Summary

Ensaio de amplificação isotérmica mediada por loop de transcrição reversa (RT-LAMP) para a detecção específica e rápida do vírus do lago tilápia

Published: May 18, 2020
doi:

Summary

Apresentamos um ensaio RT-LAMP para a detecção de TiLV em peixes de tilápia usando instrumentos simples durante um período relativamente curto de tempo em comparação com as técnicas convencionais de RT-PCR. Este protocolo pode ajudar a controlar a propagação epidêmica do TiLVD, especialmente nos países em desenvolvimento.

Abstract

A doença do vírus do lago tilápia (TiLVD), uma doença viral emergente na tilápia causada pelo vírus do lago tilápia (TiLV), é um desafio persistente na indústria da aquicultura que resultou na morbidade e mortalidade em massa da tilápia em muitas partes do mundo. Um ensaio diagnóstico eficaz, rápido e preciso para a infecção por TiLV é, portanto, necessário para detectar a infecção inicial e prevenir a propagação da doença na aquicultura. Neste estudo, um método de amplificação isotérmica mediada em loop de transcrição reversa altamente sensível e prática (RT-LAMP) é apresentado para detectar o vírus do lago tilápia no tecido dos peixes. A comparação dos ensaios RT-qPCR e RT-LAMP das amostras infectadas revelou resultados positivos em 63 (100%) e 51 (80,95%) amostras, respectivamente. Além disso, uma análise das amostras não infectadas mostrou que todos os 63 tecidos não infectados apresentaram resultados negativos tanto para os ensaios RT-qPCR quanto RT-LAMP. A reatividade cruzada com cinco patógenos na tilápia foi avaliada por rt-lamp, e todos os testes mostraram resultados negativos. Tanto as amostras de fígado quanto de muco obtidas de peixes infectados apresentaram resultados comparáveis usando o método RT-LAMP, sugerindo que o muco pode ser usado em RT-LAMP como um ensaio não letal para evitar matar peixes. Em conclusão, os resultados demonstraram que o ensaio RT-LAMP apresentado fornece um método eficaz para detecção de TiLV em tecido de tilápia no prazo de 1h. Por conseguinte, o método é recomendado como ferramenta de triagem nas fazendas para o diagnóstico rápido do TILV.

Introduction

A doença do vírus do lago tilápia (TiLVD) é uma doença viral na tilápia (Oreochromis spp.) que supostamente causa mortes por tilápia em muitas regiões do mundo, incluindo Ásia1,2, África e América. A doença foi reconhecida pela primeira vez durante a mortalidade em massa da tilápia em 2009 em Israel, onde o número de tilápiasilvestre no Lago Kinneret despencou drasticamente de 257 para 8 toneladas por ano2. A doença é causada pelo vírus do lago tilápia (TiLV), que foi atribuído à família Amnoonviridae como um novo gênero tilápide e uma nova espécie tilápide tilápide3. A caracterização genética do TiLV mostrou que o vírus é um novo vírus RNA de sentido negativo, de sentido único, que tem 10 segmentos codificando 10 proteínas1,2,4. Várias espécies de tilápia do gênero Sarotherodon, Oreochromis, tilapine e outros peixes de água quente (por exemplo, gourami gigante(Osphronemus goramy))mostraram-se suscetíveis ao TiLV2,5. Atualmente, esse vírus continua a se espalhar globalmente, possivelmente através do movimento de peixes vivos infectados6,7, enquanto o risco de transmissão viral através de tilápia congelada ou seu produto é limitado8. A mortalidade substancial por infecção por TiLV tem o potencial de ter um impacto econômico significativamente prejudicial na indústria da tilápia. Por exemplo, o impacto econômico da síndrome da mortalidade no verão no Egito associado à infecção por TiLV foi calculado em US$ 100 milhões9. Nesse meio tempo, é importante desenvolver um método de diagnóstico rápido e adequado para facilitar o controle dessa doença nas fazendas de peixes.

