Universidad Nacional Autónoma de Nicaragua Escuela de...

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Universidad Nacional Autónoma de Nicaragua UNAN-León Escuela de Medicina Veterinaria TESIS PARA OPTAR AL TÍTULO DE MÉDICO VETERINARIO Tema: Estandarización de una multiplex PCR para el diagnóstico de Leptospira saprófita y patógena en muestras de animales domésticos. Autores: Br. Eveling Isabeth Pérez López. Br. Karoll Jeaneth Salgado Saballos. Tutores: MSc. Byron Flores Somarriba MSc. Jessica Sheleby Elías A la libertad por la universidad”

Transcript of Universidad Nacional Autónoma de Nicaragua Escuela de...

Universidad Nacional Autoacutenoma de Nicaragua

UNAN-Leoacuten

Escuela de Medicina Veterinaria

TESIS PARA OPTAR AL TIacuteTULO DE MEacuteDICO VETERINARIO

Tema Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira

saproacutefita y patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos

Autores

Br Eveling Isabeth Peacuterez Loacutepez

Br Karoll Jeaneth Salgado Saballos

Tutores MSc Byron Flores Somarriba

MSc Jessica Sheleby Eliacuteas

ldquoA la libertad por la universidadrdquo

IacuteNDICE

I Dedicatoriahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip1

II Agradecimientoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip2

III Resumenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip3

IV Abreviaturashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip4

V Glosariohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip6

1 Introduccioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip9

11 Antecedenteshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip11

12 Justificacioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip13

13 Planteamiento del problemahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip14

2 Objetivo generalhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip15

21 Objetivos especiacuteficoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip15

3 Marco teoacutericohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip16

31 Mecanismo de transmisioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip17

32 Clasificacioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip17

33 Patogeacutenesishelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip17

34 Sintomatologiacuteahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip18

35 Diagnoacutesticohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip19

351 Diagnoacutestico epidemioloacutegicohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip20

352 Pruebas diagnoacutesticashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip20

4 Material y meacutetodohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip28

5 Resultadoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip32

6 Discusioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip33

7 Conclusioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip38

8 Recomendacioneshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip39

9 Bibliografiacutea40

10 Anexoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip47

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 1

I DEDICATORIA

El siguiente trabajo investigativo se lo quiero dedicar primeramente a Dios por

darme la oportunidad de culminar con eacutexito cada una de las etapas de mi estudio y

por darme la fortaleza y perseverancia para culminar este trabajo

A mi abuelita Domitila Griacuteo por darme siempre su apoyo incondicional en todo

momento y aconsejarme para culminar cada una de las etapas de mis estudios

con eacutexito a mi mamaacute Karla Loacutepez que desde lejos siempre ha estado ahiacute

apoyaacutendome en todo momento a mi padrastro Gerhard Gust y a mi tiacuteo Sergio

Loacutepez que han sido participes en mi vida acadeacutemica en todo momento

Br Eveling Isabeth Peacuterez Loacutepez

Este trabajo investigativo quiero dedicarlo primeramente y por sobre todas las

cosas a Dios por darme la oportunidad de concluir con eacutexito cada etapa de mis

estudios y por darme fuerzas y perseverancia al realizar este trabajo

A mi madre Janeth Saballos a mi tiacutea Amanda Gutieacuterrez mi hermano River

Salgado que diacutea a diacutea han sabido dar lo mejor de ellos en todos los aspectos

Depositando en miacute su confianza y paciencia para hacer de miacute una mejor persona

Karoll Jeaneth Salgado Saballos

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 2

II AGRADECIMIENTOS

A Dios por darnos la vida sabiduriacutea y perseverancia para vencer los obstaacuteculos

que se nos presentaron en nuestro camino y asiacute poder culminar con eacutexito nuestros

