Optimized broad-range real-time PCR-based method for bacterial screening of platelet concentrates / Otimização de um método baseado em PCR em tempo real para rastreamento de bactérias em concentrados de plaquetas

Bacterial contamination of blood components remains a major challenge in transfusion medicine, particularly, platelet concentrates (PCs) due to the storage conditions that support bacterial proliferation. In this study, we develop a rapid, sensitive and specific real-time PCR protocol for bacterial screening of PCs. An internally controlled real-time PCR-based method was optimized and validated with our proprietary 16S Universal PCR Master Mix (IBMP/Fiocruz), which targets a conserved region of the bacterial 16S rRNA gene. Nonspecific background DNA was completely eliminated by treating the PCR Master Mix with ethidium monoazide (EMA). A lower limit of detection was observed for 10 genome equivalents with an observed Ct value of 34±1.07 in calibration curve generated with 10-fold serial dilutions of E. coli DNA. The turnaround time for processing, including microbial DNA purification, was approximately 4 hours. The developed method showed a high sensitivity with no non-specific amplification and a lower time-to-detection than traditional microbiological methods, demonstrating it to be an efficient means of screening pre-transfusion PCs.(AU)

A contaminação bacteriana dos componentes sanguíneos é um grande desafio na medicina transfusional, principalmente nos concentrados de plaquetas (PCs) devido às condições de armazenamento que favorecem a proliferação bacteriana. Neste estudo, desenvolvemos um protocolo de PCR em tempo real rápido, sensível e específico para a triagem bacteriana de PCs. Um método baseado em PCR em tempo real, controlado internamente, foi otimizado e validado com um Master Mix Universal PCR 16S (IBMP / Fiocruz), que detecta uma região conservada do gene 16S rRNA bacteriano. O background de DNA não específico foi completamente eliminado tratando a PCR Master Mix com monoazida de etídio (EMA). O limite de detecção inferior observado foi de 10 cópias equivalentes do genoma com um valor de Ct 34 ± 1,07, a curva de calibração foi gerada com diluições seriada de 10 vezes do DNA de E. coli. O tempo de processamento, incluindo a purificação microbiana do DNA, foi de aproximadamente 4 horas. O método desenvolvido mostrou alta sensibilidade sem amplificação inespecífica e menor tempo de detecção do que os métodos microbiológicos tradicionais, demonstrando ser um meio eficiente de triagem de PCs pré-transfusionais.(AU)

Optimized broad-range real-time PCR-based method for bacterial screening of platelet concentrates / Otimização de um método baseado em PCR em tempo real para rastreamento de bactérias em concentrados de plaquetas

Abstract Bacterial contamination of blood components remains a major challenge in transfusion medicine, particularly, platelet concentrates (PCs) due to the storage conditions that support bacterial proliferation. In this study, we develop a rapid, sensitive and specific real-time PCR protocol for bacterial screening of PCs. An internally controlled real-time PCR-based method was optimized and validated with our proprietary 16S Universal PCR Master Mix (IBMP/Fiocruz), which targets a conserved region of the bacterial 16S rRNA gene. Nonspecific background DNA was completely eliminated by treating the PCR Master Mix with ethidium monoazide (EMA). A lower limit of detection was observed for 10 genome equivalents with an observed Ct value of 34±1.07 in calibration curve generated with 10-fold serial dilutions of E. coli DNA. The turnaround time for processing, including microbial DNA purification, was approximately 4 hours. The developed method showed a high sensitivity with no non-specific amplification and a lower time-to-detection than traditional microbiological methods, demonstrating it to be an efficient means of screening pre-transfusion PCs.

