Presentamos un protocolo completo para el diagnóstico postmortem de la rabia animal en condiciones de campo utilizando una prueba de diagnóstico inmunocromatográfico rápido (RIDT), desde el muestreo de biopsia cerebral hasta la interpretación final. También describimos otras aplicaciones que utilizan el dispositivo para el análisis molecular y el genotipado viral.
Los sistemas funcionales de vigilancia de la rabia son cruciales para proporcionar datos fiables y aumentar el compromiso político necesario para el control de enfermedades. Hasta la fecha, los animales sospechosos de ser rabiosos positivos deben someterse a una confirmación postmortem utilizando métodos de laboratorio clásicos o moleculares. Sin embargo, la mayoría de las zonas endémicas se encuentran en países de ingresos bajos y medianos, donde el diagnóstico de rabia animal se limita a los laboratorios veterinarios centrales. La escasa disponibilidad de la infraestructura de vigilancia conduce a la falta de información de enfermedades graves desde zonas remotas. Recientemente se han desarrollado varios protocolos de diagnóstico que requieren poca experiencia técnica, proporcionando la oportunidad de establecer el diagnóstico de la rabia en laboratorios descentralizados. Aquí presentamos un protocolo completo para el diagnóstico postmortem de campo de la rabia animal utilizando una prueba de diagnóstico inmunocromatográfico rápido (RIDT), desde el muestreo de biopsia cerebral hasta la interpretación final. Completamos el protocolo describiendo un uso adicional del dispositivo para el análisis molecular y el genotipado viral. RidT detecta fácilmente el virus de la rabia y otros lyssavirus en muestras cerebrales. El principio de tales pruebas es simple: el material cerebral se aplica en una tira reactiva donde los anticuerpos conjugados con oro se unen específicamente a los antígenos de la rabia. Los complejos antígeno-anticuerpos se unen aún más a los anticuerpos fijos en la línea de ensayo, lo que resulta en una línea púrpura claramente visible. El virus se inactiva en la tira reactiva, pero el ARN viral se puede extraer posteriormente. Esto permite que la tira de prueba, en lugar de la muestra cerebral infecciosa, se envíe de forma segura y fácil a un laboratorio equipado para su confirmación y tipificación molecular. Sobre la base de una modificación del protocolo del fabricante, encontramos una mayor sensibilidad a la prueba, alcanzando el 98% en comparación con el método de referencia estándar de oro, la prueba directa de anticuerpos de inmunofluorescencia. Las ventajas de la prueba son numerosas: rápida, fácil de usar, de bajo costo y sin necesidad de infraestructura de laboratorio, como microscopía o cumplimiento de la cadena de frío. Los RID representan una alternativa útil para las áreas donde los métodos de diagnóstico de referencia no están disponibles.
La rabia canina es la principal causa de la rabia humana, responsable mundialmente de aproximadamente 59.000 muertes humanas al año, casi todas ocurridas en países de ingresos bajos y medianos (LMIC) en Asia y Africa1. El principal agente etiológico es un virus de rabia clásica asociado a los caninos neurotrópicos (RABV, familia Rhabdoviridae,género Lyssavirus, especies de lyssavirusde la rabia). Sin embargo, otros lyssavirus relacionados con la rabia, que circulan principalmente en especies de murciélagos, también causanenfermedades 2,,3. En las regiones afectadas, la vigilancia y el control de las enfermedades a menudo se ven obstaculizados por un compromiso político de bajo nivel probablemente debido a la falta de datos fiables4,,5,,6. Una razón para la subinformación de enfermedades es la ausencia de diagnóstico de laboratorio, debido en parte al acceso limitado a laboratorios equipados y personal capacitado, así como a las dificultades de envío de los especímenes. El diagnóstico de laboratorio es necesario para confirmar los casos de rabia y, además, permite la caracterización genética de las cepas implicadas, proporcionando información sobre la transmisión del virus a nivel regional4,,5,,7.
