Procedure per l'identificazione Infettive prioni dopo il passaggio attraverso l'apparato digerente di una specie aviaria
Summary
Spazzini hanno un potenziale di traslocare infettive trasmissibili prioni dell'encefalopatia spongiforme nelle loro feci in aree indenni. Abbiamo metodi di dettaglio utilizzati per determinare se i prioni scrapie mouse adattati rimangono contagiosi dopo il passaggio se il tratto digestivo di corvi americani (Corvus brachyrhynchos), un consumatore comune di animali morti.
Abstract
Prionica infettiva (PrP Res) materiale è probabile che la causa della fatale, neurodegenerative l'encefalopatia spongiforme trasmissibile (TSE) malattie 1. Trasmissione di malattie TSE, quali sindrome del dimagrimento cronico (CWD), si presume essere da animale ad animale 2,3 così come da fonti ambientali 4-6. Spazzini e carnivori hanno un potenziale di traslocare il materiale PrP Res attraverso il consumo e l'escrezione di carogne CWD contaminati. Studi recenti hanno documentato il passaggio di materiale PrP Res attraverso il sistema digestivo di corvi americani (Corvus brachyrhynchos), un nordamericano tesoro comune 7.
Descriviamo procedure utilizzate per documentare il passaggio del materiale PrP Res attraverso corvi americani. Crows sono stati gavaged con RML-ceppo di topi-adattato scrapie e le loro feci sono stati raccolti 4 ore dopo sonda gastrica. Feci Crow sono stati poi riuniti e iniettato per via intraperitoneale inTopi C57BL / 6. I topi sono stati monitorati giornalmente finché non espressi segni clinici di topo scrapie e sono stati successivamente sottoposti a eutanasia. Topi asintomatici sono stati monitorati fino a 365 giorni dopo l'inoculazione. Western blot è stata condotta per confermare lo stato di malattia. I risultati hanno rivelato che i prioni rimangono contagiosi dopo aver viaggiato attraverso il sistema digestivo di corvi e sono presenti nelle feci, causando la malattia nei topi di prova.
Introduction
Encefalopatie spongiformi trasmissibili (TSE) sono fatali disturbi infettivi neurodegenerative che colpiscono la fauna selvatica, animali domestici, e gli esseri umani. L'agente infettivo delle malattie TSE sembra essere isoforme mal ripiegate o patogeni (PrP Res) di proteine prioniche 1. Malattie TSE animale includono sindrome del dimagrimento cronico (CWD) in cervo mulo (Odocoileus hemionus), cervi dalla coda bianca (Odocoileus virginianus), alce (Cervus elaphus), e alce (Alces alces); scrapie in ovini e caprini; encefalopatia spongiforme bovina ( BSE) nel bestiame domestico; encefalopatia visone in visone d'allevamento; encefalopatia spongiforme felina nei gatti; esotico encefalopatia spongiforme ungulati in zoo esotico rumina della famiglia dei bovidi, e l'encefalopatia spongiforme nei primati non umani 8. Il singolo malattia TSE umana, malattia di Creutzfeldt-Jakob variante è rara e pensato per essere acquisita da consumare PrP Res-Contamincibo ated 9. Allo stesso modo, la BSE può infettare l'uomo se manzo contaminato è consumato 10. Di tutte le malattie TSE, scrapie e CWD sono gli unici due con epidemie autosufficienti e fonti per l'infezione si presume essere da animale ad animale 2,3,11 così come da fonti ambientali 4-6. La ricerca suggerisce che la maggior parte delle malattie EST richiedono notevoli tempi di incubazione lunghi di esposizione eventi naturali di PrP Res alla manifestazione dei segni clinici 2-4,6,8 e delle specie apparenti ostacoli minimizzano, ma non eliminano il rischio di trasmissione interspecie 12-14 .
Identificare i meccanismi per la diffusione del prione infettivo (PrP Res) materiale è estremamente importante per rispondere alle domande su come le malattie EST muovono attraverso il paesaggio. Indagini sperimentali hanno suggerito che gli insetti 15,16, pollame e suini 17, e corvi americani (Corvus brachyrhynchos) 7,18 sono vettori passivi o dispersori di materiale PrP Res. Passaggio di materiale PrP Res attraverso il sistema digestivo di corvi è stato recentemente documentato, dimostrando il ruolo che possono svolgere in dispersione delle malattie TSE 7. Questi risultati rendono plausibile che i corvi, uno spazzino, potrebbero incontrare, consumano, e trasportano materiale infetto tramite le feci deposizione, in aree indenni.
