توکسینوتایپ سویه‌های کلستریدیوم پرفرنجنس جدا شده از گله‌های گوشتی مبتلا به آنتریت نکروتیک و ارزیابی اثر سمیت بر سلول‌های LMH

نوع مقاله : مقاله کامل

نویسندگان

چکیده

پیشینه: آنتریت نکروتیک (NE) یک بیماری مهم اقتصادی است که توسط سویه‌های کلستریدیوم پرفرنجنس نوع G ایجاد شده، یکی از اهداف اصلی آنتی بیوتیک‌های مورد استفاده در خوراک طیور می‌باشد. هدف: هدف از این مطالعه شناسایی ژنوتیپی سویه‌های بیماری‌زای کلستریدیوم پرفرنجنس جدا شده از پرندگان سالم و بیمار در ایران است. روش کار: 11 جدایه از موارد بیماری آنتریت نکروزه و 27 جدایه از جوجه‌های سالم به دست آمد. جداسازی روی محیط کشت بلاد آگار انجام شد. به منظور ارزیابی تاثیر zmp بر آنتریت نکروتیک طیور 38 جدایه کلستریدیوم پرفرنجنس با روش PCR و وسترن بلات غربالگری شدند. نقش این سموم به عنوان یک عامل حدت نیز با استفاده از روش سمیت سلولی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج: همه جدایه‌ها بدون در نظر گرفتن منشأ و بیماری‌زای، حامل ژن فسفولیپاز c (plc) بودند. ژن متالوپپتیداز روی (zmp) در همه جدایه‌های جمع آوری شده از پرندگان مبتلا به آنتریت نکروز یافت شد. علاوه بر این، NetB تنها در 36/36% از جدایه‌های حاصل از پرندگان آلوده به آنتریت نکروز یافت شد. آنالیز وسترن بلات بیان آلفا توکسین، NetB و Zmp را در جدایه‌های مختلف تایید کرد. کرود توکسین سویه Cp28 بیان کننده آلفا توکسین، Zmp و NetB تقریبا 50% دوز سیتوتوکسیک (CD50) را در رقت 1:34 نشان دادند. سویه Cp119.2 که هم ZMP و هم آلفا توکسین را تولید می‌کند و سویه Cp48 که فقط آلفا توکسین تولید می‌کند، هر دو CD50 را به ترتیب در رقت 1:23 و 1:4 نشان دادند. نتیجه‌گیری: با توجه به این یافته‌ها، به نظر می‌رسد که NetB و Zmp هر دو نقش عمده‌ای در سمیت سلولی و بیماری‌زایی این ارگانیسم دارند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