Las normas actuales de oro para el diagnóstico de rabia postmortem, aprobadas tanto por la Organización Mundial de la Salud (OMS) como por la Organización Mundial de Sanidad Animal (OIE), son la prueba de anticuerpos fluorescentes directos (DFAT), la prueba de inmunohistoquímica rápida directa (DRIT) y los métodos moleculares (por ejemplo, la reacción en cadena de la biomerasa de transcripción inversa (RT-PCR))4,,8. Sin embargo, la aplicación adecuada en los LMIC sigue siendo limitada debido a instalaciones de laboratorio inadecuadas con una fuente de alimentación inconsistente, transporte de muestras no refrigerados y falta de un sistema de gestión de la calidad. Debido a que el diagnóstico de rabia animal normalmente sólo se lleva a cabo en laboratorios veterinarios centrales en LMIC, los datos de vigilancia existentes reflejan principalmente la situación de la rabia en las zonas urbanas.
Las alternativas de diagnóstico de baja tecnología desarrolladas recientemente ofrecen oportunidades para establecer el diagnóstico de la rabia en áreas remotas y laboratorios descentralizados de rabia4,,8,,9. La prueba de diagnóstico inmunocromatográfico rápido (RIDT) es una prueba de flujo lateral basada en inmunocromatografía utilizando anticuerpos detectores conjugados de oro y es una herramienta de diagnóstico de rabia muyprometedora 10,11,12,13. El principio es simple: después de la dilución, el material cerebral se mezcla en el tampón proporcionado, y se aplican unas gotas en la tira reactiva donde los anticuerpos monoclonales conjugados con oro se unen específicamente a los antígenos de la rabia, principalmente las nucleoproteínas (Figura 1). Los complejos antígeno-anticuerpos se someten a una migración de flujo lateral, uniéndose en la línea de ensayo (línea T) a anticuerpos fijos contra antígenos de rabia, lo que resulta en una línea púrpura claramente visible. Los anticuerpos conjugados de oro restantes no unidos a antígenos de rabia continúan migrando y fijados a la membrana a través de anticuerpos de apuntamiento adicionales, lo que resulta en una línea de control púrpura claramente visible (línea C).
El método de un solo paso y bajo costo es rápido, extremadamente fácil y no requiere equipos costosos ni condiciones especiales de almacenamiento. Con la modificación del protocolo del fabricante para eliminar el paso de dilución, casi todos los equipos y reactivos necesarios para realizar la prueba se incluyen en el kit14. El resultado se lee después de 5-10 minutos sin un microscopio. Esta es una ventaja importante sobre la prueba DFAT, que requiere un microscopio de fluorescencia y un conjugado de inmunofluorescencia, junto con el transporte refrigerado y el almacenamiento de muestras. Incluso la prueba DRIT, que se puede realizar con un microscopio de luz, requiere una cadena de frío continua para almacenar los anticuerpos antirrábicos, que tampoco están disponibles comercialmente. En comparación con el DRIT, el RIDT no requiere productos químicos tóxicos, una ventaja particular en los países donde la eliminación de residuos está mal regulada. La prueba rápida consume menos tiempo con una interpretación mucho más fácil en comparación con las pruebas estándar de oro DFAT y DRIT. Esto permite realizar pruebas in situ por personal con experiencia técnica limitada.
En función de estas propiedades de prueba, se hace factible un diagnóstico rápido de animales sospechosos en zonas remotas, lo que facilita la implementación de la profilaxis post exposición (PEP) para las personas expuestas lo antes posible. Además, no es necesario el transporte a distancia de muestras de rabia, lo que resulta en una mejor calidad de la muestra en el momento de la prueba. Sin embargo, los resultados obtenidos con las pruebas RIDT deben confirmarse actualmente mediante una prueba de diagnóstico de referencia como DFAT o DRIT.
