High throughput, high resolution selection of polymorphic microsatellite loci for multiplex analysis

Background Large-scale genetic profiling, mapping and genetic association studies require access to a series of well-characterised and polymorphic microsatellite markers with distinct and broad allele ranges. Selection of complementary microsatellite markers with non-overlapping allele ranges has historically proved to be a bottleneck in the development of multiplex microsatellite assays. The characterisation process for each microsatellite locus can be laborious and costly given the need for numerous, locus-specific fluorescent primers. Results Here, we describe a simple and inexpensive approach to select useful microsatellite markers. The system is based on the pooling of multiple unlabelled PCR amplicons and their subsequent ligation into a standard cloning vector. A second round of amplification utilising generic labelled primers targeting the vector and unlabelled locus-specific primers targeting the microsatellite flanking region yield allelic profiles that are representative of all individuals contained within the pool. Suitability of various DNA pool sizes was then tested for this purpose. DNA template pools containing between 8 and 96 individuals were assessed for the determination of allele ranges of individual microsatellite markers across a broad population. This helped resolve the balance between using pools that are large enough to allow the detection of many alleles against the risk of including too many individuals in a pool such that rare alleles are over-diluted and so do not appear in the pooled microsatellite profile. Pools of DNA from 12 individuals allowed the reliable detection of all alleles present in the pool. Conclusion The use of generic vector-specific fluorescent primers and unlabelled locus-specific primers provides a high resolution, rapid and inexpensive approach for the selection of highly polymorphic microsatellite loci that possess non-overlapping allele ranges for use in large-scale multiplex assays.

Otimização da RT-PCR Multiplex para detecção de vírus dengue em amostras de Aedes aegypti infectados artificialmente

A dengue é a mais importante doença viral transmitida por mosquitos, no que diz respeito à morbidade e mortalidade, que afeta os seres humanos. Este vírus é transmitido pelos vetores Aedes albopictus e Aedes aegypti, este último é o principal vetor nas Américas. O controle da doença se baseia na vigilância laboratorial e vigilância entomológica. A vigilância laboratorial visa aprimorar a capacidade do diagnóstico, detectando precocemente a circulação viral e monitorando os sorotipos circulantes. Dentro deste tipo de vigilância, a RT-PCR é um método bastante usado no diagnóstico da doença em humanos e mosquitos, porém, a má conservação do material pode comprometer a integridade do RNA e trazer resultados falso-negativos. O desenvolvimento de melhores métodos de vigilância do vírus dengue (DENV) em mosquitos é de grande valor para os programas de controle. Desta maneira, o presente projeto visou otimizar a técnica de RT-PCR Multiplex para detecção de DENV em amostras de Ae. aegypti infectadas artificialmente pelo vírus. Primers que amplificam uma região de 80 pb do gene rpL8 de mosquito foram desenhados no site Primer3 e avaliados na ferramenta online Multiple Primer Analyzer, junto com primers que amplificam os sorotipos DENV. Não houve competição de primers e foi observado bandas distintas no gel de agarose. Foi avaliado o efeito de diferentes formas de preservação do material genético das amostras (RNAlater®, freezer -80°C e nitrogênio líquido) por 7 dias, onde não houve diferenças significativas em relação à integridade do RNA. O efeito de diferentes formas de extração de RNA (Kit da QIAGEN® , TRIzol® e Chomczymski-Sacchi) também foi avaliado e o método ChomczymskiSacchi obteve o melhor desempenho. A otimização desta técnica permitirá uma maior confiabilidade nos resultados, já que além da detecção dos sorotipos, haverá uma confirmação da qualidade do RNA, aprimorando a capacidade do diagnóstico e auxiliando a prevenção e controle da transmissão da dengue.

A simple device for multiplex ELISA made from melt-extruded plastic microcapillary film

We present a simple device for multiplex quantitative enzyme-linked immunosorbant assays (ELISA) made from a novel melt-extruded microcapillary film (MCF) containing a parallel array of 200µm capillaries along its length. To make ELISA devices different protein antigens or antibodies were immobilised inside individual microcapillaries within long reels of MCF extruded from fluorinated ethylene propylene (FEP). Short pieces of coated film were cut and interfaced with a pipette, allowing sequential uptake of samples and detection solutions into all capillaries from a reagent well. As well as being simple to produce, these FEP MCF devices have excellent light transmittance allowing direct optical interrogation of the capillaries for simple signal quantification. Proof of concept experiments demonstrate both quantitative and multiplex assays in FEP MCF devices using a standard direct ELISA procedure and read using a flatbed scanner. This new multiplex immunoassay platform should find applications ranging from lab detection to point-of-care and field diagnostics.

