Kinetoplastid Biology and Disease, 2005; 4: 5-5 (más artículos en esta revista)

Detección de tripanosomas en los pequeños rumiantes y los cerdos, en el oeste de Kenya: los embalses importante en la epidemiología de la enfermedad del sueño?

BioMed Central
Musa O Ng'ayo (motieno@nairobi.mimcom.net) [1], Zablon K Njiru (zknjiru@hotmail.com) [3], Eucharia U Kenya (ukunomakenya@yahoo.com) [1], Geoffrey M Muluvi ( Gmmuluvi@avu.org) [1], Ellie O Osir (eosir@icipe.org) [2], Daniel K Masiga (dmasiga@icipe.org) [1]
[1] Departamento de Bioquímica y Biotecnología, Universidad Kenyatta, PO Box 43844, 00100 - Nairobi, Kenya
[2] Biología Molecular y Departamento de Bioquímica, Centro Internacional de Fisiología y Ecología de los Insectos, Duduville, Kasarani, PO Box 30772, 00100 - Nairobi, Kenya
[3] Centro de Investigación de la tripanosomiasis, Kenya Agricultural Research Institute, PO Box 362, Kikuyu, Kenya
[4] Western Australia Biomedical Research Institute, Division of Health Sciences, School of Veterinary and Biomedical Sciences, Murdoch University, Murdoch, WA 6150, Australia

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Resumen
Antecedentes

Tripanosomiasis es un impedimento importante para la ganadería en el África subsahariana y los límites que todo el potencial de desarrollo agrícola en los 36 países donde es endémica. En el hombre, la enfermedad del sueño es mortal si no se trata y las causas de morbilidad severa. Este estudio se realizó en el occidente de Kenya, que es una zona endémica para la tripanosomiasis humana y del ganado. Si bien la tripanosomiasis en la ganadería está presente en altos niveles de endemicidad, la enfermedad del sueño se produce en niveles bajos a lo largo de extensos períodos, intercalados con las epidemias, lo que subraya la complejidad de la epidemiología de las enfermedades. En este estudio, hemos tratado de investigar la prevalencia de tripanosomas en los pequeños rumiantes y los cerdos, y el potencial de estos reservorios de la ganadería como potencialmente infecciosos humanos de tripanosomas. El estudio se realizó en 5 aldeas, para abordar dos cuestiones clave: i) son los pequeños rumiantes y los cerdos importante en la dinámica de transmisión de la tripanosomiasis? Y ii), el puerto es lo que potencialmente infecciosos tripanosomas humanos? Las respuestas a estas preguntas son importantes en el desarrollo de estrategias para el control tanto de la ganadería y la tripanosomiasis humana.

Resultados

Ochenta y seis animales, lo que representa el 21,3% de las 402 incluidas en la muestra en los 5 pueblos, fueron detectados como positivos por PCR utilizando un grupo de iniciadores tripanosomas que se identifican con el nivel de las especies y sub-especies. Se trata de agruparse bajo la denominación de 23 (5,7%), infecciones de T. Vivax, 22 (5,5%), de T. Simiae, 21 (5,2%), de la T. Congolense clado y 20 (5,0%), de T. Brucei ssp. Las ovejas se trypanosome más susceptibles a la infección, en comparación con las cabras y los cerdos. Los 20 T. Brucei muestras positivas fueron evaluados por PCR para detectar la presencia de la Resistencia Suero Asociado (SRA) de genes, que se ha relacionado con la infección en humanos T. B. Rhodesiense. Tres muestras (un cerdo, una oveja y una cabra) tienen el gen SRA. Estos resultados sugieren que las ovejas, cabras y cerdos, que se mantienen, junto con el ganado, pueden albergar humanos-infecciosos tripanosomas.

Conclusión

Llegamos a la conclusión de que todos los animales que se encuentran en este T. B. Rhodesiense área endémica natural de adquirir infecciones de tripanosomas, y por lo tanto son importantes en el ciclo de transmisión. Ovejas, cabras y cerdos puerto tripanosomas que son potencialmente infecciosos para el hombre. Por lo tanto, el control de la tripanosomiasis en estos animales es esencial para el éxito de cualquier estrategia de control de la enfermedad en el hombre y el ganado.

