Summary

Procedimentos para identificar Infecciosas príons após a passagem através do sistema digestivo de uma espécie de aves

Published: November 06, 2013
doi:

Summary

Catadores têm potencial para translocam infecciosas transmissíveis prions encefalopatia espongiforme em suas fezes para áreas livres da doença. Nós métodos de detalhes usados ​​para determinar se prions de scrapie mouse adaptados permanecer infeccioso após a passagem que o trato digestivo dos corvos-americanos (Corvus brachyrhynchos), o consumidor comum de animais mortos.

Abstract

Material de príon infeccioso (PrP Res) é provável que a causa da fatal, neurodegenerativa Encefalopatia Espongiforme Transmissível (EET) doenças 1. A transmissão de doenças TSE, tais como a doença debilitante crónica (CWD), presume-se ser de animal para animal de 2,3, bem como a partir de fontes ambientais 4-6. Catadores e carnívoros têm potencial para translocação de material PrP Res através do consumo e excreção de carniça contaminados com CWD. Trabalhos recentes tem documentado passagem de material PrP Res através do sistema digestivo dos corvos-americanos (Corvus brachyrhynchos), um limpador norte-americano comum 7.

Nós descrevemos os procedimentos utilizados para documentar a passagem de material PrP Res através corvos americanos. Crows foram tratadas por gavage com RML-deformação scrapie adaptado do rato e suas fezes foram coletadas 4 post hr gavage. Fezes galinha foram em seguida reunidas e injectadas por via intraperitoneal emC57BL / 6. Ratos foram monitorados diariamente até que eles manifestaram sinais clínicos de rato scrapie e foram, posteriormente, submetidos à eutanásia. Camundongos assintomáticos foram monitoradas durante 365 dias após a inoculação. Análise de Western blot foi realizada para confirmar o estado da doença. Os resultados revelaram que os príons infecciosos permanecer depois de viajar através do sistema digestivo de corvos e estão presentes nas fezes, causando doença em ratos de teste.

Introduction

As encefalopatias espongiformes transmissíveis (EET) são desordens neurodegenerativas fatais infecciosas que afetam a vida selvagem, os animais domésticos e seres humanos. O agente infeccioso de doenças TSE parece ser isoformas deformadas ou patogênicos (PrP Res) de uma proteína príon. EET animal incluem doença debilitante crônica (CWD) em veados (Odocoileus hemionus), veados de cauda branca (Odocoileus), alces (Cervus elaphus) e alce (Alces alces); scrapie em ovinos e caprinos; encefalopatia espongiforme bovina ( BSE) em gado doméstico; encefalopatia mink transmissível em mink viveiro; encefalopatia espongiforme felina em gatos; exótico encefalopatia espongiforme ungulados em exótico jardim zoológico rumina da família dos bovídeos, e encefalopatia espongiforme em primatas não humanos 8. A doença TSE humano único, a doença de Creutzfeldt-Jakob variante, é raro e pensado para ser adquirida através do consumo de PrP Res-contaminalimentos ciado 9. Da mesma forma, a EEB pode infectar os seres humanos se carne contaminada é consumida 10. De todas as doenças TSE, scrapie e CWD são os dois únicos com epidemias auto-sustentáveis ​​e fontes de infecção se presume ser de animal para animal 2,3,11, bem como a partir de fontes ambientais 4-6. A pesquisa sugere que a maioria das doenças TSE exigem períodos de incubação prolongados notáveis ​​de eventos de exposição naturais de PrP Res a manifestação de sinais clínicos 2-4,6,8 e barreiras de espécies aparentes minimizar, mas não eliminar o potencial de, a transmissão entre espécies 12-14 .

Identificar mecanismos para a propagação do príon infeccioso (PrP Res) o material é extremamente importante para responder a perguntas sobre como as doenças TSE mover por toda a paisagem. Estudos experimentais têm sugerido que os insetos 15,16, aves e suínos 17, e os corvos-americanos (Corvus brachyrhynchos) 7,18 são portadores passivos ou dispersores de material PrP Res. A passagem de material de PrP Res através do sistema digestivo de corvos foi recentemente documentado, demonstrando o papel que podem desempenhar na dispersão de doenças TSE 7. Estes resultados tornam plausível que corvos, um limpador, poderia encontrar, consumir e transportar o material infeccioso via deposição de fezes, para áreas livres da doença.

Os procedimentos que demonstram aqui foram usados ​​para documentar a passagem de material PrP Res através do sistema de digestão de corvos e vai facilitar muito a aplicação destes métodos para outro limpador e modelos específicos de espécies de carnívoros em futuras pesquisas relacionadas. Neste estudo foram utilizados os métodos convencionais para investigar um meio não-convencionais de tráfico de material PrP Res, o que poderia contribuir para a disseminação e carga global de material PrP Res.