Até agora, o diagnóstico de TiLVD foi baseado em ensaios moleculares, isolamento viral e histopatologia. Diferentes protocolos de PCR e primers foram desenvolvidos para o diagnóstico tilv10,11. Por exemplo, um método de PCR quantitativo de transcrição reversa baseado em verde SYBR (RT-qPCR) com sensibilidade para detectar apenas duas cópias/μL do vírus foi desenvolvido e validado para detecção de TiLV10. Outros métodos de PCR para detecção de TiLV incluem o PCR quantitativo TaqMan11,RT-PCR2,o NS-PCR12aninhado e o RT-PCR13semi-aninhado . No entanto, esses métodos requerem equipamentos de laboratório sofisticados e períodos relativamente longos de tempo para produzir resultados devido à complexidade das reações, o que os torna inadequados para a aplicação em campo.

O ensaio de amplificação isotérmica (LAMP) mediado por loop é uma aplicação rápida, simples e prática para o campo14,15. A técnica emprega o princípio de uma reação de deslocamento de fios, enquanto a reação de amplificação corre sob condições isotérmicas sem um ciclo térmico sofisticado e caro14,15. Consequentemente, produtos LAMP amplificados ou produtos RT-LAMP são analisados em bandas semelhantes a escadas usando eletroforese de gel de agarose com uma mancha fluorescente para visualização segura de DNA ou RNA14 ou observação a olho nu para a presença de turbidez ou um precipitado branco16,17,18. Por essas razões, esta técnica tem sido utilizada para a detecção in loco de diferentes patógenos de peixes17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27. O objetivo deste estudo foi estabelecer um ensaio RT-LAMP rápido, sensível e preciso para detecção de TiLV. O ensaio RT-LAMP oferece triagem para TiLV em amostras de peixes dentro de 30 min. A técnica pode ser aplicada para o diagnóstico e vigilância do TiLVD.

Protocol

Este experimento, que envolveu o uso de tecido animal, foi aprovado pelo Comitê De Cuidados e Uso de Animais Institucionais da Universidade de Kasetsart, Bangkok, Tailândia (número de protocolo ACKU61-VET-009). 1. Coleta de tecidos Eutanie peixes de tilápia usando uma overdose de óleo de cravo (ou seja, mais de 3 mL/L). Tricaine metanosulfonato pode ser usado como uma alternativa ao óleo de cravo. Use tesouras e fórceps de maionese estéreis para abrir o abdômen da …

Representative Results

Neste estudo, foi desenvolvido um ensaio RT-LAMP para detectar a infecção por TiLV na tilápia. As amostras testadas foram coletadas em 14 fazendas localizadas em diferentes partes da Tailândia entre 2015 e 2016. Os peixes infectados e não infectados foram agrupados principalmente com base em diagnósticos físicos e aparências de TiLVD sintomático. Posteriormente, a infecção por TiLV foi confirmada por meio de RT-PCR após o processo de coleta. A eletroforese do gel de agarose e a detecção de uma cor verde lum…

Discussion

A indústria da aquicultura está continuamente ameaçada por infecções virais que causam perdas econômicas substanciais9,,23,28. Por exemplo, o TiLV emergente representa uma grande ameaça aos países produtores de tilápia em muitas partes do mundo1,6,9. Até agora, não há terapêuticaespecífica disponível para prevenir o TiLVD…

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

O projeto é financiado financeiramente pelo Fundo de Pesquisa da Tailândia (TRF) número de subvenção RDG6050078 e o Centro de Estudos Avançados para Agricultura e Alimentação, Instituto de Estudos Avançados, Universidade de Kasetsart, Bangkok, Tailândia sob o Projeto de Pesquisa de Pesquisa de Ensino Superior e Nacional da Universidade de Pesquisa da Tailândia, Escritório da Comissão de Educação Superior, Ministério da Educação, Tailândia. A pesquisa é apoiada em parte pela Bolsa de Pós-Graduação da Escola de Pós-Graduação da Universidade Kasetsart. Os autores gostariam de agradecer ao Dr. Kwanrawee Sirikanchana pela narrativa falando do vídeo e Piyawatchara Sikarin pela edição do vídeo.