estudios

A nuestros guiacuteas en este trabajo investigativo Lic Byron Flores Somarriba

MSc y Jessica Sheleby Eliacuteas MSc por darnos la oportunidad de trabajar en

esta tesis y confiar en que la culminariacuteamos con eacutexito

Al Dr William Jiroacuten por brindarnos su apoyo incondicional en todo momento y

aconsejarnos en culminar nuestra tesis con eacutexito

A la Lic Brenda Mora por apoyarnos en todo momento en el laboratorio por ser

una buena profesora y amiga y ser siempre participe en todo el proceso de

elaboracioacuten de esta tesis

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 3

III RESUMEN

La leptospirosis tiene en Nicaragua un comportamiento endemo-epideacutemico por

ello es preciso mejorar su diagnoacutestico mediante un multiplex PCR Objetivo

Estandarizar una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y

patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos Para esto se debe calcular el

liacutemite de deteccioacuten la sensibilidad y especificidad asiacute como la clasificacioacuten de las

cepas de Leptospira como saproacutefita y patoacutegena Disentildeo En este estudio se

emplearon 30 cepas distribuidas en 24 serogrupos de Leptospira Se tomaron

paraacutemetros como tipos de mezclas extraccioacuten por calentamiento y por el Kit

comercial QUIAGEN la presencia de 5- fluoracilo y muestras fingidas de sangre y

orina de diferentes especies (canino equino porcino y bovino) La sensibilidad se

determinoacute al calcular la cantidad de ADN capaz de detectar en muestras de

sangre y orina La especificidad se demostroacute con el uso de ADN de otros agentes

patoacutegenos Resultados De las 30 cepas que se sometieron al ensayo se

detectaron 15 siendo correspondiente a 12 serogrupos La mezcla maacutes efectiva

fue la mezcla 1 Los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no mostro diferencia

en la capacidad para detectar la Leptospira La extraccioacuten maacutes adecuada resultoacute

ser por calentamiento en la que se identificaron 8 muestras de 19 mientras que

por extraccioacuten con kit comercial soacutelo 2 muestras de 8 La teacutecnica es capaz de

identificar una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira correspondiente a

una dilucioacuten 110000 La sensibilidad mostrada fue de 50 IC 95 (3044 ndash 6956)

mientras que la especificidad fue de 100 IC 95 (95 ndash 100) Conclusioacuten La PCR

multiplex fue estandarizada mostrando su utilidad en el diagnoacutestico temprano de

animales portadores lo que seraacute importante para la identificacioacuten de zonas

vulnerables a la aparicioacuten de casos de leptospirosis humana a si como una

respuesta temprana en el abordaje integral de brotes

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IV ABREVIATURA

ADN Acido desoxirribonucleico

ADNr ADN ribosoacutemico

ARN Acido ribonucleico

ARNr El ARN ribosoacutemico

CF Fijacioacuten de complemento

CGH Hibridacioacuten Genoacutemica Comparada

dATP Trifosfato de desoxiadenosina del ingleacutes deoxyadenosine triphosphate

dCTP Trifosfato de desoxicitidina del ingleacutes deoxycytidine triphosphate

dGTP Trifosfato de desoxiguanosina del ingleacutes deoxyguanosine triphosphate

dTTP Trifosfato de desoxitimidin del ingleacutes deoxythymidine triphosphate

ELISA Ensayo por inmunoabsorcioacuten ligado a enzimas

EMJH Ellinghausen-Mcllough-Johnson-Harries

Et al Procede de la expresioacuten latiacuten et alii que significa lsquoy otrosrsquo

IC Intervalo de confianza

IG Inmunoglobulina

KCl Cloruro de potasio

LCR Liacutequido cefalorraquiacutedeo

MAT Prueba de Aglutinacioacuten Microscoacutepica (por sus siglas en ingleacutes)

MgCl2 Cloruro de magnesio

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NaCl Cloruro de sodio

Ng Nanogramo

OIE Organizacioacuten Mundial de Sanidad Animal

OMS Organizacioacuten Mundial de la Salud

OPS Organizacioacuten Panamericana de la Salud

Pb Pares de bases

Pg Picogramo

PCR Reaccioacuten en Cadena de la Polimerasa (por sus siglas en ingleacutes)

RFLP Polimorfismo de Longitud de Fragmentos de Restriccioacuten (por sus siglas en

ingleacutes)

Spp Especies

SSCP Polimorfismo de Conformacioacuten de Cadena Simple (por sus siglas en

ingleacutes)

