Single step polymerase chain reaction (PCR) for the diagnosis of the Leishmania (Viannia) subgenus

In Brazil, the main etiologic agent of Leishmaniasis that frequently presents with mucosal involvement belongs to the Viannia subgenus. The therapeutic conduct in this disease depends on the parasitological diagnosis, and classical methods are restricted in identifying the agent. In this paper we describe a polymerase chain reaction (PCR), which uses primers designed from mini-exons repetitive sequences. The PCR amplifies a 177bp fragment that can distinguish (Viannia) from (Leishmania) subgenus. This test could be a useful diagnostic tool.

Detection of EBV-DNA in serum samples of an immunosuppressed child during a three years follow-up: association of clinical and PCR data with active infection

Twenty-four whole blood and serum samples were drawn from an eight year-old heart transplant child during a 36 months follow-up. EBV serology was positive for VCA-IgM and IgG, and negative for EBNA-IgG at the age of five years old when the child presented with signs and symptoms suggestive of acute infectious mononucleosis. After 14 months, serological parameters were: positive VCA-IgG, EBNA-IgG and negative VCA-IgM. This serological pattern has been maintained since then even during episodes suggestive of EBV reactivation. PCR amplified a specific DNA fragment from the EBV gp220 (detection limit of 100 viral copies). All twenty-four whole blood samples yielded positive results by PCR, while 12 out of 24 serum samples were positive. We aimed at analyzing whether detection of EBV-DNA in serum samples by PCR was associated with overt disease as stated by the need of antiviral treatment and hospitalization. Statistical analysis showed agreement between the two parameters evidenced by the Kappa test (value 0.750; p < 0.001). We concluded that detection of EBV-DNA in serum samples of immunosuppressed patients might be used as a laboratory marker of active EBV disease when a Real-Time PCR or another quantitative method is not available.

Fecal specimens preparation methods for PCR diagnosis of human taeniosis

Sample preparation and DNA extraction protocols for DNA amplification by PCR, which can be applied in human fecal samples for taeniasis diagnosis, are described. DNA extracted from fecal specimens with phenol/chloroform/isoamilic alcohol and DNAzol® reagent had to be first purified to generate fragments of 170 pb and 600 pb by HDP2-PCR. This purification step was not necessary with the use of QIAmp DNA stool mini kit®. Best DNA extraction results were achieved after eggs disruption with glass beads, either with phenol/chloroform/isoamilic alcohol, DNAzol® reagent or QIAmp DNA stool mini kit®.

Aplicação da Técnica de "Nested PCR" Durante o Período Pré-patente para Identificação de Schistosoma mansoni no Hospedeiro Intermediário Biomphalaria glabrata

Biomphalaria glabrata, molusco de água doce, desempenha um importante papel em Parasitologia Médica, por ser o hospedeiro intermediário de Schistosoma mansoni, tremátode digenético responsável pela schistosomose intestinal. A detecção de moluscos infectados pelo Schistosoma mansoni tem uma grande importância em Saúde pública, porque identifica focos de transmissão da schistosomose. As limitações dos métodos clássicos para o diagnóstico de infecções pré patentes fazem com que os métodos de biologia moleculares sejam vistos como possíveis alternativas através da detecção de ADN do S. mansoni em moluscos hospedeiros. A detecção de sequências específicas de ADN por reacção de polimerase em cadeia (PCR) tem-se verificado ser de extrema importância para a análise genética e diagnóstico de várias doenças infecciosas. Neste estudo foi aplicada a técnica de Nested-PCR, com o objectivo de identificar, no período pré-patente, S. mansoni em moluscos expostos a 1, 5 e 10 miracídios em diferentes períodos de tempo. Foram utilizados moluscos das estirpes albina e selvagem de B. glabrata. Para a realização das técnicas de PCR e de Nested–PCR (NPCR) foram utilizados dois pares de oligonucleótidos desenhados especificamente para detectar o ADN de S. mansoni . Verificou-se amplificação do fragmento de ADN do parasita em 80% das amostras analisadas, independentemente da dose de miracídios e do período de exposição. O método utilizado é altamente sensível, mostrando ser uma ferramenta útil na detecção de hospedeiros intermediários de S. mansoni, consequentemente na identificação de focos de schistosomose intestinal. Palavras-chave: Schistosoma mansoni, Biomphalaria glabrata, período pré-patente e Reacção em Cadeia de Polimerase.