Se han evaluado las técnicas RIDT para la detección de RABV y otros lyssavirus. Uno de los primeros estudios fue realizado por investigadores coreanos en 200710. En comparación con el método DFAT, en 51 muestras de animales y 4 aislados rabina, el RIDT mostró una sensibilidad y especificidad del 91,7% y el 100%, respectivamente. Estos resultados se confirmaron más tarde con 110 muestras de cerebro animal de Corea, con sensibilidad y especificidad, en comparación con DFAT, de 95% y 98,9%, respectivamente15. Más recientemente, otros estudios evaluaron el rendimiento de este RIDT utilizando aislados de virus y/o muestras cerebrales infectadas de varios animales con diferentes orígenes geográficos. Se detectó con éxito un panel de 21 muestras, entre ellas el RABV africano y otros lincesávirus africanos (virus Duvenhage (DUVV), el virus del murciélago de Lagos (LBV) y el virus Mokola (MOKV), con una sensibilidad del 100% en comparación con el DFAT16. Alta sensibilidad similar (96,5%) y especificidad (100%) los valores se obtuvieron de un panel de 115 muestras cerebrales de Etiopía17. Otro estudio evaluó los aislados europeos de RABV, otros dos lissavirus europeos (lissavirus europeo de murciélagos tipo 1 (EBLV-1) y tipo 2 (EBLV-2)), y el lissavirus de murciélago australiano (ABLV)18. Basándose en el análisis de 172 muestras de cerebro animal, el kit RIDT tenía una sensibilidad del 88,3% y una especificidad del 100% en comparación con DFAT, y se detectaron con éxito los tres analvirus relacionados con la rabia. En este estudio, algunos de los falsos resultados negativos provienen de muestras cerebrales almacenadas en tampón de glicerol, lo que sugiere que la eliminación inadecuada de glicerol influyó en el flujo capilar o la unión de anticuerpos. Un análisis reciente de 43 muestras clínicas de murciélagos australianos confirmó los resultados de pruebas anteriores, con total concordancia con DFAT19. Se realizaron dos estudios en la India utilizando el RIDT en un número limitado de muestras clínicas (11 y 34 muestras). En comparación con DFAT, la sensibilidad fue entre 85,7% y 91,7% y la especificidad fue del 100%20,,21. Otra evaluación de este kit utilizando 80 muestras de cerebro animal de Africa, Europa y Oriente Medio obtuvo la concordancia completa con DFAT para la especificidad (100%) pero una mayor sensibilidad (96,9%) en comparación con los estudios anteriores22. En una reciente comparación entre laboratorios de este RIDT realizada en 22 laboratorios diferentes utilizando un panel de 10 muestras, la concordancia global fue del 99,5%23.
Sólo un estudio multicéntrico reciente mostró un rendimiento general del RID24. Se probaron muestras de tres conjuntos de datos diferentes y se proporcionaron valores variables de sensibilidad y especificidad en comparación con DFAT. Por ejemplo, la sensibilidad y especificidad obtenidas con el primer panel (n-51) y el segundo panel (n-31) de muestras de animales infectados experimentales, todas probadas en el laboratorio A, dieron una sensibilidad del 16% y del 43%, respectivamente, mientras que la especificidad fue del 100% para ambos. Por el contrario, los resultados del tercer panel (n-30) de muestras clínicas de campo analizadas por el laboratorio B proporcionaron una concordancia completa con los resultados de DFAT, que fue confirmada casi por completo por el laboratorio A (85% de sensibilidad y 100% de especificidad). Se sugirió la variación de lote a lote como una posible explicación para la sensibilidad relativamente baja fluctuante con RIDT24.
Al mismo tiempo, otro estudio realizó un proceso de validación similar al RIDT descrito anteriormente, con una modificación del protocolo14recomendado por el fabricante. El paso de pre-dilución (1:10) en PBS se omitió durante la preparación del material cerebral. Sobre la base de este protocolo modificado más simple, los autores obtuvieron sensibilidad y especificidad de 95,3% y 93,3%, respectivamente, en comparación con DFAT mediante pruebas, en condiciones de laboratorio, de un conjunto de datos de 73 muestras de cerebro animal, infectadas de forma natural o experimental con varias cepas rabV. El estudio presentó la primera evaluación de este RIDT en un entorno de campo (Chad, Africa). En 48 muestras clínicas de cerebro, la sensibilidad y especificidad fueron del 94,4% y 100%, respectivamente. Las discrepancias entre DFAT y RIDT se debieron a resultados falsos positivos con DFAT, determinados después de la confirmación con RT-PCR. Cuando se suprimieron estos resultados, hubo una concordancia completa y demostró que el RIDT era más fiable que DFAT en estas condiciones de campo14. No se observó ninguna variación de lote a lote mediante el protocolo modificado. Cuando el protocolo modificado se aplicó a un pequeño número de muestras divergentes DFAT/RIDT (n-8) en el estudio de Eggerbauer et al.24, todas fueron encontradas concordantes (100% sensibilidad).