Resumo A contaminação bacteriana dos componentes sanguíneos é um grande desafio na medicina transfusional, principalmente nos concentrados de plaquetas (PCs) devido às condições de armazenamento que favorecem a proliferação bacteriana. Neste estudo, desenvolvemos um protocolo de PCR em tempo real rápido, sensível e específico para a triagem bacteriana de PCs. Um método baseado em PCR em tempo real, controlado internamente, foi otimizado e validado com um Master Mix Universal PCR 16S (IBMP / Fiocruz), que detecta uma região conservada do gene 16S rRNA bacteriano. O background de DNA não específico foi completamente eliminado tratando a PCR Master Mix com monoazida de etídio (EMA). O limite de detecção inferior observado foi de 10 cópias equivalentes do genoma com um valor de Ct 34 ± 1,07, a curva de calibração foi gerada com diluições seriada de 10 vezes do DNA de E. coli. O tempo de processamento, incluindo a purificação microbiana do DNA, foi de aproximadamente 4 horas. O método desenvolvido mostrou alta sensibilidade sem amplificação inespecífica e menor tempo de detecção do que os métodos microbiológicos tradicionais, demonstrando ser um meio eficiente de triagem de PCs pré-transfusionais.

Optimized broad-range real-time PCR-based method for bacterial screening of platelet concentrates

Abstract Bacterial contamination of blood components remains a major challenge in transfusion medicine, particularly, platelet concentrates (PCs) due to the storage conditions that support bacterial proliferation. In this study, we develop a rapid, sensitive and specific real-time PCR protocol for bacterial screening of PCs. An internally controlled real-time PCR-based method was optimized and validated with our proprietary 16S Universal PCR Master Mix (IBMP/Fiocruz), which targets a conserved region of the bacterial 16S rRNA gene. Nonspecific background DNA was completely eliminated by treating the PCR Master Mix with ethidium monoazide (EMA). A lower limit of detection was observed for 10 genome equivalents with an observed Ct value of 34±1.07 in calibration curve generated with 10-fold serial dilutions of E. coli DNA. The turnaround time for processing, including microbial DNA purification, was approximately 4 hours. The developed method showed a high sensitivity with no non-specific amplification and a lower time-to-detection than traditional microbiological methods, demonstrating it to be an efficient means of screening pre-transfusion PCs.

Resumo A contaminação bacteriana dos componentes sanguíneos é um grande desafio na medicina transfusional, principalmente nos concentrados de plaquetas (PCs) devido às condições de armazenamento que favorecem a proliferação bacteriana. Neste estudo, desenvolvemos um protocolo de PCR em tempo real rápido, sensível e específico para a triagem bacteriana de PCs. Um método baseado em PCR em tempo real, controlado internamente, foi otimizado e validado com um Master Mix Universal PCR 16S (IBMP / Fiocruz), que detecta uma região conservada do gene 16S rRNA bacteriano. O background de DNA não específico foi completamente eliminado tratando a PCR Master Mix com monoazida de etídio (EMA). O limite de detecção inferior observado foi de 10 cópias equivalentes do genoma com um valor de Ct 34 ± 1,07, a curva de calibração foi gerada com diluições seriada de 10 vezes do DNA de E. coli. O tempo de processamento, incluindo a purificação microbiana do DNA, foi de aproximadamente 4 horas. O método desenvolvido mostrou alta sensibilidade sem amplificação inespecífica e menor tempo de detecção do que os métodos microbiológicos tradicionais, demonstrando ser um meio eficiente de triagem de PCs pré-transfusionais.

Canine monocytic ehrlichiosis in Buenos Aires, Argentina: comparison of serological and molecular assays / Ehrlichiose monocítica canina em Buenos Aires: comparação de testes serológicos e moleculares

