, transport, and store samples, the aim of this research was to standardize a Leishmania nested PCR test (Ln-PCR), for the detection of Leishmania sp. DNA in blood samples from dogs collected in filter paper. For that purpose, concentrations of the PCR reagent for DNA parasite amplification were titrated and the analytical sensitivity and specificity of the technique were determined. A total of 36 canine blood samples (6 infected and 30 uninfected) were evaluated.  The optimal reaction conditions were: 0.2 mM dNTPs; 0.4 µM of each primer; and 1 U of Taq polymerase. The analytical sensitivity of the Ln-PCR was 10 fg and the specificity was 100% in detecting Leishmania sp. DNA, since no amplification was observed with DNA from other parasites, human DNA or canine DNA. The six samples from infected canines evaluated amplified Leishmania sp. DNA by PCR, whereas in none of the 30 samples from uninfected canines the amplification was observed. The DNA extraction from blood samples collected in filter paper was efficient for the PCR amplification, a technique that can be very useful for the diagnosis of leishmaniasis in animals and their involvement as potential reservoirs.

Leishmaniasis.

dogs.

diagnosis.

PCR.

Comparación de dos protocolos de extracción de ADN de Trypanosoma cruzi cultivados en medio axénico / Comparing two protocols of DNA extraction of Trypanosoma cruzi cultured in axenic medium

Objetivos. Comparar dos protocolos de extracción de ADN de Trypanosoma cruzi para su uso en la amplificación de ADN de minicírculos de kinetoplasto (ADNk) mediante la técnica de Reacción en Cadena de Polimerasa (PCR). Materiales y métodos. Se cultivaron epimastigotas de T. cruzi en condiciones exénicas obteniéndose masas entre 1,5 hasta 100 x 10(6) parásitos. A partir de estas se procedió a la extracción de ADN mediante dos protocolos: extracción con solventes orgánicos (fenol/cloroformo), y empleo de resina (Chelex®100), a partir de los diferentes sedimentos parasitarios. La concentración y pureza del ADN se determinó por espectrofotometría y la integridad se evaluó mediante electroforesis en geles de agarosa. Se realizó el análisis de varianza y comparaciones de medias mediante la prueba de Tukey, utilizando el software Statistix 8.0. Resultados. Se realizaron diez extracciones de ADN de cada una de las diferentes cantidades de parásitos sedimentados. En la extracción de ADN con la resina Chelex®100 se obtuvo mayor rendimiento, pero menor pureza e integridad respecto a la extracción con solventes orgánicos. Sin embargo, permitió la amplificación del producto de 330 pb de ADNk de T. cruzi. Conclusiones. Aun cuando la técnica de Chelex®100 proporcionó menor pureza e integridad del ADN, permitió la amplificación con éxito de ADNk por PCR, evitando el uso de técnicas laboriosas y solventes orgánicos tóxicos.

Objectives. To compare two extraction protocols of Trypanosoma cruzi DNA for use in DNA amplification of kinetoplast minicircles (kDNA) through the technique of Polymerase Chain Reaction (PCR). Materials and methods. Epimastigotes of T. cruzi were cultured in axenic conditions and masses from 1.5 to 100 x 106 parasites were obtained. DNA extraction was performed using two protocols: extraction with organic solvents (phenol/chloroform), and with resin (Chelex®100), from different parasitic sediments. Concentration and purity of DNA was determined by spectrophotometry, and integrity was assessed by agarose gel electrophoresis. Analysis of variance and comparisons of means were performed through Tukey’s test, using the Statistix 8.0 software. Results. Ten DNA extractions were done of each one of the different amounts of parasitic sediments. In the DNA extraction with Chelex®100 resin, a higher performance was obtained but a lower purity and integrity compared to the extraction with organic solvents. However, it allowed a product amplification of 330 bp of T. cruzi kDNA. Conclusions. Although the technique of Chelex®100 provided less purity and integrity of DNA, it allowed a successful amplification of kDNA by PCR, avoiding the use of laborious techniques and toxic organic solvents.