Afshari, A; Jamshidi, A; Razmyar, J and Rad, M (2015). Genotyping of Clostridium perfringens isolated from broiler meat in northeastern of Iran. Vet. Res. Forum. 6: 279-284.
Caly, DL; D’Inca, R and Auclair Eand Drider, D (2015). Alternatives to antibiotics to prevent necrotic enteritis in broiler chickens: A microbiologist’s perspective. Front. Microbiol., 6: 1336-1348 https://doi.org/10.3389/fmicb. 2015.01336.
Cheung, JK; Keyburn, AL; Carter, GP; Lanckriet, AL; Van Immerseel, F; Moore, RJ and Rood, JI (2010). The VirSR two-component signal transduction system regulates NetB toxin production in Clostridium perfringens. Infect. Immun., 78: 3064-3072. https://doi.org/10.1128/IAI.00123-10.
Cooper, KK and Songer, JG (2009). Necrotic enteritis in chickens: a paradigm of enteric infection by Clostridium perfringens type A. Anaerobe. 15: 55-60. https://doi.org/ 10.1016/j.anaerobe.2009.01.006.
Katalani, C; Ahmadian, G; Nematzadeh, G; Amani, J; Ehsani, P; Razmyar, J and Kiani, G (2020a). Immunization with oral and parenteral subunit chimeric vaccine candidate confers protection against Necrotic Enteritis in chickens. Vaccine. 38: 7284-7291. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2020.09.047.
Katalani, C; Nematzadeh, G; Ahmadian, G; Amani, J; Kiani, G and Ehsani, P (2020b). In silico design and in vitro analysis of a recombinant trivalent fusion protein candidate vaccine targeting virulence factor of Clostridium perfringens. Int. J. Biol. Macromol., 146: 1015-1023. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2019.09.227.
Keyburn, AL; Boyce, JD; Vaz, P; Bannam, TL; Ford, ME; Parker, D; Di Rubbo, A; Rood, JI and Moore, RJ (2008). NetB, a new toxin that is associated with avian necrotic enteritis caused by Clostridium perfringens. PLoS Pathog., 4: e26.
Keyburn AL; Portela RW; Sproat K; Ford ME; Bannam TL; Yan X; Rood JI and Moore RJ (2013). Vaccination with recombinant NetB toxin partially protects broiler chickens from necrotic enteritis. Vet Res., 44: 1-8. https://doi.org/10.1186/1297-9716-44-54.
Keyburn, AL; Yan, XX; Bannam, TL; Van Immerseel, F; Rood, JI and Moore, RJ (2010). Association between avian necrotic enteritis and Clostridium perfringens strains expressing NetB toxin. Vet. Res., 41: 1-8.
Kiu, R and Hall, LJ (2018). An update on the human and animal enteric pathogen Clostridium perfringens. Emerg. Microbes. Infect., 7: 1-15. https://doi.org/10.1038/s41426-018-0144-8.
Kulkarni, RR; Parreira, VR; Sharif, S and Prescott, JF (2006). Clostridium perfringens antigens recognized by broiler chickens immune to necrotic enteritis. Clin. Vaccine Immunol., 13: 1358-1362. https://doi.org/10.1128/CVI. 00292-06.
Kulkarni, RR; Parreira, VR; Sharif, S and Prescott, JF (2008). Oral immunization of broiler chickens against necrotic enteritis with an attenuated Salmonella vaccine vector expressing Clostridium perfringens antigens. Vaccine. 26: 4194-4203. https://doi.org/10.1016/j.vaccine. 2008.05.079.
Laemmli, UK (1970). Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. Nature. 227: 680-685. https://doi.org/10.1038/227680a0.
Lanckriet, A; Timbermont, L; Eeckhaut, V; Haesebrouck, F; Ducatelle, R and Van Immerseel, F (2010). Variable protection after vaccination of broiler chickens against necrotic enteritis using supernatants of different Clostridium perfringens strains. Vaccine. 28: 5920-5923. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2010.06.035.
Lepp, D; Gong, J; Songer, JG; Boerlin, P; Parreira, VR and Prescott, JF (2013). Identification of accessory genome regions in poultry Clostridium perfringens isolates carrying the netB plasmid. J. Bacteriol., 195: 1152-1166. https://doi.org/10.1128/JB.01032-12.