Canine monocytic ehrlichiosis (CME) is an infectious disease caused by the bacterium Ehrlichia canis and transmitted by Rhipicephalus sanguineus sensu lato, a tick with worldwide distribution. When not diagnosed and treated early, disease can be severe. Currently, the disease is confirmed by serological or molecular assays. The objective of this study was to compare a serological assay based on immunochromatography (SPEED® EHRLI immunochromatographic test; BVT, France) and a molecular assay (a screening PCR followed by a nested PCR specific for E. canis) for the diagnosis of E. canis in suspected dogs from Buenos Aires city and southern Greater Buenos Aires, Argentina. Blood samples from 20 clinically healthy dogs (Control Group) and from 80 sick dogs suspected of having CME (Groups 1 to 4) were tested in parallel. Neither the immunochromatographic test nor the PCR assay was able to detect the presence of E. canis in the Control Group. In the group which had been previously tested by serology, the agreement between the tests was low (kappa: 0.200), whereas in the group which had been previously tested by PCR, the concordance between the tests was adequate (kappa: 0.650). The concordance between the tests evaluated in the total population studied was moderate (kappa: 0.496). The results of our study suggest that the use of rapid serological tests as a first approach, together with subsequent confirmation by PCR, will improve the diagnosis of CME.(AU)

A ehrlichiose monocítica canina (CME) é uma doença infecciosa transmitida pelo carrapato Rhipicephalus sanguineus sensu lato com distribuição mundial causada por Ehrlichia canis, que pode produzir uma doença grave se não foi diagnosticada e tratada precocemente. A confirmação da doença é feita diretamente pela detecção do DNA fazendo a reação em cadeia da polimerase (PCR) ou indiretamente por métodos sorológicos. O objetivo deste estudo foi comparar o método sorológico baseado na imunocromatografia e a técnica de PCR para o diagnóstico de E. canis em cães suspeitos da Cidade de Buenos Aires e da região sul da Grande Buenos Aires. As amostras de sangue de 20 cães clinicamente saudáveis (Grupo Controle) e de 80 cães com suspeita clínica de CME (Grupo 1-4) foram avaliadas em paralelo. O diagnóstico serológico foi feito pelo teste imunocromatográfico SPEED® EHRLI (BVT, França). Para a detecção molecular, foi utilizada uma PCR de triagem para amplificar um fragmento de 345 pb do gene que codifica a subunidade 16S do rRNA da família Anaplasmataceae. As amostras positivas depois foram processadas pela PCR aninhada específica para E. canis. No Grupo Controle, a presença de E. canis não foi detectada por PCR ou anticorpos específicos com o teste imunocromatográfico. No grupo em que a sorologia foi solicitada inicialmente (1 e 2), a concordância entre os testes foi baixo (kappa: 0,200) enquanto que no grupo onde o teste inicialmente solicitado foi a PCR, a concordância entre os testes era adequado (kappa: 0,650). A concordância entre os testes avaliados na população total estudada foi moderada (kappa: 0,496). Em conclusão, os resultados do nosso estudo sugerem que o uso de testes serológicos rápidos inicialmente, juntamente com a confirmação subsequente por PCR, permitirá melhorar o diagnóstico de CME.(AU)

Canine monocytic ehrlichiosis in Buenos Aires, Argentina: comparison of serological and molecular assays / Ehrlichiose monocítica canina em Buenos Aires: comparação de testes serológicos e moleculares

Canine monocytic ehrlichiosis (CME) is an infectious disease caused by the bacterium Ehrlichia canis and transmitted by Rhipicephalus sanguineus sensu lato, a tick with worldwide distribution. When not diagnosed and treated early, disease can be severe. Currently, the disease is confirmed by serological or molecular assays. The objective of this study was to compare a serological assay based on immunochromatography (SPEED® EHRLI immunochromatographic test; BVT, France) and a molecular assay (a screening PCR followed by a nested PCR specific for E. canis) for the diagnosis of E. canis in suspected dogs from Buenos Aires city and southern Greater Buenos Aires, Argentina. Blood samples from 20 clinically healthy dogs (Control Group) and from 80 sick dogs suspected of having CME (Groups 1 to 4) were tested in parallel. Neither the immunochromatographic test nor the PCR assay was able to detect the presence of E. canis in the Control Group. In the group which had been previously tested by serology, the agreement between the tests was low (kappa: 0.200), whereas in the group which had been previously tested by PCR, the concordance between the tests was adequate (kappa: 0.650). The concordance between the tests evaluated in the total population studied was moderate (kappa: 0.496). The results of our study suggest that the use of rapid serological tests as a first approach, together with subsequent confirmation by PCR, will improve the diagnosis of CME.(AU)

