طراحی یک روش سریع تک مرحله‌ای دیداری جهت تشخیص سالمونلا بر اساس روش IC-LAMP

نوع مقاله : مقاله کامل

نویسندگان

چکیده

پیشینه: سالمونلا می‌تواند سبب گاستروانتریت جدی در انسان شود و اغلب از نمونه‌های مختلف مواد غذایی جدا می‌شود. کشت سلول، ایمنی سنجی و واکنش زنجیره‌ای پلیمراز (PCR)، روش‌های فعلی برای تشخیص چنین عوامل بیماری‌زایی هستند. با این حال، این روش‌ها وقت گیر و پر زحمت هستند و بنابراین قادر به پایش سریع سالمونلا نمی‌باشند. هدف: این مطالعه با هدف طراحی یک IC-LAMP جهت تشخیص سریع و حساس سالمونلا انجام شد. روش کار: از سالمونلا به عنوان آنتی ژن برای تولید آنتی بادی تک دودمانی (mAb) استفاده شد و mAb ها از طریق 3 بار زیرکلون سازی تهیه شدند. آنتی بادی تک دودمانی 1B12 با میل ترکیبی بالا در سطح بیدهای مغناطیسی-ایمنی (IMBs) جهت ربایش سالمونلا پوشش داده شدند. فراورده حاصل (سالمونلاIMBs-) با استفاده از پرایمرهای اختصاصی که ژن محافظت شده invA را در سالمونلا هدف قرار می‌دهند، برای LAMP استفاده شد. نتایج: سنجش IC-LAMP بر اساس آنتی بادی تک دودمانی 1B12 و LAMP طراحی و ایجاد شد. با هدف قرار دادن ژن حفاظت شده invA در سالمونلا، مدت زمان شناسایی از 3 روز به 50 دقیقه کاهش یافت. اگر واکنش حاوی سالمونلا باشد، رنگ فلوئورسنت سبز و نوار ذوزنقه‌ای به وضوح مشاهده می‌شود. نکته مهم این است که این روش، ویژگی آنتی بادی و LAMP را با حد تشخیص CFU/ml 5 در آب و شیر آلوده شده به صورت دستی، ترکیب می‌کند. ویژگی این روش با سنجش سایر باکتری‌های مشابه نشان داده شد. نتایج نشان می‌دهد که IC-LAMP فقط با سالمونلا واکنش می‌دهد و واکنش متقاطع با سایر باکتری‌های مشابه ندارد. نتیجه‌گیری: سنجش IC-LAMP طراحی شده در این مطالعه یک روش سریع، حساس و تک مرحله‌ای دیداری جهت غربال حضور سالمونلا در نمونه‌های مواد غذایی است. این روش نسبت به روش‌های مرسومPCR ، LAMP و دیگر روش‌ها، سریع‌تر بوده و می‌تواند به عنوان یک روش غربالگری اولیه برای تشخیص استفاده شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