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V GLOSARIO

Aglutinacioacuten Agrupamiento en pequentildeos cuacutemulos de cuerpos formes (microbios

hematiacutees) portadores de un antiacutegeno y en suspensioacuten en un liacutequido originado

cuando se introduce el anticuerpo correspondiente en el liacutequido

Amplicones conjunto de moleacuteculas de ADN ideacutenticas resultado de una reaccioacuten

en cadena de la polimerasa (PCR) Esencialmente se trata de un clon molecular

Anticuerpo Es una proteiacutena producida por el sistema inmunitario del cuerpo

cuando detecta sustancias dantildeinas llamadas antiacutegenos

Antiacutegeno Toda sustancia que introducida en un organismo que no la poseiacutea

provoca en eacutel la formacioacuten de un anticuerpo especiacutefico con el cual puede

combinarse de forma electiva

Cebadores Oligonucleoacutetido de 5-20 nucleoacutetidos de longitud que sirve como punto

de partida para la replicacioacuten de ADN

Desnaturalizacioacuten cambio estructural de las proteiacutenas o aacutecidos nucleicos donde

pierden su estructura nativa y de esta forma su oacuteptimo funcionamiento y a veces

tambieacuten cambian sus propiedades fiacutesico-quiacutemicas

Electroforesis La electroforesis es un meacutetodo de laboratorio en el que se utiliza

una corriente eleacutectrica controlada con la finalidad de separar biomoleculas seguacuten

su tamantildeo y carga eleacutectrica a traveacutes de una matriz gelatinosa

Endemicidad Persistencia en una regioacuten de una enfermedad particular bien

porque estaacute presente constantemente o bien porque reaparece en eacutepocas

determinadas

Endemoepideacutemico aumento de incidencia superior al esperado en el contexto de

una epidemia

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 7

Endonucleasa es aquella que puede reconocer una secuencia caracteriacutestica de

nucleoacutetidos dentro de una moleacutecula de ADN y cortar el ADN en ese punto en

concreto llamado sitio o diana de restriccioacuten o en un sitio no muy lejano a este

Los sitios de restriccioacuten cuentan con entre 4 y 12 pares de bases con las que son

reconocidos

Espiroquetas Protozoario espiral de cuerpo delgado y flexible que se desplaza

por movimientos activos Las espiroquetas son bacterias que poseen unas

caracteriacutesticas morfoloacutegicas y unos oacuterganos de locomocioacuten que les diferencian del

resto de las bacterias

Gen Un gen es una secuencia ordenada de nucleoacutetidos en la moleacutecula de ADN (o

ARN en el caso de algunos virus) que contiene la informacioacuten necesaria para la

siacutentesis de una macromoleacutecula con funcioacuten celular especiacutefica habitualmente

proteiacutenas pero tambieacuten ARNm ARNr y ARNt

Genoma es todo el ADN de un organismo incluidos sus genes unos treinta mil

en el caso de los humanos (hasta hace poco se pensaba que eran sobre ochenta

mil)

Glicoproteiacutenas moleacuteculas compuestas por una proteiacutena unida a uno o varios

gluacutecidos simples o compuestos Tienen entre otras funciones el reconocimiento

celular cuando estaacuten presentes en la superficie de las membranas plasmaacuteticas

(glucocaacutelix)

Leptospirosis enfermedad infecto-contagiosa que afecta a los seres humanos

los animales domeacutesticos y silvestres

Lisis Rompimiento de la membrana celular

Monoclonal es un anticuerpo homogeacuteneo producido por una ceacutelula hiacutebrida

producto de la fusioacuten de un clon de linfocitos B descendiente de una sola y uacutenica

ceacutelula madre y una ceacutelula plasmaacutetica tumoral

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Nucleasa son enzimas que pueden ser tanto ribonucleasas (RNasas) como

desoxirribonucleasas (DNasas) las primeras hidrolizan al ARN y las segundas al

ADN

Nucleoacutetidos son moleacuteculas orgaacutenicas formadas por la unioacuten covalente de un

monosacaacuterido de cinco carbonos (pentosa) una base nitrogenada y un grupo

fosfato

Opsonizacioacuten proceso por el que se marca a un patoacutegeno para su ingestioacuten y

destruccioacuten por un fagocito

Oligonucleoacutetidos es una secuencia corta de ADN o ARN con cincuenta pares

de bases o menos

Patoacutegena es todo agente que puede producir enfermedad

Polimerasa La polimerasa es una enzima capaz de transcribir o replicar aacutecidos