A ehrlichiose monocítica canina (CME) é uma doença infecciosa transmitida pelo carrapato Rhipicephalus sanguineus sensu lato com distribuição mundial causada por Ehrlichia canis, que pode produzir uma doença grave se não foi diagnosticada e tratada precocemente. A confirmação da doença é feita diretamente pela detecção do DNA fazendo a reação em cadeia da polimerase (PCR) ou indiretamente por métodos sorológicos. O objetivo deste estudo foi comparar o método sorológico baseado na imunocromatografia e a técnica de PCR para o diagnóstico de E. canis em cães suspeitos da Cidade de Buenos Aires e da região sul da Grande Buenos Aires. As amostras de sangue de 20 cães clinicamente saudáveis (Grupo Controle) e de 80 cães com suspeita clínica de CME (Grupo 1-4) foram avaliadas em paralelo. O diagnóstico serológico foi feito pelo teste imunocromatográfico SPEED® EHRLI (BVT, França). Para a detecção molecular, foi utilizada uma PCR de triagem para amplificar um fragmento de 345 pb do gene que codifica a subunidade 16S do rRNA da família Anaplasmataceae. As amostras positivas depois foram processadas pela PCR aninhada específica para E. canis. No Grupo Controle, a presença de E. canis não foi detectada por PCR ou anticorpos específicos com o teste imunocromatográfico. No grupo em que a sorologia foi solicitada inicialmente (1 e 2), a concordância entre os testes foi baixo (kappa: 0,200) enquanto que no grupo onde o teste inicialmente solicitado foi a PCR, a concordância entre os testes era adequado (kappa: 0,650). A concordância entre os testes avaliados na população total estudada foi moderada (kappa: 0,496). Em conclusão, os resultados do nosso estudo sugerem que o uso de testes serológicos rápidos inicialmente, juntamente com a confirmação subsequente por PCR, permitirá melhorar o diagnóstico de CME.(AU)

Canine monocytic ehrlichiosis in Buenos Aires, Argentina: comparison of serological and molecular assays

ABSTRACT: Canine monocytic ehrlichiosis (CME) is an infectious disease caused by the bacterium Ehrlichia canis and transmitted by Rhipicephalus sanguineus sensu lato, a tick with worldwide distribution. When not diagnosed and treated early, disease can be severe. Currently, the disease is confirmed by serological or molecular assays. The objective of this study was to compare a serological assay based on immunochromatography (SPEED® EHRLI immunochromatographic test; BVT, France) and a molecular assay (a screening PCR followed by a nested PCR specific for E. canis) for the diagnosis of E. canis in suspected dogs from Buenos Aires city and southern Greater Buenos Aires, Argentina. Blood samples from 20 clinically healthy dogs (Control Group) and from 80 sick dogs suspected of having CME (Groups 1 to 4) were tested in parallel. Neither the immunochromatographic test nor the PCR assay was able to detect the presence of E. canis in the Control Group. In the group which had been previously tested by serology, the agreement between the tests was low (kappa: 0.200), whereas in the group which had been previously tested by PCR, the concordance between the tests was adequate (kappa: 0.650). The concordance between the tests evaluated in the total population studied was moderate (kappa: 0.496). The results of our study suggest that the use of rapid serological tests as a first approach, together with subsequent confirmation by PCR, will improve the diagnosis of CME.