Estandarización de la técnica de aglutinación directa para el inmunodiagnóstico de la enfermedad de Chagas / Standardization of a direct agglutination test for the immunodiagnosis of Chagas disease

Introducción. La enfermedad de Chagas es causada por el parásito Trypanosoma cruzi y su diagnóstico inmunológico se basa principalmente en la detección de anticuerpos contra T. cruzi mediante pruebas tales como ELISA, inmunofluorescencia indirecta (IFI) y hemaglutinación indirecta (HAI). Esta última tiene el inconveniente de requerir la preparación de eritrocitos de carnero, difíciles de obtener y de poca duración. Sin embargo, existen pruebas alternativas, como la técnica de aglutinación directa. Objetivo. Estandarizar la técnica de aglutinación directa para el diagnóstico de la enfermedad de Chagas. Materiales y métodos. Se prepararon parásitos epimastigotes de T. cruzi mediante dos protocolos, con tratamiento con tripsina y sin él. Los parásitos se colorearon, y se determinaron las condiciones óptimas de concentración parasitaria y diluciones de suero. Se utilizaron sueros de pacientes con enfermedad de Chagas, de individuos sanos y con otras parasitosis. Resultados. La concentración parasitaria óptima fue de 500 x10 6 parásitos/ml, utilizando parásitos coloreados y sin tratamiento con tripsina. Las diluciones de suero óptimas fueron de 1/25, 1/50 y1/100, y el punto de corte, la dilución de 1/50. La técnica estandarizada mostró índices diagnósticos de sensibilidad de 94,3 % (IC 95% 79,5-99,0) y de especificidad de 96,3 % (IC 95% 88,8-99,0); se encontró reacción cruzada en tres sueros de individuos con leishmaniasis visceral, con valores pronósticos positivo y negativo de 91,7 % (IC 95% 76,4-97,8) y de 97,5 % (IC 95% 90,4-99,6), respectivamente. Se compararon los resultados con los obtenidos por HAI, ELISA e IFI y la concordancia fue de 96 % con un índice kappa de 0,90 (IC 95% 0,81-0,99). Conclusión. La técnica de aglutinación directa estandarizada podría ser útil para el inmunodiagnóstico de la enfermedad de Chagas.

Introduction: Chagas´ disease is caused by the parasite Trypanosoma cruzi and its immunological diagnosis is mainly based on the detection of antibodies against T. cruzi using tests such as the ELISA, the indirect fluorescence antibody test (IFAT) and the indirect hemagglutination test (IHAT). The main disadvantage of the IHAT is the need to prepare sheep erythrocytes, whose availability is limited and they have a short duration once prepared. However, there are alternative tests, such as the direct agglutination test (DAT). Objective: To standardize the direct agglutination test for the diagnosis of Chagas disease. Materials and methods: Trypanosoma cruzi epimastigotes were prepared using two protocols, with and without trypsin treatment. The parasites were stained and optimal conditions for parasitic concentration and serum dilutions were determined. We evaluated the technique using sera from patients with Chagas disease, from healthy individuals and from individuals with other parasitic diseases. Results: The optimal parasitic concentration was 500 x 10 6 parasites/ml using stained parasites without trypsin treatment. The optimal serum dilutions were 1/25, 1/50 y 1/100 and the cut-off point was the 1/50 dilution. The diagnostic indices for the standardized technique were as follows: Sensitivity, 94.3% (95% CI: 79.5-99.0) and specificity, 96.3% (95% CI: 88.8-99.0), with positive and negative predictive values ?? of 91.7% (95% CI: 76.4-97.8) and 97.5% (95% CI: 90.4-99.6), respectively. Cross-reaction was observed only in three sera from individuals with visceral leishmaniasis. The results were compared with those obtained by IHA, ELISA, and IFA, and the concordance rate was 96% and the kappa index, 0.90 (95% CI: 0.81-0.99). Conclusion: The standardized direct agglutination test could be useful for immunodiagnosis of Chagas disease.

Primer registro de triatóminos naturalmente infectados por Trypanosoma cruzi en el estado Bolívar, Venezuela / First record of naturally infected triatomines with trypanosoma cruzi, Bolivar state, Venezuela

La enfermedad de chagas o tripanosomiasis americana está adquiriendo cada vez mayor importancia en la región amazónica de Venezuela, en la cual hasta ahora se carecía de información de la presencia de trypanosoma cruzi en triatóminos, reservorios y humanos, particularmente para el estado Bolívar, el estado de mayor superficie del país, situado al sur del río Orinoco. Cuatro ejemplares de triatoma maculata fueron recolectados en el peridomicilio de la comunidad de Maniapure, en el municipio Cedeño. En dos de los ejemplares se determinó la infección natural por trypanosoma cruzi al examen al fresco de heces con presencia de tripomastigotos metacíclicos infectantes. Los parásitos fueron inoculados en modelos murinos y aislados en cultivos para su caracterización molecular. Se confirmó el diagnóstico de este parásito por pruebas parasitológicas y moleculares, caracterizándose los aislados como TcI. La importancia de estos hallazgos pioneros podría motivar el estudio de la transmisión vectorial de la enfermedad de chagas en este estado catalogado como no endémico.