Detection of HIV and HCV RNA in semen from Brazilian coinfected men using multiplex PCR before and after semen washing

INTRODUCTION: Prolonged survival of patients under HAART has resulted in new demands for assisted reproductive technologies. HIV serodiscordant couples wish to make use of assisted reproduction techniques in order to avoid viral transmission to the partner or to the newborn. It is therefore essential to test the effectiveness of techniques aimed at reducing HIV and HCV loads in infected semen using molecular biology tests. METHODS: After seminal analysis, semen samples from 20 coinfected patients were submitted to cell fractioning and isolation of motile spermatozoa by density gradient centrifugation and swim-up. HIV and HCV RNA detection tests were performed with RNA obtained from sperm, seminal plasma and total semen. RESULTS: In pre-washing semen, HIV RNA was detected in 100% of total semen samples, whereas HCV RNA was concomitantly amplified in only one specimen. Neither HIV nor HCV were detected either in the swim-up or in the post-washing semen fractions. CONCLUSIONS: Reduction of HIV and/or HCV shedding in semen by density gradient centrifugation followed by swim-up is an efficient method. These findings lead us to believe that, although semen is rarely found to contain HCV, semen processing is highly beneficial for HIV/HCV coinfected individuals.

PCR-based identification of Burkholderia pseudomallei

DNA amplification techniques are being used increasingly in clinical laboratories to confirm the identity of medically important bacteria. A PCR-based identification method has been in use in our centre for 10 years for Burkholderia pseudomallei and was used to confirm the identity of bacteria isolated from cases of melioidosis in Ceará since 2003. This particular method has been used as a reference standard for less discriminatory methods. In this study we evaluated three PCR-based methods of B. pseudomallei identification and used DNA sequencing to resolve discrepancies between PCR-based results and phenotypic identification methods. The established semi-nested PCR protocol for B. pseudomallei 16-23s spacer region produced a consistent negative result for one of our 100 test isolates (BCC #99), but correctly identified all 71 other B. pseudomallei isolates tested. Anomalous sequence variation was detected at the inner, reverse primer binding site for this method. PCR methods were developed for detection of two other B. pseudomallei bacterial metabolic genes. The conventional lpxO PCR protocol had a sensitivity of 0.89 and a specificity of 1.00, while a real-time lpxO protocol performed even better with sensitivity and specificity of 1.00, and 1.00. This method identified all B. pseudomallei isolates including the PCR-negative discrepant isolate. The phaC PCR protocol detected the gene in all B. pseudomallei and all but three B. cepacia isolates, making this method unsuitable for PCR-based identification of B. pseudomallei. This experience with PCR-based B. pseudomallei identification methods indicates that single PCR targets should be used with caution for identification of these bacteria, and need to be interpreted alongside phenotypic and alternative molecular methods such as gene sequencing.

Replacement of HIV p24 Ag test by a multiplex RT-PCR method for primary screening of blood donors

Nucleic Acid Testing (NAT) as a tool for primary screening of blood donors became a reality in the end of the 1990 decade. We report here the development of an "in-house" RT-PCR method that allows the simultaneous (multiplex) detection of HCV and HIV-RNA in addition to an artificial RNA employed as an external control. This method detects all HIV group M subtypes, plus group N and O, with a detection threshold of 500 IU/mL. After validation, the method replaced p24 Ag testing, in use for blood donation screening since 1996 at our services. From July 2001 to February 2006, 102,469 donations were tested and 41 (0.04%) were found HIV-RNA reactive. One NAT-only reactive donation (antibody non-reactive) was observed, with subsequent seroconversion of the implied donor, giving a yield of 1:102,469. This rate is in contrast to the international experience that reports a detection of approximately 1:600,000 - 1:3,100,000 of isolated HIV-RNA donations.