Alves, J; Niguma, NH and de Oliveira, TCRM (2015). Detection of Salmonella spp. in eight complex food matrices using polymerase chain reaction assay. J. Food Safety. 35: 453-457.
Chin, WH; Sun, Y; Hogberg, J; Quyen, TL; Engelsmann, P; Wolff, A and Bang, DD (2017). Direct PCR - A rapid method for multiplexed detection of different serotypes of Salmonella in enriched pork meat samples. Mol. Cell. Probes., 32: 24-32.
Datta, S; Dandapat, P and Jas, R (2018). Diagnosis of mixed gastrointestinal nematode infection in goat by an indirect-ELISA. Iran. J. Vet. Res., 19: 189-193.
Deb, R; Sengar, GS; Singh, U; Kumar, S; Raja, TV; Alex, R; Alyethodi, RR and Prakash, B (2017). LAMP assay for rapid diagnosis of cow DNA in goat milk and meat samples. Iran. J. Vet. Res., 18: 134-137.
Du, W; Wang, Y; Huang, L; Wei, Y; Chen, D; Sun, J; Wu, H; Feng, L and Liu, C (2016). Characterization of monoclonal antibodies that recognize the amino- and carboxy-terminal epitopes of the pseudorabies virus UL42 protein. Appl. Microbiol. Biotechnol., 100: 181-192.
Elzein, M; Alum, A and Abbaszadegan, M (2013). Biochemical signature assay for use in a biosensor platform to detect bacteria in drinking water biofilms. Environ. Lett., 48: 925-932.
Encheng, S; Jing, Z; Tao, Y; Qingyuan, X; Yongli, Q; Wenshi, W; Peng, W; Liang, S; Jing, S and Donglai, W (2013). Analysis of murine B-cell epitopes on Eastern equine encephalitis virus glycoprotein E2. Appl. Microbiol. Biotechnol., 97: 6359-6372.
Handley, JA; Shi, Z; Si, HP; Dawoud, TM; Kwon, YM and Ricke, SC (2015). Salmonella and the potential role for methods to develop microbial process indicators on chicken carcasses. Food safety., PP: 81-104.
Hapuarachchi, CT; Jeffery, KJM and Bowler, ICJW (2019). Stool PCR may not be a substitute for enrichment culture for the detection of Salmonella. J. Med. Microbiol., 68: 395-397.
Hemmatzadeh, F and Kazemimanesh, M (2017). Detection of specific antigens of Newcastle disease virus using an absorbed western blotting method. Iran. J. Vet. Res., 18: 92-96.
Kanitkar, YH; Stedtfeld, RD; Hatzinger, PB; Hashsham, SA and Cupples, AM (2017). Development and application of a rapid, user-friendly, and inexpensive method to detect Dehalococcoides sp. reductive dehalogenase genes from ground water. Appl. Microbiol. Biotechnol., 101: 4827-4835.
Karp, BE; Campbell, D; Chen, JC; Folster, JP and Friedman, CR (2018). Plasmid-mediated quinolone resistance in human non-typhoidal Salmonella infections: an emerging public health problem in the United States. Zoonoses. Public. Hlth., 65: 838-849.
Khan, RSA; Ali, W; Kiran, S; Shah, MSD; Tahir, ZA and Habib, M (2018). Rapid detection of infectious bursal disease by loop-mediated isothermal amplification for field analysis. Iran. J. Vet. Res., 19: 101-107.
Law, JW; Ab Mutalib, NS; Chan, KG and Lee, LHM (2014). Rapid methods for the detection of foodborne bacterial pathogens: principles, applications, advantages and limitations. Front. Microbiol., 5: 770.
Liu, S; Geng, Y; Liu, L; Sun, X; Shao, J; Han, B; Wang, J and Tan, K (2018). Development of an isothermal amplification-based assay for the rapid detection of Cronobacter spp. J. Dairy Sci., 101: 4914-4922.
Majowicz, SE; Musto, J; Scallan, E; Angulo, FJ; Kirk, M; O’Brien, SJ; Jones, TF; Fazil, A and Hoekstra, RM (2010). The global burden of nontyphoidal Salmonella gastroenteritis. Clin. Infect. Dis., 50: 882-889.
Mori, Y; Nagamine, K; Tomita, N and Notomi, T (2001). Detection of loop-mediated isothermal amplification reaction by turbidity derived from magnesium pyrophosphate formation. Biochem. Biophys. Res. Commun., 289: 150-154.
Mori, Y and Notomi, T (2009). Loop-mediated isothermal amplification (LAMP): a rapid, accurate, and cost-effective diagnostic method for infectious diseases. J. Infect. Chemother., 15: 62-69.