Antecedentes

Tripanosomiasis africana ha afectado profundamente a la solución y el desarrollo económico en gran parte del continente africano, especialmente al sur del desierto del Sáhara en el que se transmite principalmente por la mosca tsé-tsé. La superposición de un mapa de la distribución del ganado y la de la mosca tse tse infestación destaca la medida en que la mosca tsetsé y la tripanosomiasis impiden el desarrollo de la ganadería [1]. Además, la enfermedad del sueño o de África Trypanosomosis Humanos (HAT) es el responsable de una considerable morbilidad y mortalidad en muchos países del África subsahariana. La enfermedad del sueño es provocada por dos protozoos parásitos del género Trypanosoma: Trypanosoma brucei rhodesiense y T. B. Gambiense. Este último se caracteriza por una enfermedad crónica en el hombre, a menudo durante varios años, y se distribuye principalmente en África occidental y central. T. B. Rhodesiense es más grave, con síntomas clínicos evidentes dentro de semanas de la infección y se limita a África oriental y meridional. Durante mucho tiempo, la vida silvestre se consideraron las más importantes, quizás el único reservorio de la enfermedad del sueño tanto en la ganadería y la tripanosomiasis. Sin embargo, esto cambió cuando se demostró que el ganado se reservorios de T. B. Rhodesiense en Kenya [2]. Con respecto a T. B. Gambiense por otra parte, se ha demostrado que los cerdos son reservorios [3], aunque una consecuencia directa hombre-mosca ciclo de transmisión hombre-es considerado el más importante [4]. La grave naturaleza de la enfermedad del sueño debido a la T. B. Rhodesiense parece que se opone a esta, con lo que la presencia de un reservorio no humano obligatoria en el mantenimiento de un foco endémico. Los recientes casos de las zonas donde la vida silvestre están protegidos, como el Parque Nacional de Serengueti en Tanzania, indican que la vida silvestre siga desempeñando un papel en la transmisión de la enfermedad del sueño [5].

A diferencia de los bovinos, ovinos y caprinos se mantienen en una gama muy amplia de zonas agro-ecológicas [1], donde contribuyen considerablemente a las economías rurales como fuente de carne, leche, el estiércol y fácilmente la renta disponible [6]. Los primeros informes sugirieron que tripanosomiasis no era una importante enfermedad en los pequeños rumiantes [7]. Sin embargo, estudios más recientes han demostrado claramente que las ovejas y las cabras adquirir infecciones naturales [8 - 12], y sufren pérdidas económicas [13, 14]. Tripanosomas también se han mostrado de infectar cerdos, con informes de infecciones naturales en diferentes regiones de África [9, 11, 15, 16].

Este estudio se realizó en el occidente de Kenya, que es una zona endémica para los africanos Trypanosomosis (HAT) o la enfermedad del sueño, y varias especies de tripanosomas de importancia veterinaria. Hemos tratado de investigar el papel de los pequeños rumiantes y los cerdos en la transmisión dinámica de la tripanosomiasis. En este ámbito, los cerdos son cada vez más mantenerse tan libre-gama de ganado, presumiblemente próspera como resultado de la variada naturaleza de su dieta. Nuestros esfuerzos para identificar T. B. Rhodesiense se han beneficiado de las pruebas de que el gen Suero Resistencia Asociado (SRA) es ubicuo entre todos T. B. Rhodesiense aislamientos probado hasta ahora que también se han caracterizado por otros criterios bioquímicos [17 - 19].

Resultados
Detección de tripanosomas

La capa leucocitaria y la técnica de centrifugación hematocrito (HCT) [20] examen de sangre de los 402 animales detectados 5 trypanosome infecciones, como se muestra en la Tabla 1. Las infecciones fueron detectados por microscopía de un T. Congolense, T. Vivax y tres T. Brucei; no se detectaron infecciones mixtas usando microscopía solo. Todos los 402 animales muestreados fueron sometidos a análisis de PCR para la detección de los tripanosomas, sobre la base de los primers específicos para las distintas especies y subespecies (Tabla 2]. Ochenta y seis (18,9%) de los animales se encontraron 402 infectados por PCR. Treinta y un (27,7%) de un total de 112 animales examinados de Obuchun estaban infectadas por varias especies de tripanosomas. La tasa de infección fue 28,05% (23/82) en Amoni, 22,1% (15/68) en Ongariama, el 19,2% (10/52) en Amase y 7,9% (7 / 88) en Rukada. Veinticuatro de los 95 ovinos muestra (25,3%) estaban infectados, mientras 52/255 cabras (20,0%) y 10/52 cerdos (19,2%) estaban infectados. No hubo diferencias significativas en la infección entre los animales (p> 0,05).