Le procedure dimostriamo qui sono stati usati per documentare il passaggio del materiale PrP Res attraverso il sistema di digestione di corvi e notevolmente facilitare l'applicazione di questi metodi per altri scavenger e modelli carnivoro specie-specifiche in ricerche future correlate. In questo studio sono stati utilizzati i metodi convenzionali per indagare su un mezzo non convenzionali di traffico di materiale PrP Res, che potrebbe contribuire alla diffusione e gravità complessiva della materia PrP Res.
Protocol
Representative Results
Discussion
Dimostriamo una procedura per documentare il passaggio del materiale PrP Res attraverso il sistema digestivo di corvi. Abbiamo usato metodi convenzionali per determinare se i corvi hanno la possibilità di traslocare il materiale PrP Res per aree geografiche indenni. Altri hanno valutato la resistenza di PrP Res ai ruminanti 19-21 e roditori 22,23 fluidi digestivi, entrambi i quali non è riuscito a eliminarlo. La futura applicazione di queste tecniche dovrebbe esse…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Vorremmo ringraziare S. Werner per fornire i corvi utilizzati in questo studio e USDA, APHIS, WS, NWRC personale cura degli animali per la cura degli animali e monitoraggio. Menzione o l'uso di un prodotto non implica l'approvazione USDA. Finanziamento per questo studio è stato fornito da USDA, APHIS, servizi veterinari.
Materials
| RML Chandler strain mouse-adapted scrapie | Rocky Mountain Laboratories | ||
| RC57BL/6 mice | Hilltop Lab Animals | ||
| American crows | wild captured | ||
| Pen/Strep | Invitrogen | 15140-122 | |
| Phosphate buffered Saline | Invitrogen | 70011-044 | |
| Sonicator | Misonix | ||
| Proteinase-K solution | Roche | 3115887001 | |
| Loading buffer | Invitrogen | NP0007 and 0009 | |
| Bis-tris SDS PAGE 12% gel | Invitrogen | NP0342 | |
| Immobilon PVDF membrane | Millipore | 1SEQ00010 | |
| Tween 20 | Sigma Aldrich | P2287 | |
| Bullet blender homogenizer | Braintree Scientific | BBX24B | |
| 2.3 mm Zirconia/silica beads | BioSpec Products | 11079125Z | |
| Bar224 anti-PrP monoclonal antibody | Cayman Chemical | 10009035 | |
| Superblock | Thermo Scientific | 37517 | |
| chemiluminescent substrate | Millipore | WBKLS0500 | |
| G-box gel documentation system | Syngene |
References
- Prusiner, S. B. Novel proteinaceous infectious particles cause scrapie. Science. 216 (4542), 136-144 (1982).
- Miller, M. W., Williams, E. S., et al. Epizootiology of chronic wasting disease in free-ranging cervids in Colorado and Wyoming. Journal of Wildlife Diseases. 36 (4), 676-690 (2000).
- Miller, M. W., Williams, E. S. Horizontal prion transmission in mule deer. Nature. 425 (6953), 35-36 (2003).
- Sigurdson, C. J., Adriano, A. Chronic Wasting Disease. Biochimica et Biophysica Acta. 1772 (6), 610-618 (2007).
- Miller, M. W., Williams, E. S., Hobbs, N. T., Wolfe, L. L. Environmental sources of prion transmission in mule deer. Emerging Infectious Diseases. 10 (6), 1003-1006 (2004).
- Mathiason, C. K., Hays, S. A., et al. Infectious prions in pre-clinical deer and transmission of chronic wasting disease solely by environmental exposure. PLoS ONE. 4 (6), e5916 (2009).
- VerCauteren, K. C., Pilon, J. L., Nash, P. B., Phillips, G. E., Fischer, J. W. Prion remains infectious after passage through digestive system of American crows (Corvus crachyrhunchos). PLoS ONE. 7 (10), e45774 (2012).
- Imran, M., Mahmood, S. An overview of animal prion diseases. Virology Journal. 8 (493), (2011).
- Watts, J. C., Balachandran, A., Westaway, D. The expanding universe of prion disease. PLoS PATHOGENS. 2 (3), e26 (2006).
- Bruce, M. E., et al. Transmissions to mice indicate that ‘new variant’ CJD is caused by the BSE agent. Nature. 389 (6650), 498-501 (1997).