Nakjang, S; Ndeh, DA; Wipat, A; Bolam, DN and Hirt, RP (2012). A novel extracellular metallopeptidase domain shared by animal host-associated mutualistic and pathogenic microbes. PLoS One. 7: e30287. https://doi.org/ 10.1371/journal.pone.0030287.
Noach, I; Ficko-Blean, E; Pluvinage, B; Stuart, C; Jenkins, ML; Brochu, D; Buenbrazo, N; Wakarchuk, W; Burke, JE and Gilbert, M (2017). Recognition of protein-linked glycans as a determinant of peptidase activity. PNAS. 114: E679-E688.
Pluvinage, B; Ficko-Blean, E; Noach, I; Stuart, C; Thompson, N; McClure, H; Buenbrazo, N; Wakarchuk, W and Boraston, AB (2021). Architecturally complex O-glycopeptidases are customized for mucin recognition and hydrolysis. PNAS. 118: e2019220118. https://doi.org/10. 1073/pnas.2019220118.
Prescott, JF; Parreira, VR; Mehdizadeh Gohari, I; Lepp, D and Gong, J (2016). The pathogenesis of necrotic enteritis in chickens: what we know and what we need to know: a review. Avian Pathol., 45: 288-294. https://doi.org/10. 1080/03079457.2016.1139688.
Razmyar, J; Kalidari, GA; Tolooe, A; Rad, M and Movassaghi, AR (2014). Genotyping of Clostridium perfringens isolated from healthy and diseased ostriches (Struthio camelus). Iran. J. Microbiol., 6: 31-36.
Razmyar, J; Peighambari, SM and Zamani, AH (2017). Detection of a newly described bacteriocin, perfrin, among C lostridium perfringens isolates from healthy and diseased ostriches and broiler chickens in Iran. Avian Dis., 61: 387-390.
Rood, JI; Adams, V; Lacey, J; Lyras, D; McClane, BA; Melville, SB; Moore, RJ; Popoff, MR; Sarker, MR; Songer, JG; Uzal, FA and Van Immerseel, F (2018). Expansion of the Clostridium perfringens toxin-based typing scheme. Anaerobe. 53: 5-10. https://doi.org/10.1016/ j.anaerobe.2018.04.011.
Shimizu, T; Ohtani, K; Hirakawa, H; Ohshima, K; Yamashita, A; Shiba, T; Ogasawara, N; Hattori, M; Kuhara, S and Hayashi, H (2002). Complete genome sequence of Clostridium perfringens, an anaerobic flesh-eater. Proc. Natl. Acad. Sci., 99: 996-1001. https://doi.org/ 10.1073/pnas.022493799.
Shojadoost, B; Vince, AR and Prescott, JF (2012). The successful experimental induction of necrotic enteritis in chickens by Clostridium perfringens: a critical review. Vet. Res., 43: 1-12. https://doi.org/10.1186/1297-9716-43-74.
Van Immerseel, F; Rood, JI; Moore, RJ and Titball, RW (2009). Rethinking our understanding of the pathogenesis of necrotic enteritis in chickens. Trends Microbiol., 17: 32-36.
Wade, B and Keyburn, A (2015). The true cost of necrotic enteritis. World Poult., 31: 16-17.
Wade, B; Keyburn, AL; Haring, V; Ford, M; Rood, JI and Moore, RJ (2020). Two putative zinc metalloproteases contribute to the virulence of Clostridium perfringens strains that cause avian necrotic enteritis. J. Vet. Diagn. Invest., 32: 259-267.
Wilde, S; Jiang, Y; Tafoya, AM; Horsman, J; Yousif, M; Vazquez, LA and Roland, KL (2019). Salmonella-vectored vaccine delivering three Clostridium perfringens
antigens protects poultry against necrotic enteritis. PLoS One. 14: e0197721. https://doi.org/10.1371/journal.pone. 0197721.
Yu, Q; Lepp, D; Gohari, IM; Wu, T; Zhou, H; Yin, X; Yu, H; Prescott, JF; Nie, SP and Xie, MY (2017). The Agr-like quorum sensing system is required for pathogenesis of necrotic enteritis caused by Clostridium perfringens in poultry. Infect. Immun., 85: e00975-16.
Yuan, B; Sun, Z; Lu, M; Lillehoj, H; Lee, Y; Liu, L; Yan, X; Yang, DA and Li, C (2022). Immunization with pooled antigens for Clostridium perfringens conferred partial protection against experimental necrotic enteritis in broiler chickens. Vaccines (Basel). 10: 979-990. https://doi.org/ 10.3390/vaccines10060979.
Zhou, H; Lepp, D; Pei, Y; Liu, M; Yin, X; Ma, R; Prescott, JF and Gong, J (2017). Influence of pCP1NetB ancillary genes on the virulence of Clostridium perfringens poultry necrotic enteritis strain CP1. Gut Pathog., 9: 1-7. https://doi.org/10.1186/s13099-016-0152-y.