Summary

Procedimientos para la Identificación de priones infecciosos después de pasar por el sistema digestivo de una especie de aves

Published: November 06, 2013
doi:

Summary

Los carroñeros tienen potencial para trasladar infecciosas priones de encefalopatía espongiforme transmisible en sus heces a las zonas libres de la enfermedad. Nos detalle los métodos utilizados para determinar si priones de scrapie adaptados-ratón permanecen infecciosa después del paso a través del tracto digestivo de cuervos americanos (Corvus brachyrhynchos), un consumidor común de animales muertos.

Abstract

Priónica infecciosa (PrP Res) material es probablemente la causa de la fatal neurodegenerativa encefalopatía espongiforme transmisible (EET) enfermedades 1. La transmisión de las EET, como la caquexia crónica (CWD), se presume que es de un animal a 2,3, así como de fuentes ambientales 4-6. Los carroñeros y carnívoros tienen potencial para trasladar material de PrP Res a través del consumo y la excreción de carroña CWD-contaminada. Trabajos recientes han documentado el paso de material PrP Res a través del sistema digestivo de los cuervos americanos (Corvus brachyrhynchos), un carroñero norteamericano común 7.

Se describen los procedimientos utilizados para documentar el paso de material PrP Res través de cuervos americanos. Cuervos fueron alimentadas por sonda con RML-tembladera cepa adaptada a ratón y sus heces se recogieron 4 h después de alimentación forzada. Crow heces fueron reunidas después y se inyectaron por vía intraperitoneal enC57BL / 6 ratones. Los ratones fueron controlados diariamente hasta que expresaron los signos clínicos de la tembladera de ratón y se sacrificaron a partir de entonces. Ratones asintomáticos fueron monitoreados hasta 365 días después de la inoculación. Se realizó un análisis de Western blot para confirmar el estado de la enfermedad. Los resultados revelaron que los priones infecciosos permanecen después de viajar a través del sistema digestivo de cuervos y están presentes en las heces, causante de la enfermedad en los ratones de prueba.

Introduction

Las encefalopatías espongiformes transmisibles (EET) son enfermedades infecciosas mortales neurodegenerativas que afectan a la vida silvestre, los animales domésticos y los seres humanos. El agente infeccioso de las EET parece ser isoformas mal plegadas o patógenos (PrP Res) de proteínas priónicas 1. Las EET animales incluyen la caquexia crónica (CWD) en el venado bura (Odocoileus hemionus), el venado cola blanca (Odocoileus virginianus), el alce (Cervus elaphus), y el alce (Alces alces), la tembladera en ovinos y caprinos; encefalopatía espongiforme bovina ( EEB) en bovinos domésticos; encefalopatía transmisible del visón en el visón de criadero; encefalopatía espongiforme felina en gatos; exótica encefalopatía espongiforme de ungulados exóticos en zoológico rumia de la familia de los bóvidos, y la encefalopatía espongiforme en los primates no humanos 8. La enfermedad TSE humano único, la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob variante, es raro y pensado para ser adquirida por el consumo de PrP Res-contamialimentos ATED 9. Del mismo modo, la EEB puede infectar a los seres humanos si carne contaminada se consume 10. De todas las enfermedades EET, la tembladera y la caquexia crónica son los dos únicos con las epidemias y las fuentes de infección autosostenibles se supone que son de un animal a 2,3,11, así como de fuentes ambientales 4-6. La investigación sugiere que la mayoría de las EET requieren períodos de incubación prolongados notables de eventos de exposición naturales de materiales PrP Res a la manifestación de signos clínicos 2-4,6,8 y barreras de las especies aparentes minimizar, pero no eliminan la posibilidad de que, la transmisión entre 12-14 .

Identificar mecanismos para la difusión de la (PrP Res) Material prión infeccioso es extremadamente importante para responder a las preguntas acerca de cómo las EET se mueven a través del paisaje. Las investigaciones experimentales han sugerido que los insectos 15,16, aves de corral y cerdos 17, y cuervos americanos (Corvus brachyrhynchos) 7,18 son portadores pasivos o dispersores de material PrP Res. La aprobación de material de PrP Res a través del sistema digestivo de los cuervos se ha documentado recientemente, lo que demuestra el papel que pueden desempeñar en la dispersión de las EET 7. Estos resultados hacen que sea posible que los cuervos, un carroñero, podrían encontrar, consumen, y transportan material infeccioso a través de las heces de depósito, a las zonas libres de la enfermedad.

Los procedimientos demostramos aquí se utilizan para documentar el paso de material PrP Res a través del sistema de digestión de los cuervos y facilitará en gran medida la aplicación de estos métodos para otro carroñero y modelos específicos de especies de carnívoros en futuras investigaciones relacionadas. En este estudio se utilizaron métodos convencionales para investigar un medio no convencional de la trata de material PrP Res, que podría contribuir a la difusión y la carga total de material de PrP Res.

Protocol

Nuestro protocolo es una adaptación de una publicamos previamente 7. Todos los procedimientos con animales fueron aprobados por el Comité del Departamento de Agricultura de EE.UU. (USDA), Servicio de Inspección de Sanidad Agropecuaria (APHIS), Wildlife Services (WS), Centro Nacional de Investigación de la Vida Silvestre (CNRH) Cuidado de Animales institucional y el uso. 1. Crow gavaging Estimar el tiempo de paso de la "materia cerebral seudo 'a través del …

Representative Results

Los procedimientos utilizados demuestran que el sistema digestivo de cuervos no elimina la PrP Res. infectividad 4 horas después de la alimentación forzada oral de homogeneizado de cerebro tembladera 7. Los veinte cuervos que fueron alimentadas por sonda con material de PrP Res transmiten posteriormente el material PrP Res vía heces a los ratones. Ratones enfermos se identificaron por la manifestación de signos-ratón de tembladera clínicos y la confirmación de la enferm…

Discussion

Se demuestra un procedimiento para documentar el paso de material de PrP Res. través del sistema digestivo de cuervos. Se utilizaron los métodos convencionales para determinar si los cuervos tienen la capacidad de trasladar material de PrP Res a las áreas geográficas libres de la enfermedad. Otros han evaluado la resistencia de PrP Res a rumiantes y roedores 19-21 22,23 líquidos digestivos, los cuales no pudieron eliminarlo. Futura aplicación de estas técnicas debe ser …

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Nos gustaría dar las gracias a S. Werner para la prestación de los cuervos utilizados en este estudio y el USDA, APHIS, WS, NWRC personal de cuidado de los animales para el cuidado de los animales y la vigilancia. Mención o uso de un producto no implica aprobación USDA. Los fondos para este estudio fue proporcionado por la USDA, APHIS, Servicios Veterinarios.

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).
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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).

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