Serotype and mating type characterization of Cryptococcus neoformans by Multiplex PCR

Cryptococcus neoformans is an encapsulated yeast, etiological agent of cryptococcosis. The species is commonly associated with pigeon droppings and plant materials. The aim of the present work was to verify the presence of the yeast in pigeon droppings, and to identify the isolates obtained in serotypes and mating types (MAT). Ten samples of pigeon droppings were collected in the rural area of the city of Alfenas, Brazil. Samples were inoculated in agar Niger medium for fungal isolation and 22 isolates with characteristics of C. neoformans were obtained. The serotypes and MAT were determined by multiplex PCR using specific primers. Serotypes were also determined by using the Kit Crypto Check. Among the 22 samples evaluated, eight were identified as C. neoformans by classic identification tests. These samples were characterized as serotype A by the Kit Crypto check and as serotype A MAT alpha by the multiplex PCR. The present study reinforces the evidence that pigeon droppings are a reservoir for C. neoformans and confirms the prevalence of C. neoformans var. grubii (Aalpha) among environmental isolates. It also demonstrates that multiplex PCR is an acceptable alternative for serotype analysis because it reduces the costs for each reaction and analyses serotype and MAT simultaneously.

Optimization of the Sybr Green real time PCR for the detection of Human Herpes Virus type 6 (HHV-6)

HHV-6 is the etiological agent of Exanthem subitum which is considered the sixth most frequent disease in infancy. In immuno-compromised hosts, reactivation of latent HHV-6 infection may cause severe acute disease. We developed a Sybr Green Real Time PCR for HHV-6 and compared the results with nested conventional PCR. A 214 pb PCR derived fragment was cloned using pGEM-T easy from Promega system. Subsequently, serial dilutions were made in a pool of negative leucocytes from 10-6 ng/µL (equivalent to 2465.8 molecules/µL) to 10-9 (equivalent to 2.46 molecules/µL). Dilutions of the plasmid were amplified by Sybr Green Real Time PCR, using primers HHV3 (5' TTG TGC GGG TCC GTT CCC ATC ATA 3)'and HHV4 (5' TCG GGA TAG AAA AAC CTA ATC CCT 3') and by conventional nested PCR using primers HHV1 (outer): 5'CAA TGC TTT TCT AGC CGC CTC TTC 3'; HHV2 (outer): 5' ACA TCT ATA ATT TTA GAC GAT CCC 3'; HHV3 (inner) and HHV4 (inner) 3'. The detection threshold was determined by plasmid serial dilutions. Threshold for Sybr Green real time PCR was 24.6 molecules/µL and for the nested PCR was 2.46 molecules/µL. We chose the Real Time PCR for diagnosing and quantifying HHV-6 DNA from samples using the new Sybr Green chemistry due to its sensitivity and lower risk of contamination.

Molecular characterization of two rocio flavivirus strains isolated during the encephalitis epidemic in são paulo state, brazil and the development of a one-step rt-pcr assay for diagnosis

Rocio virus (ROCV) was responsible for an explosive encephalitis epidemic in the 1970s affecting about 1,000 residents of 20 coastland counties in São Paulo State, Brazil. ROCV was first isolated in 1975 from the cerebellum of a fatal human case of encephalitis. Clinical manifestations of the illness are similar to those described for St. Louis encephalitis. ROCV shows intense antigenic cross-reactivity with Japanese encephalitis complex (JEC) viruses, particularly with Ilheus (ILHV), St. Louis encephalitis, Murray Valley and West Nile viruses. In this study, we report a specific RT-PCR assay for ROCV diagnosis and the molecular characterization of the SPAn37630 and SPH37623 strains. Partial nucleotide sequences of NS5 and E genes determined from both strains were used in phylogenetic analysis. The results indicated that these strains are closely related to JEC viruses, but forming a distinct subclade together with ILHV, in accordance with results recently reported by Medeiros et al. (2007).

Effects of tissue handling and processing steps on PCR for detection of Mycobacterium tuberculosis in formalin-fixed paraffin-embedded samples

Development and standardization of reliable methods for detection of Mycobacterium tuberculosis in clinical samples is an important goal in laboratories throughout the world. In this work, lung and spleen fragments from a patient who died with the diagnosis of miliary tuberculosis were used to evaluate the influence of the type of fixative as well as the fixation and paraffin inclusion protocols on PCR performance in paraffin embedded specimens. Tissue fragments were fixed for four h to 48 h, using either 10% non-buffered or 10% buffered formalin, and embedded in pure paraffin or paraffin mixed with bee wax. Specimens were submitted to PCR for amplification of the human beta-actin gene and separately for amplification of the insertion sequence IS6110, specific from the M. tuberculosis complex. Amplification of the beta-actin gene was positive in all samples. No amplicons were generated by PCR-IS6110 when lung tissue fragments were fixed using 10% non-buffered formalin and were embedded in paraffin containing bee wax. In conclusion, combined inhibitory factors interfere in the detection of M. tuberculosis in stored material. It is important to control these inhibitory factors in order to implement molecular diagnosis in pathology laboratories.