Diferenciação das espécies Cryptococcus neoformans e Cryptococcus gattii utilizando a metodologia de PCR multiplex e determinação do perfil epidemiológico de pacientes com meningite criptocócica

Cryptococcus neoformans é uma levedura oportunista que pode se alojar no sistema nervoso central causando meningite, meningoencefalite e encefalite principalmente em indivíduos com algum comprometimento do sistema imune. É responsável por 4,5% das infecções oportunistas que acometem pacientes portadores do Vírus da Imunodeficiência Humana (HIV-positivos). Cryptococcus gattii é um patógeno primário responsável por uma alta incidência de criptococomas no pulmão e no cérebro e que apresenta uma alta morbidez neurológica e uma resposta retardada à terapia antifúngica. O diagnóstico da criptococose é, atualmente, baseado na detecção da levedura em amostras clínicas, no cultivo com posterior identificação bioquímica e na pesquisa de antígenos circulantes. A diferenciação entre as espécies C. neoformans e C. gattii, na maioria dos laboratórios, é realizada utilizando o meio de cultura ágar canavanina-glicina-azul de bromotimol (CGB) e demora em torno de sete dias. Neste trabalho foi padronizada uma metodologia de PCR multiplex que pode vir a substituir as provas bioquímicas utilizadas atualmente para a identificação das espécies de Cryptococcus, reduzindo em 6 dias o tempo necessário para a identificação das espécies. A metodologia também se mostrou mais específica na identificação das espécies, concordando com os resultados das sorotipagens em todos os 132 isolados de Cryptococcus testados, enquanto o resultado obtido com o cultivo em ágar CGB foi discordante em 6 dos 132 isolados, sendo 5 falso-positivos e 1 falso negativo. Foi também realizado o primeiro estudo epidemiológico do perfil de pacientes com meningite criptocócica no estado do Rio Grande de Sul notificados no Laboratório Central de Saúde Pública IPB-LACEN/RS no período de 2000 a 2005. A maioria dos pacientes é do sexo masculino (77,12%), branco (83,5%), na faixa etária entre 30 a 39 anos (46,24%) e infectados pelo HIV (95%).

Identification of Salmonella spp. isolates from chicken abattoirs by multiplex-PCR

The present study was carried out to report the occurrence Salmonella spp., Salmonella Enteritidis, and Salmonella Typhimurium in chicken abattoirs. Samples of feces; feathers; scald, evisceration, and chiller water; and rinse water of non-eviscerated, eviscerated, and chilled carcass were collected from six chicken abattoirs. Salmonella isolates were identified by a multiplex-PCR using three sets of primers targeting the inuA, pefA, and sefA gene sequences from Salmonella spp., S. Typhimurium and S. Enteritidis, respectively. Salmonella spp. was detected in 10% (29/288) of the samples, whereas serovars Enteritidis and Typhimurium were identified in 62% (7/288), respectively. The results indicate the need to improve hygiene and sanitary standards in poultry slaughter lines, besides the education of food handlers and information to consumers. (c) 2006 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Sexagem de embriões bovinos fecundados in vitro pela técnica de PCR multiplex

Neste trabalho, a técnica de PCR (polymerase chain reaction) foi utilizada para a sexagem de 92 embriões bovinos fertilizados in vitro. Os embriões originaram-se de fertilização in vitro de oócitos aspirados de ovários de fêmeas bovinas, provenientes de abatedouros comerciais. Os oócitos foram maturados, fertilizados e cultivados até o estádio de blastocisto. Os embriões foram lavados em solução de PBS, transferidos para tubos de polipropileno contendo água ultrapura, e imediatamente congelados a -196ºC. Os embriões foram descongelados sobre isopor contendo gelo picado e tratados com proteinase K. Para a reação de PCR, utilizaram-se alíquotas de 34 µl de cada tudo, onde foram acrescidos dois pares de primers, seqüência BC1.2 e seqüência satélite 1.715, desoxinucleotídeos, MgCl2, tampão PCR 10X, TaqDNA polimerase e água, em um volume final de 50 µl. As amostras foram amplificadas e a eletroforese realizada em gel de poliacrilamida a 8%. Os géis foram corados com solução de brometo de etídio e analisados em transiluminador de luz ultravioleta. Um índice de 93,47% de amplificação foi atingido, com 41 embriões (47,67%) machos e 45 (52,32%) embriões fêmeas. O uso de gel de poliacrilamida a 8% foi eficaz na separação de fragmentos de DNA muito próximos.