Otra ventaja importante del RIDT es el uso secundario para la detección de ARN viral fijado en la tira utilizando técnicas moleculares (como RT-PCR) y posterior genotipado14,24. Después de un paso de extracción, Léchenne yotros 14 demostraron ARN viral fijado en la membrana del dispositivo Anigen utilizando RT-PCR con una sensibilidad del 86,3% en un panel de 51 muestras (incluidas 18 muestras probadas y enviadas desde Chad a temperatura ambiente). El genotipado posterior fue posible en el 93% de las 14 muestras analizadas. Se utilizó la secuenciación de Sanger de amplicons pcr de al menos 500 nucleótidos de longitud. Además de los aislados rabino, la prueba detectó otras cuatro especies de lissavirus, DUVV, EBLV-1, EBLV-2 y Bokeloh bat lyssavirus (BBLV), durante una prueba internacional inter-laboratorio totalmente concordante14. La sensibilidad de la detección de ARN viral fue aún mayor (100%) en el estudio de Eggerbauer et al., basado en el examen de muestras de laboratorio24. Este último estudio también demostró que el búfer utilizado en el virus inactivado del kit RIDT. De este modo, los dispositivos se pueden enviar fácilmente, a temperatura ambiente sin precauciones específicas de bioseguridad a los laboratorios de referencia, para la confirmación molecular y el genotipado.
Basándose en las evaluaciones anteriores, las herramientas RIDT ofrecen numerosas ventajas para su uso en la configuración de campo, especialmente cuando las técnicas de diagnóstico de referencia no están disponibles. Sin embargo, esta prueba también tiene algunas limitaciones, en particular, baja sensibilidad de la detección de antígenos14,24. La prueba es aplicable a muestras que contienen grandes cantidades de antígenos virales, como muestras cerebrales. Sin embargo, no es apropiado para otras muestras como saliva u otros fluidos corporales. Otro inconveniente es el costo del dispositivo (alrededor de 5-10 Euros en Europa), que es menos costoso en comparación con el costo de realizar DFAT, RT-PCR o DRIT, pero que sigue siendo alto para los LMIC. Sin embargo, el desarrollo futuro y la validación de RID similares de otras empresas podrían conducir a una disminución de los precios. Un estudio informó de variaciones de lote a lote. Aunque no son reportados por otros, los estrictos controles de calidad deben realizarse al probar un nuevo lote, como para cualquier reactivo utilizado en un entorno de gestión de calidad. El uso del protocolo modificado no se modificó cuando se utilizaron diferentes lotes14. Todos menos un estudio demostraron que la sensibilidad de RDIT era alta en comparación con DFAT (alrededor del 90%-95%). Debido a que la rabia es siempre fatal, todavía se recomienda encarecidamente confirmar cualquier resultado negativo con RDIT utilizando una prueba de diagnóstico de referencia como DFAT, DRIT o RT-PCR14.
En este manuscrito, presentamos un protocolo completo para el diagnóstico postmortem de campo de la rabia animal basado en un ejemplo de un RIDT comercializado, desde la recolección de muestras cerebrales hasta la aplicación de un protocolo modificado en comparación con las recomendaciones del fabricante (que fueron previamente validadas14) y el posterior análisis molecular. Este protocolo se aplicó y validó muchas veces en condiciones de campo en el Oeste y el Africa Central, donde el RIDT se utilizaba rutinariamente para el diagnóstico de la rabia junto con la prueba DFAT. Además, demostramos una segunda aplicación para el dispositivo, en entornos de laboratorio, para la extracción y detección utilizando RT-PCR de ARN viral fijado en el dispositivo.