La prevalencia de las especies trypanosome

La prevalencia de Trypanosoma vivax como fue detectado por PCR 23 (5,7%), T. Simiae 22 (5,5%), T. Congolense sabana 9 (2,2%), T. Congolense Kilifi 12 (3,0%) y T. Brucei ssp 20 (5,0%). Un número de infecciones mixtas se registraron en este estudio; T. Savannah congolense y T. Brucei se tropezó dos veces, y hay una infección mixta de T. Congolense y T. congolense Savannah Simiae. Ovejas llevadas significativamente más infecciones de T. Congolense Kilifi de cabras (χ 2 = 9,8, df = 1, p <0,05) y de manera similar con T. Brucei ssp (χ 2 = 6,6, df = 1, p <0,05). Había más T. Vivax en cabras y cerdos que en ovinos, respectivamente, y esta diferencia fue significativa (p <0,05).

Presencia de Suero de Resistencia Asociado (SRA) Gene

Veinte muestras en la que T. brucei spp. Se detectó por PCR fueron evaluadas por la presencia de la SRA. Este análisis dio lugar a 3 muestras positivas para la SRA de genes (de una cabra, cerdo y oveja) (Figura 1], lo que demuestra la presencia de este gen asociado con la infección en humanos tripanosomas infectar ganado distintas de ganado.

Discusión
Tripanosomas en los pequeños rumiantes

Existen pocos registros sobre el efecto de la tripanosomiasis en los pequeños rumiantes, en el este de África. Sin embargo, el trabajo de Griffin y Allonby [8, 13], que utiliza el examen microscópico de los frotis de sangre para demostrar que la enfermedad es una importante infección natural, es una notable excepción. Estos autores también informaron de que los pequeños rumiantes sobrevivido mejor que el ganado en virtud de mediano tsetsé desafío. Estudios más recientes realizadas en una zona de alta mosca tsetsé reto han demostrado que los pequeños rumiantes sucumbir a la tripanosomiasis y pesadas que las pérdidas económicas ocasionadas es [12, 14]. Aunque el microscópico técnicas que se utilizan en estos estudios tienen limitaciones de sensibilidad [20], que ofrecen una base importante para la investigación de la importancia de la tripanosomiasis en los pequeños rumiantes. En el presente estudio, usando PCR aumentado el número de infecciones detectado de 5 a 86, mejorando considerablemente nuestra comprensión de la prevalencia de la tripanosomiasis en los pequeños rumiantes y los cerdos.

Un mayor porcentaje de ovejas están infectadas en comparación con cabras y cerdos, los resultados que son consistentes con otros estudios han demostrado que los ovinos que se infectan con más frecuencia que las cabras en condiciones naturales [9, 11, 12], [21 - 24]. Todas estas conclusiones, extraídas de los experimentos realizados en diferentes razas de cabras sugieren que son más refractarios a trypanosome infecciones de las ovejas. La presencia de muchos de los pequeños rumiantes con T. Simiae (5 ovejas y 16 cabras), muestra que este trypanosome tiene el potencial de impactar negativamente en la creciente importancia de la ganadería porcina en el área de estudio. Nuestros datos muestran también que las ovejas son más frecuentemente infectados con T. Kilifi congolense y T. Brucei, mientras que los cerdos y las cabras son más frecuentemente infectados con T. Vivax.

Todas las 5 aldeas, excepto Ongariama, había infecciones de T. Congolense, posiblemente el más importante de los agentes patógenos del ganado en África. También, con la excepción de Rukada y Amoni, T. Vivax fueron identificados. Estas dos especies son las más importantes tripanosomas del ganado en África. Teniendo en cuenta la mayor trypanotolerance de los pequeños rumiantes, que pueden actuar como reservorios de estos patógenos, por lo tanto, limitar el impacto económico de la ganadería.

Trypanosome infecciones en los cerdos

La presencia de tripanosomas en cerdos ha sido documentada de distintas partes de África [9, 11, 15, 16]. En el presente estudio, de los 10 cerdos infectados, 3 a cargo T. Brucei ssp., 5 T. Vivax, y hay una infección por cada uno de T. Congolense y T. congolense Savannah Simiae. De importante relevancia para la enfermedad del sueño epidemiología, la SRA gen se detectó en un cerdo llevando T. Brucei. Estos datos muestran que los cerdos desempeñan un papel en la epidemiología de las tripanosomiasis humana y animal.