American trypanosomiasis or chagas disease is becoming increasingly important in the Amazon region of Venezuela, in which up to now information was lacking of the presence of trypanosoma cruzi in triatomins, reservoirs and humans, particularly for Bolivar state, the state with the largest territory of the country, located in the south of the Orinoco river. Four specimens of triatoma maculata were collected in the peri-domiciliar area of the community of Maniapure, in the Cedeño municipality. Two of these individuals were found naturally infected with trypanosoma cruzi upon examination of fresh stool with presence of metacyclic trypomastigotes. Parasites were inoculated in murine models and isolated for molecular characterization. Parasite isolates were molecularly characterized as TcI. The importance of these pioneering findings should motivate the study of the vector or oral transmission of Chagas disease in this non endemic State of Venezuela.

Diagnóstico inmunológico de la Enfermedad de Chagas a partir de muestras colectadas en papel de filtro / Immunological diagnosis of Chagas disease from samples collected on filter paper

La Enfermedad de Chagas, es producida por el parásito Trypanosoma cruzi. Los métodos de diagnóstico inmunológico son los más utilizados, pero presentan problemas de reacciones cruzadas con Leishmaniasis y Rangeliosis, por lo cual la Organización Mundial de la Salud (OMS) sugiere la ejecución de tres pruebas inmunológicas diferentes. En Venezuela la disponibilidad de las tres pruebas sólo se encuentra en centros de investigación y en laboratorios de referencia. Debido a esto, las muestras deben ser transportadas bajo estrictas condiciones de conservación y aún así pueden llegar deterioradas. El uso del papel de filtro podría ser una alternativa para la recolección y transporte de las muestras. El objetivo del presente trabajo fue comparar los resultados de las técnicas de ELISA, HAI e IFI utilizando muestras de sangre colectadas en tubo y en papel de filtro. Las muestras se procesaron mediante las técnicas de Inmunoensayo Enzimático (ELISA), Hemaglutinación Indirecta (HAI) e Inmunofluorescencia Indirecta (IFI). Para las muestras de papel se hicieron eluciones de 1/50 a diferentes tiempos para ELISA e IFI, y de 1/25 para HAI. Se obtuvo una sensibilidad de 91% y una especificad de 100% en el diagnóstico de las muestras colectadas en papel de filtro a través de las tres técnicas inmunológicas. Al compararlo con los resultados de las muestras colectadas en tubo se encontró un índice de kappa 0,91 (P<0,001), lo que indica una alta concordancia entre las dos técnicas de recolección de muestras y la confiabilidad de los resultados.

Chagas disease is produced by the parasite Trypanosoma cruzi. Immunological diagnosis methods are the most used, but they present problems of cross reactions with Leishmaniasis and Rangeliosis. For this reason, the World-Health-Organization (WHO) suggests the use of three different immunological tests. In Venezuela, the three tests are only available in research centers and laboratories of reference. Consequently, many samples must be transported under strict conditions of conservation, and despite this, they may become spoiled before arriving at the mentioned centers. The use of the filter paper could be an alternative for the collection and transportation of the samples. The aim of the present work was to compare the results of ELISA, HAI and IFI techniques using blood samples collected in tubes and in filter paper. The samples collected in tubes and filter paper were processed by ELISA, HAI and IFI techniques. For the filter paper samples elutions of 1/50 were done at various times for ELISA and IFI, and of 1/25 for HAI. Was obtained a sensibility of 91 % and specificity of 100 % in the final diagnosis of the samples collected in filter paper using the three techniques before mentioned, finding a kappa index of 0.91 (P <0.001) in both types of samples, indicating a high concordance between the two sample collection techniques and thus the reliability of the results obtained by means of three immunological techniques.