Protocol

Nosso protocolo foi adaptado de um nós publicado anteriormente 7. Todos os procedimentos envolvendo animais foram aprovados pelo Comitê do Departamento de Agricultura dos EUA (USDA), de animais e plantas Serviço de Inspeção de Saúde (APHIS), Wildlife Services (WS), Centro Nacional de Pesquisa da Vida Selvagem (NWRC) Institutional Animal Care e Use. 1. Corvo Gavaging Estimar o tempo de passagem do 'material cerebral pseudo' através do trato digestivo de co…

Representative Results

Os procedimentos utilizados demonstram que o sistema digestivo do corvos não elimina PrP Res. infecciosidade 4 h após gavagem oral de homogeneizado de cérebro scrapie 7. Todos os vinte corvos que foram tratadas por gavage com material PrP Res posteriormente transmitidos material de PrP Res via fezes de ratos. Ratos doentes foram identificados pela manifestação dos sinais rato-scrapie clínicos e confirmação da doença foi completada por análise de Western blot. <p …

Discussion

Nós demonstramos um procedimento para documentar a passagem de material de PrP Res através do sistema digestivo de corvos. Usamos métodos convencionais para determinar se os corvos têm a capacidade de translocação de material PrP Res para áreas geográficas livres da doença. Outros avaliaram a resistência de PrP Res para ruminantes 19-21 e roedores 22,23 fluidos digestivos, sendo que ambos não conseguiram eliminá-lo. A futura aplicação destas técnicas …

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Gostaríamos de agradecer a S. Werner para fornecer os corvos utilizados neste estudo e USDA, APHIS, WS, NWRC equipe de cuidados de animais para cuidar dos animais e monitoramento. Mencione ou utilização de um produto não implica o endosso do USDA. O financiamento para este estudo foi fornecido pelo USDA, APHIS, Serviços Veterinários.

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

  1. Prusiner, S. B. Novel proteinaceous infectious particles cause scrapie. Science. 216 (4542), 136-144 (1982).
  2. 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).
  3. Miller, M. W., Williams, E. S. Horizontal prion transmission in mule deer. Nature. 425 (6953), 35-36 (2003).
  4. Sigurdson, C. J., Adriano, A. Chronic Wasting Disease. Biochimica et Biophysica Acta. 1772 (6), 610-618 (2007).
  5. 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).
  6. 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).
  7. 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).
  8. Imran, M., Mahmood, S. An overview of animal prion diseases. Virology Journal. 8 (493), (2011).
  9. Watts, J. C., Balachandran, A., Westaway, D. The expanding universe of prion disease. PLoS PATHOGENS. 2 (3), e26 (2006).
  10. 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).
  11. 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).
  12. Collinge, J. The risk of prion zoonoses. Science. 335 (6067), 411-413 (2012).
  13. Beringue, V., Vilotte, J. L., Laude, H. Prion agent diversity and species barrier. Veterinary Research. 39 (47), (2008).
  14. 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).
  15. Wisniewski, H. M., Sigurdarson, S., Rubenstein, R., Kascsak, R. J., Carp, R. I. Mites as vectors for scrapie. Lancet. 347 (9008), 1114 (1996).
  16. Post, K., Riesner, D., Walldorf, V., Mehlhorn, H. Fly larvae and pupae as vectors for scrapie. Lancet. 354 (9194), 1969-1970 (1999).
  17. 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).
  18. 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).
  19. 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).
  20. 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).
  21. 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).
  22. 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).
  23. 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).
  24. Mathiason, C. K., Nalls, A. V., et al. Susceptibility of domestic cats to chronic wasting disease. Journal of Virology. 87 (4), 1947-1956 (2013).
  25. Bjorndal, K. A. Flexibility of digestive responses in two generalist herbivores, the tortoises Geochelone carbonaria and Geochelone denticulate. Oecologia. 78 (3), 317-321 (1989).
  26. Clark, R. G., Gentle, G. C. Estimates of grain passage time in captive mallards. Canadian Journal of Zoology. 68 (11), 2275-2279 (1990).
  27. Dierenfeld, E. S., Koontz, F. W. Feed intake, digestion and passage of proboscis monkey (Nasalis larvatus) in captivity. Primates. 33 (3), 399-405 (1992).
  28. 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).
  29. 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).
  30. Hicks, R. E. Guano deposition in an Oklahoma crow roost. Condor. 81 (3), 247-250 (1979).
  31. Aldous, S. E. Winter habits of crows in Oklahoma. Journal of Wildlife Management. 73 (4), 290-295 (1944).

Play Video

Cite This Article
Fischer, J. W., Nichols, T. A., Phillips, G. E., VerCauteren, K. C. Procedures for Identifying Infectious Prions After Passage Through the Digestive System of an Avian Species. J. Vis. Exp. (81), e50853, doi:10.3791/50853 (2013).

View Video