RESUMO: A ehrlichiose monocítica canina (CME) é uma doença infecciosa transmitida pelo carrapato Rhipicephalus sanguineus sensu lato com distribuição mundial causada por Ehrlichia canis, que pode produzir uma doença grave se não foi diagnosticada e tratada precocemente. A confirmação da doença é feita diretamente pela detecção do DNA fazendo a reação em cadeia da polimerase (PCR) ou indiretamente por métodos sorológicos. O objetivo deste estudo foi comparar o método sorológico baseado na imunocromatografia e a técnica de PCR para o diagnóstico de E. canis em cães suspeitos da Cidade de Buenos Aires e da região sul da Grande Buenos Aires. As amostras de sangue de 20 cães clinicamente saudáveis (Grupo Controle) e de 80 cães com suspeita clínica de CME (Grupo 1-4) foram avaliadas em paralelo. O diagnóstico serológico foi feito pelo teste imunocromatográfico SPEED® EHRLI (BVT, França). Para a detecção molecular, foi utilizada uma PCR de triagem para amplificar um fragmento de 345 pb do gene que codifica a subunidade 16S do rRNA da família Anaplasmataceae. As amostras positivas depois foram processadas pela PCR aninhada específica para E. canis. No Grupo Controle, a presença de E. canis não foi detectada por PCR ou anticorpos específicos com o teste imunocromatográfico. No grupo em que a sorologia foi solicitada inicialmente (1 e 2), a concordância entre os testes foi baixo (kappa: 0,200) enquanto que no grupo onde o teste inicialmente solicitado foi a PCR, a concordância entre os testes era adequado (kappa: 0,650). A concordância entre os testes avaliados na população total estudada foi moderada (kappa: 0,496). Em conclusão, os resultados do nosso estudo sugerem que o uso de testes serológicos rápidos inicialmente, juntamente com a confirmação subsequente por PCR, permitirá melhorar o diagnóstico de CME.

Optimized broad-range real-time PCR-based method for bacterial screening of platelet concentrates

Abstract Bacterial contamination of blood components remains a major challenge in transfusion medicine, particularly, platelet concentrates (PCs) due to the storage conditions that support bacterial proliferation. In this study, we develop a rapid, sensitive and specific real-time PCR protocol for bacterial screening of PCs. An internally controlled real-time PCR-based method was optimized and validated with our proprietary 16S Universal PCR Master Mix (IBMP/Fiocruz), which targets a conserved region of the bacterial 16S rRNA gene. Nonspecific background DNA was completely eliminated by treating the PCR Master Mix with ethidium monoazide (EMA). A lower limit of detection was observed for 10 genome equivalents with an observed Ct value of 34±1.07 in calibration curve generated with 10-fold serial dilutions of E. coli DNA. The turnaround time for processing, including microbial DNA purification, was approximately 4 hours. The developed method showed a high sensitivity with no non-specific amplification and a lower time-to-detection than traditional microbiological methods, demonstrating it to be an efficient means of screening pre-transfusion PCs.

Resumo A contaminação bacteriana dos componentes sanguíneos é um grande desafio na medicina transfusional, principalmente nos concentrados de plaquetas (PCs) devido às condições de armazenamento que favorecem a proliferação bacteriana. Neste estudo, desenvolvemos um protocolo de PCR em tempo real rápido, sensível e específico para a triagem bacteriana de PCs. Um método baseado em PCR em tempo real, controlado internamente, foi otimizado e validado com um Master Mix Universal PCR 16S (IBMP / Fiocruz), que detecta uma região conservada do gene 16S rRNA bacteriano. O background de DNA não específico foi completamente eliminado tratando a PCR Master Mix com monoazida de etídio (EMA). O limite de detecção inferior observado foi de 10 cópias equivalentes do genoma com um valor de Ct 34 ± 1,07, a curva de calibração foi gerada com diluições seriada de 10 vezes do DNA de E. coli. O tempo de processamento, incluindo a purificação microbiana do DNA, foi de aproximadamente 4 horas. O método desenvolvido mostrou alta sensibilidade sem amplificação inespecífica e menor tempo de detecção do que os métodos microbiológicos tradicionais, demonstrando ser um meio eficiente de triagem de PCs pré-transfusionais.