Procedures voor het identificeren van Besmettelijke Prions na passage door het spijsverteringsstelsel van een vogelsoort
Summary
Aaseters hebben potentieel om besmettelijke overdraagbare spongiforme encefalopathie prionen translokeren in hun uitwerpselen te ziektevrije gebieden. We detail methoden die worden gebruikt om te bepalen of de muis aangepast scrapie prionen infectieus blijven na passage al is het spijsverteringskanaal van de Amerikaanse kraaien (Corvus brachyrhynchos), een gemeenschappelijke consument van dode dieren.
Abstract
Infectieuze prion (PrP Res) materiaal is waarschijnlijk de oorzaak van fatale, neurodegeneratieve overdraagbare spongiforme encefalopathieën (TSE) ziekten 1. Overdracht van TSE ziekten, zoals chronische wasting disease (CWD), wordt geacht te zijn van dier tot dier 2,3 en uit omgevingsbronnen 4-6. Aaseters en carnivoren hebben potentieel om PrP Res materiaal translocatie door de consumptie en de uitscheiding van CWD-besmette kadavers. Recent werk heeft passage van PrP Res materiaal gedocumenteerd door het spijsverteringsstelsel van de Amerikaanse kraaien (Corvus brachyrhynchos), een gemeenschappelijke Noord-Amerikaanse scavenger 7.
We beschrijven procedures die gebruikt worden om de doorgang van PrP Res materiaal documenteren door Amerikaanse kraaien. Kraaien werden gavaged met RML-stam-muis aangepast scrapie en hun uitwerpselen werden verzameld 4 uur na maagsonde. Crow ontlasting werden vervolgens samengevoegd en intraperitoneaal geïnjecteerdC57BL / 6 muizen. Muizen werden dagelijks gecontroleerd totdat ze uitgedrukt klinische symptomen van muis scrapie en werden daarna gedood. Asymptomatische muizen werden gevolgd tot 365 dagen na de inenting. Western blot analyse werd uitgevoerd om ziektestatus bevestigen. Resultaten bleek dat prionen infectieus blijven na een reis door het spijsverteringsstelsel van kraaien en aanwezig in de ontlasting zijn, waardoor de ziekte in de test muizen.
Introduction
Overdraagbare spongiforme encefalopathieën (TSE) zijn fatale besmettelijke neurodegeneratieve aandoeningen die dieren beïnvloeden, huisdieren en mensen. De ziekteverwekker van TSE-ziekten lijkt verkeerd gevouwen of pathogene isovormen (PrP Res) van prion-eiwitten 1 zijn. Dierlijke TSE-ziekten omvatten Chronic Wasting Disease (CWD) bij muildierhert (Odocoileus hemionus), wit-staart hert (virginianus), elanden (Cervus elaphus), en elanden (Alces Alces), scrapie bij schapen en geiten, boviene spongiforme encefalopathie ( BSE) in vee; overdraagbare encefalopathie van de nerts in gekweekte nertsen; katachtige spongiforme encefalopathie bij katten; exotische hoefdieren spongiforme encefalopathie in exotische dierentuin herkauwt van de familie Bovidae, en spongiforme encefalopathie bij niet-humane primaten 8. De single menselijke ziekte TSE, variant van de ziekte van Creutzfeldt-Jakob, is zeldzaam en gedacht te worden overgenomen door het consumeren van PrP Res-Contaminated eten 9. Op dezelfde manier kan BSE mensen besmetten als besmet rundvlees wordt verbruikt 10. Van alle TSE-ziekten, scrapie en CWD zijn de enige twee met zelfdragende epidemieën en de bronnen van infectie word aangenomen dat van dier tot dier 2,3,11 en uit omgevingsbronnen 4-6. Uit onderzoek blijkt dat de meeste TSE-ziekten vereisen opmerkelijk langere incubatie door natuurlijke blootstelling gebeurtenissen van PrP Res materiaal manifestatie van klinische symptomen 2-4,6,8 en schijnbare soort barrières te minimaliseren, maar het potentieel voor, tussen soorten transmissie 12-14 niet elimineren .
Het identificeren van mechanismen voor de verspreiding van besmettelijke prion (PrP Res) materiaal is uiterst belangrijk voor het beantwoorden van vragen over het TSE-ziekten bewegen over het landschap. Experimentele onderzoeken hebben gesuggereerd dat 15,16, pluimvee en varkens 17, en Amerikaanse kraaien (Corvus brac insectenhyrhynchos) 7,18 zijn passieve dragers of Verspreiders van PrP Res materiaal. Passage van PrP Res materiaal door het spijsverteringsstelsel van kraaien is onlangs gedocumenteerd, het aantonen van de rol die zij kunnen spelen bij de verspreiding van TSE-ziekten 7. Deze resultaten maken het aannemelijk dat kraaien, een aaseter, zou kunnen tegenkomen, consumeren, en transporteren infectieus materiaal via uitwerpselen depositie, naar ziektevrije gebieden.
De procedures die we hier laten zien werden gebruikt om de passage van PrP Res materiaal te documenteren door het spijsverteringsstelsel van kraaien en zal de toepassing van deze methoden om andere aaseter en carnivoor soortspecifieke modellen in gerelateerde toekomstig onderzoek aanzienlijk vergemakkelijken. In deze studie werden conventionele methoden gebruikt om een onconventionele middelen van mensenhandel PrP Res materiaal, die kunnen bijdragen tot de verspreiding en de totale lasten van PrP Res materiaal te onderzoeken.
Protocol
Representative Results
Discussion
We tonen een procedure om doorgang van PrP Res materiaal te documenteren door het spijsverteringsstelsel van kraaien. We gebruikten gebruikelijke werkwijzen om te bepalen of kraaien de mogelijkheid om PrP Res materiaal verplaatsen naar ziektevrije geografische gebieden. Anderen hebben weerstand van PrP Res geëvalueerd om 19-21 en knaagdieren 22,23 spijsverteringssappen, die beide niet in geslaagd om het te elimineren herkauwers. Toekomstige toepassing van deze tech…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Wij willen S. Werner bedanken voor de kraaien die in deze studie en USDA, APHIS, WS, NWRC dierenverzorgers voor dierlijke zorg en monitoring. Vermelden of het gebruik van een product impliceert niet USDA goedkeuring. Financiering voor deze studie werd verstrekt door USDA, APHIS, de Veterinaire Diensten.
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).