El RIDT es un método simple, rápido y de bajo costo para el diagnóstico postmortem de rabia y una alternativa de campo prometedor a las pruebas de laboratorio. La aplicación de esta prueba, especialmente para las zonas descentralizadas de los países de ingresos bajos y medianos, mejoraría la comprensión de la prevalencia y transmisión del virus de la rabia a escala local y potencialmente nacional. Cuando se combina con el método de recolección rápida de muestras cerebrales (sin necropsía completa), una gran ventaja es que la prueba se puede realizar completamente en el entorno de campo, lejos de las instalaciones de laboratorio. Las muestras cerebrales recogidas a través del foramen magnum se pueden utilizar para las pruebas, por lo que no es necesario abrir completamente el cráneo del animal. La prueba es fácil de realizar e interpretar y es especialmente adecuada para las actividades de vigilancia sobre el terreno14. Otras ventajas del RIDT sobre el DFAT o DRIT son la necesidad de controles positivos y negativos y almacenamiento del kit a temperatura ambiente. Además, el protocolo modificado, donde se omite el paso de dilución (1:10) en PBS, no requiere reactivos adicionales para realizar la prueba y simplifica aún más el procedimiento en condiciones de campo.
Un punto clave es la calidad de las muestras cerebrales. Las muestras deben recogerse y analizarse tan pronto como sea posible después de la muerte del animal sospechoso, o mantenerse a temperatura fría antes de la prueba, para evitar la degradación. Las muestras descompuestas no deben probarse porque pueden afectar al resultado (riesgo de falso resultado negativo). Aunque todavía no hay datos disponibles sobre la pérdida de sensibilidad del RIDT a lo largo del tiempo para las muestras cerebrales, hipotetlamos que es similar en comparación con la pruebaDFAT 32. Sin embargo, el tiempo entre la muerte del animal y la realización de la prueba se puede reducir, ya que la prueba se puede hacer de forma rápida y directa en el campo. Por lo tanto, en general existe un menor riesgo de muestras descompuestas.
Otro paso crítico dentro del protocolo es la migración de suspensión de ejemplo. La migración debe comenzar directamente después del depósito de la muestra (1-5 min). Por lo tanto, la alta viscosidad de la suspensión podría influir negativamente en la migración. Rascar suavemente la parte inferior del sitio de depósito del dispositivo con el cuentagotas y agregar 1-2 gotas más a menudo resuelve este problema, y la migración comienza inmediatamente después.
La mayoría de las pruebas de RIDT realizadas en laboratorios africanos (Chad, Costa de Marfil y Malí) se realizaron a temperatura ambiente que puede superar los 30 oC, mientras que el rango de temperatura para el almacenamiento y uso recomendado por el fabricante es de 15 oC a 30 oC. Aunque no identificamos ningún impacto de alta temperatura en el rendimiento de las pruebas RIDT, es necesario evaluarlo más cuidadosamente. Del mismo modo, el impacto de la alta temperatura durante el almacenamiento y el transporte del dispositivo después de su uso para la detección de ARN viral y el genotipado necesita una evaluación adicional. La sensibilidad de la detección de ARN viral por RT-qPCR de la tira RIDT puede verse afectada por la calidad de la muestra cerebral utilizada inicialmente en la prueba, pero también por la condición de almacenamiento de las pruebas RIDT después de su uso. Por ejemplo, la sensibilidad de la detección de ARN fue mayor cuando las pruebas RIDT utilizadas se almacenaron en condiciones de laboratorio controladas (94,7%) en comparación con las condiciones de campo (por ejemplo, Chad) (81,2%)14. Estas condiciones también pueden afectar a la integridad (especialmente la longitud) del ARN fijado en la tira, posiblemente explicando la sensibilidad moderada para el genotipado basado en amplicons PCR más largos (por ejemplo, >500 nucleótidos)14. La sensibilidad de RT-qPCR realizada en la tira de prueba fue inferior a la obtenida utilizando tarjetas Whatman de TLC (80,6%)14. Al igual que otras técnicas moleculares, la carga viral también puede afectar el éxito del genotipado basado en tiras RDIT, con resultados negativos potenciales para muestras con baja carga viral14.
La OMS y la OIE no recomiendan actualmente la prueba para el diagnóstico rutinario y la vigilancia de la enfermedad, y el resultado no puede utilizarse por sí solo para guiar la toma de decisiones sobre la PEP. Todavía se necesita una validación de prueba adicional. Sin embargo, un diagnóstico rápido y preciso de la rabia es un elemento crucial de los sistemas continuos de vigilancia de la rabia que funcionan bien y es fundamental para aumentar el compromiso político, que es eminentemente importante para el control sostenible de la rabia33. Las pruebas RIDT ofrecen nuevas oportunidades de diagnóstico de la rabia en este contexto y son una herramienta útil para ampliar la vigilancia de la rabia animal en el campo en las zonas enzoóticas de ingresos bajos o medianos.