nucleicos

Polimorfismo hace referencia a la existencia en una poblacioacuten de muacuteltiples

alelos de un gen

Saproacutefita bacterias que no se desarrollan en el organismo vivo y que se

alimentan de los desperdicios de alimentos generados por el propio organismo

Serotipo Categoriacutea en la que se clasifican los microbios o los virus seguacuten su

reaccioacuten en presencia de suero que contiene anticuerpos especiacuteficos

Tamizaje exaacutemenes aplicados con el fin de identificar una poblacioacuten

aparentemente sana en mayor riesgo de tener una determinada enfermedad que

hasta ese momento no se les ha diagnosticado

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1 INTRODUCCIOacuteN

Las Leptospira son bacterias Gram negativas que miden 0-1microm de diaacutemetro y 6-

20microm de largo Estas espiroquetas pertenecen a la familia Leptospiraceae orden

Spirochaetales y claacutesicamente comprenden 2 especies L interrogans y L biflexa

siendo la primera patoacutegena y la segunda saproacutefita Leptospira interrogans incluye

alrededor de 23 serogrupos y 218 serovares y L biflexa 28 serogrupos y 60

serovares (Zunido et al 2007 Desvars et al 2008)

Los hueacutespedes reservorios son los animales silvestres y domeacutesticos aunque el

agente tambieacuten se ha aislado de otros vertebrados como aves y anfibios los que

eliminan las Leptospira con la orina por periodos de tiempos variables

dependiendo de la especie animal (Ceacutespedes et al 2007)

La leptospirosis tiene en Nicaragua un comportamiento endemo-epideacutemico con

una notificacioacuten 2 casos como promedio semanal En el periacuteodo de lluvias

(octubre-noviembre) este promedio semanal se eleva hasta 8 casos La regioacuten

Occidental (Departamentos de Leoacuten y Chinandega) son los que con maacutes

frecuencia reportan la ocurrencia de brotes epideacutemicos

Los cuadros de leptospirosis humana en cuya fase terminal ocurre la hemorragia

pulmonar se han presentado en Nicaragua a partir de 1995 con grandes brotes

epideacutemicos en 1995 1998 y 2007 todos ellos asociados a intensas lluvias (Pelaacuteez

et al 2007)

En Nicaragua como en el resto de paiacuteses del mundo la prueba de oro para el

diagnoacutestico de Leptospira es la prueba de Aglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) (OPS

2008) sin embargo esta teacutecnica tiene desventajas tales como no diferencia entre

anticuerpos vacunales y de infeccioacuten utiliza como antiacutegeno Leptospira vivas

siendo tedioso el mantenimiento de las cepas y un riesgo potencial para el

personal del laboratorio Para obtener una sensibilidad adecuada se deben utilizar

como antiacutegenos cepas representativas de todos los serogrupos presentes en el

paiacutes o regioacuten y de todos los serovares adaptados a la especie objeto de estudio

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Otro meacutetodo directo de diagnoacutestico es el cultivo pero es limitado y requiere de

mucho tiempo (Alonso et al 2001)

Diversos estudios han demostrado una sensibilidad y especificad de la PCR de

hasta el 100 siendo asiacute una herramienta uacutetil en el diagnoacutestico precoz de

leptospirosis sobre todo en las formas graves de la enfermedad (Ceacutespedes et al

2007)

Por las razones citadas anteriormente se pretende estandarizar una multiplex PCR

para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y patoacutegena en muestras de animales

domeacutesticos y asiacute validar su alta sensibilidad y especificidad Esta teacutecnica ha

servido para detectar e identificar Leptospira en sangre liacutequido cefalorraquiacutedeo

humor acuoso y orina Ademaacutes puede diferenciar con rapidez las formas

patoacutegenas de las no patoacutegenas (Green et al 2008)

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11 ANTECEDENTES

En 2001 se llevoacute a cabo la identificacioacuten de aislamientos de Leptospira por

meacutetodos seroloacutegicos y geneacuteticos en tres provincias de Cuba Se estudiaron 18

cepas de Leptospira aisladas de pacientes con leptospirosis humana en los

resultados por MAT las cepas fueron agrupadas entre los serogrupos ballum

pomoma caniacutecola e icterohaemorrhagiae Se determinoacute el serovar de 7 de las

cepas estudiadas con el uso de los anticuerpos monoclonales Para la totalidad de

las cepas se obtuvo por reaccioacuten en cadena de la polimerasa un fragmento

amplificado de 631 pb El anaacutelisis con enzimas de restriccioacuten del producto

amplificado originoacute iguales patrones de restriccioacuten en todas las cepas estudiadas