Reservorios de la enfermedad del sueño

Los pequeños rumiantes y los cerdos constituyen un componente clave de los animales en el área de estudio. Es ahora bien conocido que estos ganado naturalmente trypanosome adquirir infecciones. Sobre la base de la amplificación de ADN de genes de la SRA, este estudio muestra que las ovejas, las cabras y los cerdos pueden albergar T. B. Rhodesiense. Es en este contexto que las investigaciones se llevaron a cabo en estos ganado como posibles reservorios de T. B. Rhodesiense. Los informes que implican a ganado se remontan a los seres humanos de la infección con patógenos aislados de ganado [2]. En el período intermedio, las descripciones de los tripanosomas infecciosos en el ganado bovino se han hecho sobre la base de multilocus impronta genética [15], y, más recientemente, la presencia de la SRA gen como un marcador [17, 18]. La epidemiología de HAT en el oeste de Kenya es muy compleja, y los factores clave que puede variar dentro de muy poco las distancias geográficas. La existencia de dos especies de la mosca tsé-tsé, G. Y G. pallidipes Fuscipes fuscipes, que tienen diferentes hábitat, la alimentación y las preferencias, se suma a esta complejidad. G. Fuscipes fuscipes alimenta principalmente en el Nilo lagarto monitor, Varanus niloticus [25]. Esto probablemente llevado a los experimentos que condujeron al aislamiento de T. Brucei de un monitor lagarto [26], pero la capacidad de estos reptiles de sangre fría para apoyar tripanosomas, Stercorarian distintas formas, tales como T. Grayi continúa sin confirmarse.

La capacidad para identificar T. B. Rhodesiense en los embalses y la mosca tse tse proporciona un medio para estimar el riesgo de enfermedades, incluso en ausencia de infecciones humanas actuales. Nuestro estudio también identificó un cerdo que estaba infectado con tripanosomas del gen que lleva la SRA. Se estima que hay más de 10000 cerdos criados en un libre-gama sistema de gestión en el área (Dr. Samuel Maina, comunicación personal). Su gran número, y las pruebas que pueden actuar como reservorios de relieve la importancia de este estudio sobre la salud y el desarrollo económico de las zonas rurales de África, incluso en una pequeña escala geográfica.

Conclusión

Hasta la fecha, no se hacen esfuerzos importantes, ya sea por los agentes del gobierno, o de los agricultores para el control de tripanosomiasis en los pequeños rumiantes y los cerdos. Este estudio contribuye a la comprensión de la epidemiología de la enfermedad del sueño y la ganadería tripanosomiasis en este ámbito, con consecuencias para toda la cuenca del lago Victoria. Nuestra conclusión es que los pequeños rumiantes y los cerdos puede constituir un perdurable depósito de tripanosomas que infectan a los seres humanos y el ganado. Los esfuerzos concertados para el control de estos tripanosomas en el ganado puede contribuir de manera significativa a un enfoque multidisciplinario para el control de tripanosomiasis, en el oeste de Kenia, y otras áreas donde la enfermedad es endémica, y tener un impacto en el bienestar de los habitantes de esta región.

Métodos
Área de estudio

El área de estudio incluyó dos distritos en el oeste de Kenya, Busia y Teso. La toma de muestras se llevó a cabo en cinco aldeas: Rukada en el distrito de Busia; Amoni, Amase, Obuchun y Ongariama en el distrito de Teso (Figura 2]. Estas aldeas se seleccionaron sobre la base de la que ha informado de casos de la enfermedad del sueño en un plazo de alrededor de 10 años antes del estudio. Las muestras se recogieron en agosto de 2001 durante un período de dos semanas. Los dos distritos se encuentran entre la latitud 0 ° 1'South y 0 ° 46 'Norte y longitud 33 ° 54' Oeste y 34 ° 26 'Este (Figura 2]. La altitud varía de 1130 1375 m. La precipitación media anual es de 1500 mm dividido entre dos estaciones, mientras que la temperatura máxima anual varía de 26 º C a 30 º C y temperaturas mínimas varían de los 14 ° C hasta 18 ° C. Busia Distrito fronteras Lago Victoria y toda la zona de estudio está atravesado por dos afluentes (ríos y Sio Malaba) y varios arroyos que alimentan en ellos. Se trata de un área de la agricultura mixta, con una variedad de especies de ganado, principalmente bovino, ovino y caprino. En los dos últimos decenios, la libre-gama cría de cerdos ha aumentado de manera constante. Dos especies de la mosca tsé-tsé (Diptera: Glossinidae) infestan la zona. G. Fuscipes fuscipes, que es una especie ribereña, asociados a los ríos y arroyos y las orillas del lago Victoria, en tanto que G. Pallidipes es más ampliamente distribuido y asociados a arbustos, matorrales y pastizales abiertos. La distribución de G. Pallidipes es discontinua y se produce en varios pequeños focos de infestación (Kenya Instituto de Investigaciones de la tripanosomiasis, no publicado). En las zonas infestadas de G. Pallidipes, arbustos de Lantana camara, un hábitat adecuado para el descanso y larviposition son generalizadas.