The authors have nothing to disclose.
Este trabajo fue apoyado a través de la Alianza Mundial para las Vacunas y la Inmunización (GAVI), la Fundación Wolfermann N’geli, la Cooperación Africana de Investigación (SARECO), el SWF Stiftung f’r wissenschaftliche Forschung, la Freiwillige Akademische Gesellschaft (FAG) Basel, el Programa Bilateral de Cooperación Científica y Tecnológica de Suiza con Asia y la Fundación Novartis para la investigación biomédica.
Agradecemos especialmente a los dueños de perros, el personal veterinario y el personal del laboratorio por su gran compromiso. También queremos reconocer a Lisa Crump por la edición de idiomas.
Anti-Rabies Nucleocapsid Conjugate (lyophilizied, adsorbed) | Bio-Rad, France | 3572112 | Fluorescein-5-isothiocyanate (FITC) conjugated polyclonal antibody against the nucleocapsid of rabies virus. Use for the DFAT reference tecnnique. |
Applied Biosystems 7500 Real-Time PCR System | Applied Biosystems, France | 4351104 | Amplification of the viral RNA by RT-qPCR after extraction from the RIDT device. |
Disposable plastic pipette, drinking straw, clamp, dropper | – | – | Equipment used for the collection of the brain stem (medulla oblongata) via the foramen magnus (occipital route). |
Evans Blue Solution 1% | Bio-Rad, France | 3574911 | Counter-coloration used for the DFAT to facilite the reading under UV microscope. |
Primer eGFPF1 | Eurofins Genomics, Germany | – | Forward primer for the amplification of the internal control eGFP by RT-qPCR after RNA extraction from the RIDT device, sequence: 5'-GACCACTACCAGCAGAACAC-3'. |
Primer eGFPR2 | Eurofins Genomics, Germany | – | Reverse primer for the amplification of the internal control eGFP by RT-qPCR after extraction from the RIDT device, sequence: 5'-GAACTCCAGCAGGACCATG-3'. |
Primer Taq17 revlong | Eurofins Genomics, Germany | – | Reverse primer for the amplification of the viral RNA by RT-qPCR after RNA extraction from the RIDT device, sequence: 5'-ATGAGAAGTGG AAYAAYCATCA-3'. |
Primer Taq3 long | Eurofins Genomics, Germany | – | Forward primer for the amplification of the viral RNA by RT-qPCR after RNA extraction from the RIDT device, sequence: 5'-GATCTGTCTGAA TAATAGAYCCARG-3'. |
Probe eGFP FAM/TAMRA | Eurofins Genomics, Germany | – | Forward primer for the amplification of the internal control by RT-qPCR after extraction from the RIDT device, sequence: 5'-AGCACCCAGT CCGCCCTGAGCA-3'. |
Probe RABV4 FAM/TAMRA | Eurofins Genomics, Germany | – | Probe for the amplification of the viral RNA by RT-qPCR after RNA extraction from the RIDT device, sequence: 5'-AACACYTGATCBA GKACAGARAAYACATC-3'. |
Probe RABV5 FAM/TAMRA | Eurofins Genomics, Germany | – | Probe for the amplification of the viral RNA by RT-qPCR after RNA extraction from the RIDT device, sequence: 5'-AGRGTGTTTTCYAG RACWCAYGAGTTTTTYCA-3'. |
Rapid Rabies Ag Test Kit | BioNote Inc., Republic of Korea | RG18-01DD | Rapid immunochromatographic diagnostic test (RIDT, also named lateral flow device or LFD) for the post-mortem diagnosis of rabies. |
Recombinant RNasin Ribonuclease Inhibitor | Promega, USA | N2515 | Enzyme used with the kit for the amplification of the viral RNA by RT-qPCR after extraction from the RIDT device. |
SuperScript III Platinum One-Step qRT-PCR Kit | Invitrogen, France | 11732-020 | Kit for the amplification of the viral RNA by RT-qPCR after extraction from the RIDT device. |
TRIzol Reagent | Invitrogen, France | 15596026 | Phenol/chloroforme based total RNA extraction using the cellulose membrane of the RIDT. |