(Victoria et al 2001)

En 2007 se efectuoacute la deteccioacuten de Leptospira patoacutegenas en animales por PCR

basado en los genes lipL21 y lipL32 en India Se recogieron muestras de suero y

tejido de bovinos buacutefalos y cobayos junto a becerros experimentalmente

infectados A los cuales se les realizoacute PCR usando los genes lipL21 y lipL32 asiacute

como los cebadores G1G2 y se determinoacute que todos los sueros tanto las

muestras colectada en campo como la de los animales infectados

experimentalmente fueron positivos tanto con el uso de cebadores G1G2 asiacute

como con los genes lipL21 y lipL32 (Cheema et al 2006)

Se desarrolloacute un estudio para la deteccioacuten y diferenciacioacuten entre Leptospira spp

patoacutegenas y saproacutefitas por multiplex PCR en la ciudad de Bangkok Tailandia Este

meacutetodo pudo amplificar 27 serovares patoacutegenos y 5 serovares saproacutefitas

mostrando una amplificacioacuten de 615 y 316 pares de bases (pb) respectivamente

(Kositanont et al 2007)

En 2007 se llevoacute a cabo la estandarizacioacuten y validacioacuten de una prueba de PCR

para el diagnoacutestico precoz de leptospirosis humana en zonas endeacutemicas del Peruacute

Amplificoacute el ADN de 25 serovares de seis especies de Leptospira spp No

amplificoacute las muestras de ADN de otros microorganismos patoacutegenos La

sensibilidad y especificidad del meacutetodo fue 100 in vitro Su sensibilidad fue de

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100 (IC95 979 - 100) en muestras de sangre antes de los ocho primeros diacuteas

de enfermedad y de 30 (IC95 163 - 43-7) cuando el tiempo de enfermedad fue

mayor El PCR en orina tiene una baja sensibilidad (Ceacutespedes et al 2007)

En 2009 se realizoacute la deteccioacuten de Leptospira patoacutegenas en tejido renal de perros

vagos mediante PCR en tiempo real en la ciudad de Chillan Chile De los 72

perros a los que se les extrajo ADN de tejido renal el 597 de los perros resultoacute

infectado (Campos 2009)

En 2010 se realizoacute un estudio para la aplicacioacuten de las pruebas de PCR

convencional simple y muacuteltiple para la identificacioacuten de aislamientos de Leptospira

spp en Colombia los resultados maacutes consistentes fueron obtenidos con la PCR

simple lipL32 tanto en limite de deteccioacuten especificidad y utilidad para la

identificacioacuten de Leptospira spp (Moreno et al 2010)

Una multiplex PCR fue desarrollada para la deteccioacuten de Leptospira en muestras

de agua del ambiente obtenidas en un asentamiento de barrio en Petroacutepolis

ciudad de Rio de Janeiro Tres de las 100 muestras analizadas fueron positivas en

la multiplex PCR se consideroacute que dos muestras teniacutean Leptospira saproacutefitas y

una Leptospira patoacutegenas (Vital et al 2010)

En 2012 se caracterizoacute aislamientos cliacutenicos de Leptospira por meacutetodos

fenotiacutepicos y moleculares en la repuacuteblica de Nicaragua De las 8 cepas de

Leptospira aisladas de casos cliacutenicos mediante meacutetodos fenotiacutepicos y

moleculares para el primer meacutetodo ninguna de estas mostraron crecimiento a

13degC en medio suplementado con 8-azaguanina (225 mgMl) y para el segundo

meacutetodo los resultados de este ensayo demostraron la presencia de bandas de

amplificacioacuten de los genes OmpL1 y lipL32 para los ocho aislamientos (Rosario et

al 2012)