Correlation between API 50 CH and multiplex polymerase chain reaction for the identification of vaginal lactobacilli in isolates

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Myonecrosis by Clostridium septicum in a dog, diagnosed by a new multiplex-PCR

Clostridial myositis is an acute, generally fatal toxemia that is considered to be rare in pet animals. The present report describes an unusual canine clostridial myositis that was diagnosed by a new multiplex-PCR (mPCR) designed for simultaneous identification of Clostridium sordellii, Clostridium septicum, Clostridium perfringens type A, Clostridium chauvoei, and Clostridium novyi type A. A ten-month-old male Rottweiler dog, that had displayed lameness and swelling of the left limb for 12 h, was admitted to a veterinary hospital. The animal was weak, dyspneic and hyperthermic, and a clinical examination indicated the presence of gas and edema in the limb. Despite emergency treatment, the animal died in only a few minutes. Samples of muscular tissue from the necrotic area were aseptically collected and plated onto defibrinated sheep blood agar (5%) in anaerobic conditions. Colonies suggestive of Clostridium spp. were submitted to testing by multiplex-PCR. Impression smears of the tissues, visualized with Gram and also with panoptic stains, revealed long rod-shaped organisms, and specimens also tested positive using the fluorescent antibody technique (FAT). The FAT and mPCR tests enabled a diagnosis of C. septicum myonecrosis in the dog. (C) 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved.

PCR Multiplex fluorescente para detecção de bactérias em sêmen bovino

Este estudo teve como objetivo avaliar o limiar de detecção da técnica de PCR multiplex fluorescente aliada a eletroforese capilar na detecção de agentes infecciosos em amostras de sêmen experimentalmente contaminadas com concentrações decrescentes das bactérias Brucella abortus, Leptospira interrogans sorovar pomona, Campylobacter fetus e Haemophilus somnus. Amostras de sêmen bovino foram experimentalmente contaminadas com concentrações decrescentes de bactérias obtidas através de diluições seriadas na base 10 de modo a obter-se amostras contendo desde 1 vez até 10-7 bactérias/mL a partir da concentração inicial de Leptospira pomona, Brucella abortus, Campylobacter fetus e Haemophilus somnus. As diluições foram efetuadas individualmente para cada bactéria, bem como nas diferentes concentrações necessárias para a padronização do teste de multiplex PCR. As extrações de DNA de todas as soluções contendo espermatozóides e bactérias analisadas no presente estudo foram realizadas segundo protocolo descrito por Heinemann et al. (2000). Os produtos de PCR multiplex foram avaliados por eletroforese em gel de poliacrilamida 8% e separação eletroforética por sistema capilar em equipamento automático de análise de fragmentos de DNA MegaBace. Observou-se a amplificação de fragmentos de 193pb, 330pb, 400pb e 415pb a partir do DNA de B. abortus, L. pomona, H. somnus, C. fetus, respectivamente. Na análise por eletroforese capilar de produtos da PCR multiplex do DNA para detecção simultânea dos quatro patógenos observou-se a sinal de positividade até a diluição de 10-3 bactérias/mL vezes da concentração inicial da solução estoque de cada bactéria. A técnica de PCR multiplex aliada à eletroforese capilar foi usada pela primeira vez para o diagnóstico direto de quatro bactérias patogênicas no sêmen, demonstrando ser um método rápido na detecção de bactérias causadoras de doenças reprodutivas.

Genetic identification of lamniform and carcharhiniform sharks using multiplex-PCR

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Identification of hybrids between Neotropical fish Leporinus macrocephalus and Leporinus elongatus by PCR-RFLP and multiplex-PCR: Tools for genetic monitoring in aquaculture

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Identification of the shark species Rhizoprionodon lalandii and R-porosus (Elasmobranchii, Carcharhinidae) by multiplex PCR and PCR-RFLP techniques

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Forensic identification of the guitarfish species Rhinobatos horkelli, R-percellens and Zapteryx brevirostris using multiplex-PCR

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Multiplex polymerase chain reaction to identify and determine the toxigenicity of Corynebacterium spp with zoonotic potential and an overview of human and animal infections

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)