Toma de muestras de animales

Se tomaron muestras de sangre de 402 animales (255 cabras, 95 ovejas y 52 cerdos) que se señalaron a la toma de muestras in situ por los agricultores locales. Los animales fueron sangrados vena de la oreja en dos tubos capilares. Un tubo capilar se utilizó para calcular el porcentaje de células Packed Volumen (PCV%) y el examen microscópico de tripanosomas, y también para hacer un diagnóstico inicial sobre la base de la morfología y el movimiento [20, 27]. Los animales también fueron sangrado de la vena yugular en viales de 2 ml que contiene EDTA, y almacenados en nitrógeno líquido para su ulterior análisis.

Plantilla de preparación y PCR en bicicleta

Para cada muestra, 500 μ l de sangre criopreservados fue descongelado en un solo microcentrífuga de 1,5 ml que contienen 500 μ l de Saponin buffer de lisis (0,15% w / v Saponin, 0,2% w / v de NaCl y 1 mM EDTA) y mezclado por vortexing. La mezcla fue centrifugada a 11000 g durante 10 minutos en una microcentrífuga, seguido de cuatro lavados en el mismo buffer. El pellet resultante fue resuspendido en 100 μ l de tampón de PCR (50 mM KCl, 1,5 mM MgCl 2 10 mM Tris-Cl, pH 8,3) e incubadas a 95 ° C durante 20 minutos, enfría y se almacena a -20 ° C durante.

Norma PCR en bicicleta se llevó a cabo en 25 μ l de reacción de las mezclas que contengan, 75 mM Tris-HCl, pH 8,8, 20 mM (NH 4) 2 SO 4, el 0,1% de Tween 20), 200 μ M de cada uno de los cuatro deoxynucleoside triphosphates (dNTPs) , Los cebos a 1 μ M, 1 μ l de ADN plantilla (excepto para el cribado de la presencia de genes SRA, en donde 4 μ l de plantilla se utiliza), y 1 unidad de Taq ADN polimerasa (MBI Fermentas, Lituania). La PCR ciclismo participan un primer paso de desnaturalización a 94 ° C durante 3 minutos, seguido de 30 ciclos de desnaturalización a 94 ° C durante 30 s, recocido a 60 ° C durante 45 s y extensión a 72 ° C durante 30 s, con una Paso de elongación final a 72 ° C durante 5 minutos. Cinco microlitros de cada producto de PCR se mezcla con tinte de carga estándar (MBI Fermentas, Lituania) y electrophoresed en el 1,5% de agarosa, con ethidium tinción (5 μ g / ml) y fotografiados bajo iluminación ultravioleta. Un control positivo (con referencia de ADN) y un control negativo (sin ADN) se incluye con cada serie de reacciones. PCR primers y su fuente de referencias se presentan en la Tabla 2.

Análisis estadístico

El análisis estadístico se realizó mediante el SPSS v11. Trypanosome La prevalencia de la infección entre las especies y los animales se determinaron mediante prueba de ji al cuadrado y las odds ratio y sus intervalos de confianza del 95%. El nivel de las diferencias significativas se fijó en 0,05.

Conflicto de intereses

Los autores declaran que no tienen intereses en conflicto.

Contribuciones de los autores

MNO realizó este estudio como parte de su formación para el grado de maestría en ciencias en la Universidad Kenyatta, en la que fue supervisada por EUK y MMG. Actividades de campo y de laboratorio fueron supervisados conjuntamente por ZKN (en KETRI), DKM y EOO (ICIPE). Todos los autores leído y aprobado el manuscrito final.

Agradecimientos

Los autores agradecen la financiación de la Fundación Internacional para la Ciencia, la Federación y el Centro Internacional para la Ciencia la Cultura (CAPI) - Laboratorio Mundial. Este estudio se llevó a cabo en KETRI y ICIPE, y agradecen el apoyo de los directores de las dos instituciones. Este estudio se benefició de la excelente trabajo de campo con el apoyo de personal de la KETRI Alupe estación, que reconoce. Agradecemos al Dr George Matete, Alupe jefe de la estación en el momento del estudio de la coordinación de la toma de muestras.