Rastreio Neonatal Sistemático de Infecção por CMV

O virus citomegálico humano (HCMV) é a principal causa de infecção congénita. Estima-se que em Portugal se situe entre 0,7% e 1%. O registo nacional de casos de infecção congénita por CMV realizado pela UVP/SPP entre 2006 e 2011, encontrou uma incidência de 0.074/1000 nados vivos. Atendendo a que este é um registo de RN sintomáticos e que estes correspondem a 10% dos infectados, teremos cerca de 0,7/1000 RN infectados por ano em Portugal, um valor semelhante ao encontrado no Reino Unido e Irlanda. Uma revisão americana usando exclusivamente população de RN infectados diagnosticados em estudos de rastreio universal e englobando 117 986 RN, concluiu que a incidência da infecção foi de 0,7% e a percentagem de crianças sintomáticas foi de 12,7% das quais 40 a 58% vieram a ter sequelas permanentes; das crianças assintomáticas 13,5% vieram a desenvolver sequelas permanentes. A surdez neurosensorial é considerada a sequela mais frequente contudo há grande desconhecimento sobre as sequelas visuais. A correcção precoce da surdez melhora muito o prognóstico da criança pelo que um diagnóstico precoce é essencial. O rastreio auditivo neonatal detecta apenas cerca de 50% destas crianças uma vez que a surdez é evolutiva podendo manifestar-se mais tarde. O rastreio pós natal de infecção congénita assintomática seria de grande utilidade mas não está ainda determinado qual a melhor estratégia para atingir tal objectivo. A utilização dos cartões de Guthrie para este fim parece ser uma boa solução mas alguns estudos questionam a sensibilidade da técnica. O custo de um programa deste tipo em Portugal poderia rondar os 19 milhões de euros anuais contabilizando apenas o preço de uma PCR por RN. Obviamente que muitos resultados teriam que ser repetidos ou confirmados por cultura, o que agravaria mais o orçamento. Na ausência de metodologia de rastreio com sensibilidade adequada para detectar infecções assintomáticas, o meio mais correcto de diagnosticar surdez na criança terá que se basear na clínica e na sensibilização dos pais para a detecção precoce de défice auditivo. A intervenção terapêutica adequada melhorará em muito a função mas outras terapêuticas, nomeadamente antivírica, não estão aprovadas nos RN assintomáticos.

Registo da Infecção Congénita por Toxoplasma Gondii

Introducão: A toxoplasmose congénita é evitável: rastreio universal, serologias repetidas na gravidez de mulheres com serologia negativa e início precoce de terapêutica aquando de seroconversão durante a gravidez são medidas de grande importância para a prevenção da infecção congénita. Apesar disso não é consensual o rastreio universal na gravidez e muitos países desenvolvidos não o fazem. Em Portugal é feito o rastreio sistemático com 3 determinações serológicas nas mulheres negativas. Contudo não é conhecido o número de casos de infecção congénita. Em Janeiro de 2006 teve início o Registo Nacional da Infecção Congénita por Toxoplasma gondii com o objectivo de conhecer o número de casos de infecção congénita em Portugal. Materiais e Métodos: Desenho: Estudo de vigilância epidemiológica nacional. A metodologia do registo foi explicada em estudos anteriores e os critérios de inclusão bem definidos. Resultados: Foram notificados 30 casos nos 2 anos. Houve 12 seroconversões durante a gravidez; em 10 casos havia positividade de IgM e IgG ou IgM sem IgG; 7 tinham serologia compatível com infecção antiga e num caso não foram referidos os resultados das serologias. Em 13 grávidas foi realizada amniocentese, em 8 foi determinada a PCR no LA – negativa em todas; num caso foi determinada a IgM no LA também negativa e em 4 caso foi realizada inoculação de LA no murganho – resultados todos negativos. Apenas 6 casos foram validados: dois eram sintomáticos e ambos tinham PCR e IgM positiva. Os restantes 4 casos eram assintomáticos: dois tinham, PCR positiva e IgM negativa e outros dois tinham PCR negativa/IgM negativa. No total foram realizadas PCR no sangue em 16 RN, 4 dos quais tiveram resultado positivo; IgM em 27, dos quais 4 tiveram resultado positivo; não foi referido nenhuma inoculação no murganho. Não é conhecido o estudo evolutivo de nenhuma destas crianças. Comentários: A incidência de infecção congénita encontrada no estudo foi de 2,9/100 000NV. De acordo com os valores encontrados pelo IRJ seria de esperar uma incidência de 12/100 000 NV. O baixo número de casos deve-se provavelmente a sub notificação e impede tirar qualquer conclusão.