Materials

Tissue collection:
Clove oil Better Pharma N/A
Tricaine methanesulfonate Sigma-Aldrich E10521 An alternative option to clove oil
RNA extraction:
Acid guanidinium-phenol based reagent (TRIzol reagent) ThermoFisher Scientific Corp. 15596026
Acid guanidinium-phenol based reagent (GENEzol reagent) Geneaid GZR100
Direct-zol RNA Kit: Zymo Research R2071
– Direct-zol RNA PreWash
– RNA Wash Buffer
– DNase/RNase-free water
– Zymo-spin IIICG columns
– Collection Tubes
RT-LAMP:
1x SD II reaction buffer Biotechrabbit BR1101301
Magnesium sulfate (MgSO4) Sigma-Aldrich 7487-88-9
dNTP set Bioline BIO-39053
Betaine Sigma-Aldrich B2629
Calcein mixture Merck 1461-15-0
Bst DNA polymerase Biotechrabbit BR1101301
AMV reverse transcriptase Promega M510A
Nuclease-free water Invitrogen 10320995
Elite dry bath incubator, single unit Major Science EL-01-220
Gel electrophoresis:
Agarose Vivantis Technologies PC0701-500G
Tris-borate-EDTA (TBE) buffer Sigma-Aldrich SRE0062
Tris-acetic-EDTA (TAE) buffer:
– Tris Vivantis Technologies PR0612-1KG
– Acetic acid (glacial), EMSURE Merck Millipore 1000632500
– Disodium Ethylenediaminetetraacetate dihydrate (EDTA), Vetec Sigma-Aldrich V800170-500G
Neogreen NeoScience Co., Ltd. GR107
DNA gel loading dye (6X) ThermoFisher Scientific Corp. R0611
DNA ladder and markers Vivantis Technologies PC701-100G
Mini Ready Sub-Cell GT (Horizontal electrophoresis system) Bio-Rad 1704487
PowerPac HC power supply Bio-Rad 1645052
Gel Doc EZ System Bio-Rad 1708270
UV sample tray Bio-Rad 1708271
NαBI imager Neogene Science
cDNA synthesis:
ReverTra Ace qPCR RT Kit Toyobo FSQ-101
Viva cDNA Synthesis Kit Vivantis Technologies cDSK01 An alternative option for cDNA synthesis
NanoDrop2000 (microvolume spectrophotometer) ThermoFisher Scientific Corp. ND-2000
T100 Thermal Cycler Bio-Rad 1861096
RT-qPCR:
iTaq Universal SYBR Green Supermix Bio-Rad 1725120
Nuclease-free water, sterile water MultiCell 809-115-CL
8-tube PCR strips, white Bio-Rad TLS0851
Flat PCR tube 8-cap strips, optical Bio-Rad TCS0803
CFX96 Touch Thermal Cycler Bio-Rad 1855196
General equipment and materials:
Mayo scissors N/A
Forceps N/A
Vortex Genie 2 (vortex mixer) Scientific Industries
Microcentrifuge LM-60 LioFuge CM610
Corning LSE mini microcentrifuge Corning 6765
Pipettes Rainin Pipete-Lite XLS
QSP filtered pipette tips Quality Scientific Plastics TF series
Corning Isotip filtered tips Merck CLS series
Nuclease-free 1.5 mL microcentrifuge tubes, NEST Wuxi NEST Biotechnology 615601

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Citer Cet Article
Phusantisampan, T., Rawiwan, P., Roy, S. R. K., Sriariyanun, M., Surachetpong, W. Reverse Transcription Loop-Mediated Isothermal Amplification (RT-LAMP) Assay for the Specific and Rapid Detection of Tilapia Lake Virus. J. Vis. Exp. (159), e61025, doi:10.3791/61025 (2020).

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