Notomi, T; Okayama, H; Masubuchi, H; Yonekawa, T; Watanabe, K; Amino, N and Hase, T (2000). Loop-mediated isothermal amplification of DNA. Nucleic Acids. Res., 28: E63.
Royer, S and Pare, D (2003). Conservation of total synaptic weight through balanced synaptic depression and potentiation. Nature. 422: 518-522.
Salzman, NH; Ghosh, D; Huttner, KM; Paterson, Y and Bevins, CL (2003). Protection against enteric salmonellosis in transgenic mice expressing a human intestinal defensin. Nature. 422: 522-526.
Shehata, DM and Lu, X (2016). Development of a loop mediated isothermal amplification (LAMP) - surface enhanced raman spectroscopy (SERS) assay for the detection of Salmonella enterica serotype enteritidis. Theranostics. 6: 522.
Singh, G; Sithebe, A; Enitan, AM; Kumari, S; Bux, F and Stenstrom, TA (2017). Comparison of droplet digital PCR and quantitative PCR for the detection of Salmonella and its application for river sediments. J. Water Health. 15: 505-508.
Song, J; Mauk, MG; Hackett, BA; Cherry, S; Bau, HH and Liu, C (2016). Instrument-free point-of-care molecular detection of Zika virus. Anal. Chem., 88: 7289-7294.
Soria, MC; Soria, MA; Bueno, DJ and Terzolo, HR (2013). Comparison of 3 culture methods and PCR assays for Salmonella gallinarum and Salmonella pullorum detection in poultry feed. Poult. Sci., 92: 1505-1515.
Sun, J; Huang, L; Wei, Y; Wang, Y; Chen, D; Du, W; Wu, H; Feng, L and Liu, C (2015). Identification of three PPV1 VP2 protein-specific B cell linear epitopes using monoclonal antibodies against baculovirus-expressed recombinant VP2 protein. Appl. Microbiol. Biotechnol., 99: 9025-9036.
Xia, T; Jia, C; Ying, W and Wang, X (2016). Gene cloning, expression and polyclonal antibody preparation of Rab3A for protein interaction analysis. Springer plus., 5: 1705.
Zhang, L; Du, X; Chen, C; Chen, Z; Gong, N; Song, Y; Song, Y; Han, Q; Xia, X;Luo, H and Zhang, J (2019). Instrument-Free and Visual Detection of Salmonella Based
on Magnetic Nanoparticles and an Antibody Probe Immunosensor. Int. J. Mol. Sci., 20(18).
Zhang, S; Kingsley, RA; Santos, RL; Andrews-Polymenis, H; Raffatellu, M; Figueiredo, J; Nunes, J; Tsolis, RM; Adams, LG and Baumler, AJ (2003). Molecular pathogenesis of Salmonella enterica serotype Typhimurium-induced diarrhea. Infect. Immun., 71: 1-12.
Zhang, L; Shi, Y; Chen, C; Han, Q; Chen, Q; Xia, X; Song, Y and Zhang, J (2019). Rapid, visual detection of Klebsiella pneumoniae using magnetic nanoparticles and an horseradish peroxidase-probe based immunosensor. J. Biomed. Nanotechnol., 15: 1061-1071.
Zhang, L; Shi, Y; Chen, C; Han, Q; Zhang, M; Yi, H; Song, Y; Xia, X and Zhang, J (2019). Visual and rapid detection of Klebsiella pneumoniae by magnetic immunocapture-loop-mediated isothermal amplification assay. Jundishapur J. Microbiol., 12: e90016.
Zhang, L; Wei, Q; Han, Q; Chen, Q; Tai, W; Zhang, J; Song, Y and Xia, X (2018). Detection of Shigella in milk and clinical samples by magnetic immunocaptured-loop-mediated isothermal amplification assay. Front. Microbiol., 9: 94.
Zhao, Y; Jiang, X; Qu, Y; Pan, R; Pang, X; Jiang, Y and Man, C (2017). Salmonella detection in powdered dairy products using a novel molecular tool. J. Dairy Sci., 100: 3480-3496.
Zheng, Q; Miks-Krajnik, M; Yang, Y; Lee, SM; Lee, SC and Yuk, HG (2016). Evaluation of real-time PCR coupled with immunomagnetic separation or centrifugation for the detection of healthy and sanitizer-injured Salmonella spp. on mung bean sprouts. Int. J. Food Microbiol., 222: 48-55.
Zhuang, L; Gong, J; Li, Q; Zhu, C; Yu, Y; Dou, X; Liu, X; Xu, B and Wang, C (2014). Detection of Salmonella spp. by a loop-mediated isothermal amplification (LAMP) method targeting bcfD gene. Lett. Appl. Microbiol., 59: 658-664.