Registo da Infecção Congénita por Vírus Citomegálico Humano

Introdução: O HCMV é a principal causa de infecção congénita em todo o mundo. Estima-se que em Portugal a prevalência se situe entre 0,7% e 1%. Em 2006 teve início o registo nacional de casos de infecção congénita por CMV realizado pela Unidade de Vigilância Pediátrica da Sociedade Portuguesa de Pediatria (UVP–SPP). O objectivo foi conhecer a epidemiologia da infecção congénita por CMV em Portugal e a evolução das crianças afectadas. Um outro objectivo era preparar um protocolo de diagnóstico e de estudo evolutivo nas crianças afectadas. Nesta apresentação são mostrados os resultados de 5 anos de registo (Janeiro de 2006 a Dezembro de 2010) Materiais e Métodos: Desenho: Estudo de vigilância epidemiológica nacional. A metodologia do registo já foi explicada em estudos anteriores. Critérios de inclusão: crianças com infecção confirmada por cultura viral na urina ou PCR positiva nas primeiras 3 semanas de vida. Os dados clínicos e laboratoriais foram enviados para o grupo coordenador aquando do diagnóstico e ao longo da vigilância clínica. Resultados: Nos 5 anos 15 notificadores notificaram 38 casos – incidência estimada 0.074/1000NV; 16 RN eram sintomáticos e 22 assintomáticos; 19 mães tinham tido infecção primária, 10 infecção recorrente e 9 tinham análises inconclusivas. No grupo dos RN sintomáticos 4 mães tinham tido infecção primária, 3 infecção recorrente e 9 tinham análises inconclusivas; entre os RN assintomáticos, 11 mães tinham tido infecção primária, 5 infecção recorrente e 6 tinham análises inconclusivas. A evolução é conhecida em 9 crianças - 2 sintomáticas e 7 assintomáticos. Discussão e conclusões: A incidência referida está longe da encontrada em outros estudos nacionais o pode ser devido a 3 factores: baixa taxa de notificação; baixa taxa de diagnóstico; percentagem mais elevada do que o esperado de casos assintomáticos resultando de infecção primária. Uma vez que a notificação é requerida apenas para doentes com infecção comprovada e, supostamente, a virúria ou a PCR para CMV só serão pedidos em doentes sintomáticos ou cuja mãe tenha diagnóstico de seroconversão, é difícil aceitar a hipótese de baixa taxa de diagnóstico. Contudo o baixo número de casos implica cuidados na interpretação de resultados.

Adenovirus respiratory infection: significant increase in diagnosis using PCR comparing with antigen detection and culture methods

Adenovirus (AdV) respiratory infections are usually described as being associated with high mortality rates. Laboratory diagnosis is essential for the establishment of the appropriate therapy, and for guiding the implementation of preventive measures in order to prevent the spread of the infection. Aiming to analyze the sensitivity and specificity of the laboratorial diagnosis methods available, we compared antigen detection by indirect immunofluorescence assay (IF), and a specific nested polymerase chain reaction (PCR), to detect AdV in respiratory samples collected from patients admitted to hospital with acute respiratory disease. Positive samples were inoculated into a cell culture to confirm the results. We analyzed 381 samples from the nasopharyngeal aspirates collected during the year 2008; of these, 2.6% tested were positive for adenovirus through IF and 10% through PCR; positive isolation was obtained in 40% and 26% of these cases, respectively. Most infected patients were children under six months of age, and despite of the fact that a significant number of patients required intensive care, the mortality rate was low (5%). In conclusion, molecular methods were found to be useful for rapid diagnosis of adenovirus infections with higher sensitivity than antigen detection; their introduction permitted a significant increase in diagnoses of adenovirus infections.