- Ryder, S., Dexter, G., Bellworty, S., Tongue, S. Demonstration of lateral transmission of scrapie between sheep kept under natural conditions using lymphoid tissue biopsy. Research in Veterinary Science. 76 (2004), 211-217 (2004).
- Collinge, J. The risk of prion zoonoses. Science. 335 (6067), 411-413 (2012).
- Beringue, V., Vilotte, J. L., Laude, H. Prion agent diversity and species barrier. Veterinary Research. 39 (47), (2008).
- Harrington, R. D., Baszler, T., et al. A species barrier limits transmission of chronic wasting disease to mink (Mustela vison). The Journal of General Virology. 89 (4), 1086-1096 (2008).
- Wisniewski, H. M., Sigurdarson, S., Rubenstein, R., Kascsak, R. J., Carp, R. I. Mites as vectors for scrapie. Lancet. 347 (9008), 1114 (1996).
- Post, K., Riesner, D., Walldorf, V., Mehlhorn, H. Fly larvae and pupae as vectors for scrapie. Lancet. 354 (9194), 1969-1970 (1999).
- Matthews, D., Cooke, B. C. The potential for transmissible spongiform encephalopathies in non-ruminant livestock and fish. Revue Scientifique Et Technique-Office International Des Epizooties. 22 (1), 283-296 (2003).
- Jennelle, C. S., Samuel, M. D., Nolden, C. A., Berkley EA, . Deer carcass decomposition and potential scavenger exposure to chronic wasting disease. Journal of Wildlife Management. 73 (5), 655-662 (2009).
- Scherbel, C., Pichner, R., et al. Degradation of scrapie associated prion protein (PrPSc) by the gastrointestinal microbiota of cattle. Veterinary Research. 37 (5), 695-703 (2006).
- Jeffrey, M., Gonzaález, L., et al. Transportation of prion protein across the intestinal mucosa of scrapie susceptible and scrapie-resistant sheep. Journal of Pathology. 209 (1), 4-14 (2006).
- Nicholson, E. M., Richt, J. A., Rasmussen, M. A., Hamir, A. N., Lebepe-Mazur, S., Horst, R. L. Exposure of sheep scrapie brain homogenate to rumen-simulating conditions does not result in a reduction of PrP(Sc) levels. Letters in Applied Microbiology. 44 (6), 631-636 (2007).
- Motes C, M. a. l. u. q. u. e. r. d. e., Grassi, J., et al. Excretion of BSE and scrapie prions in stools from murine models. Veterinary Microbiology. 131 (1-2), 205-211 (2008).
- Kruger, D., Thomzig, A., Lenz, G., Kampf, K., McBride, P., Beekes, M. Faecal shedding, alimentary clearance and intestinal spread of prions in hamsters fed with scrapie. Veterinary Research. 40 (1), 4 (2009).
- Mathiason, C. K., Nalls, A. V., et al. Susceptibility of domestic cats to chronic wasting disease. Journal of Virology. 87 (4), 1947-1956 (2013).
- Bjorndal, K. A. Flexibility of digestive responses in two generalist herbivores, the tortoises Geochelone carbonaria and Geochelone denticulate. Oecologia. 78 (3), 317-321 (1989).
- Clark, R. G., Gentle, G. C. Estimates of grain passage time in captive mallards. Canadian Journal of Zoology. 68 (11), 2275-2279 (1990).
- Dierenfeld, E. S., Koontz, F. W. Feed intake, digestion and passage of proboscis monkey (Nasalis larvatus) in captivity. Primates. 33 (3), 399-405 (1992).
- Thompson, A. K., Samuel, M. D., Van Deelen, T. R. Alternative feeding strategies and potential disease transmission in Wisconsin white-tailed deer. Journal of Wildlife Management. 72 (2), 416-421 (2008).
- Pulford, B., Spraker, T. A., et al. Detection of PrPCWD in feces from naturally exposed Rocky Mountain elk (Cervus elaphus nelsoni) using protein misfolding cyclic amplification. Journal of Wildlife Diseases. 48 (2), 425-433 (2012).
- Hicks, R. E. Guano deposition in an Oklahoma crow roost. Condor. 81 (3), 247-250 (1979).
- Aldous, S. E. Winter habits of crows in Oklahoma. Journal of Wildlife Management. 73 (4), 290-295 (1944).