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12 JUSTIFICACIOacuteN

La leptospirosis es una zoonosis de distribucioacuten mundial que afecta a los

mamiacuteferos tanto domeacutesticos como silvestres aunque el agente tambieacuten se ha

aislado de otros vertebrados como aves y anfibios La enfermedad puede estar

causada por cualquiera de las espiroquetas paraacutesitas clasificadas dentro del

geacutenero Leptospira (Alonso et al 2001)

Es una zoonosis en Nicaragua que presenta una endemicidad constante tal y

como lo demuestran las estadiacutesticas de la enfermedad principalmente despueacutes de

lluvias fuertes e inundaciones Afectando de igual manera a humanos y animales

produciendo un gran impacto socioeconoacutemico para la poblacioacuten en general

El diagnoacutestico de la enfermedad es complejo debido a que no manifiesta siacutentomas

especiacuteficos y resulta difiacutecil realizar e interpretar los meacutetodos diagnoacutesticos de

referencia en base a cultivos bacterianos y a test seroloacutegicos para la identificacioacuten

de la especie y serovares (Levett et al 2001)

La reaccioacuten en cadena de la polimerasa (PCR) es una prueba de diagnoacutestico

molecular muy sensible y especiacutefico que sirve para detectar e identificar

Leptospira en sangre liacutequido cefalorraquiacutedeo humor acuoso y orina Esta teacutecnica

puede diferenciar con rapidez las formas patoacutegenas de las no patoacutegenas (Greene

et al 2008) Sin embargo la teacutecnica debe ser estandarizada en cada laboratorio

antes de ser utilidad en el diagnoacutestico y vigilancia de la enfermedad El objetivo de

este estudio fue estandarizar una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira

saproacutefita y patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos Esta teacutecnica

proporcionaraacute una alterativa maacutes raacutepida que el aislamiento asiacute como una

clasificacioacuten confiable de Leptospira patoacutegenas y saproacutefitas circulante en animales

domeacutesticos

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

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13 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

iquestCuaacuteles son los paraacutemetros oacuteptimos en la estandarizacioacuten de una multiplex PCR

para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y patoacutegena en muestras de animales

domeacutesticos

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 15

2 OBJETIVOS

21 General

Estandarizar una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y

patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos

22 Especiacutefico

Establecer el liacutemite deteccioacuten de multiplex PCR en muestras sanguiacuteneas y orina

Determinar la sensibilidad y especificidad de muacuteltiplex PCR para el diagnoacutestico de

Leptospira

Clasificar las cepas de Leptospira como saproacutefita y patoacutegena a traveacutes de multiplex

PCR

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

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3 MARCO TEOacuteRICO

Las Leptospira son bacterias pertenecientes al orden Spirochaetales familia

Leptospiraceae y geacutenero Leptospira Aunque son bacterias Gram negativas no se

tintildeen bien mediante los colorantes convencionales por lo que habitualmente se

visualizan por medio de la microscopiacutea de campo oscuro La impregnacioacuten

argeacutentica y las teacutecnicas de inmunohistoquiacutemicas se utilizan para poner en

manifiesto su presencia en tejidos (Quinn et al 2002)

Su tamantildeo es de 025 por 6-25 microm tienen forma ciliacutendrica y helicoidal con dos

filamentos axiales insertados en los extremos del cuerpo celular que actuacutean como

citoesqueleto y le permiten el movimiento (Bharti et al 2003)

Estas son moacuteviles describen tres tipos de movimientos rotacioacuten alrededor de su

eje central movimientos progresivos rectos y movimientos circulares (Bharti et al

2003) son aerobios obligados que se desarrollan a una temperatura de 28 a

30degC Son catalasa y oxidasa positivo creciendo en medios simples enriquecidos

con vitaminas aacutecidos grasos de cadena larga y sales de amonio (Levett 2001)

Su genoma consiste en dos cromosomas circulares uno de mayor tamantildeo que

asciende a 4332241 bp y uno pequentildeo de 358943 bp los que juntos suman

4691184 bp (Ren et al 2003)

La bacteria no se multiplica fuera del hueacutesped y es considerablemente

dependiente del medio puesto que es muy susceptible a la desecacioacuten a pH

inferiores a 6 o superiores a 8 y temperaturas menores a 10ordmC o mayores a 34ordmC

le resultan nocivos (McDonough 2001) Asiacute como la luz solar directa la

hipersalinidad los desinfectantes corrientes los detergentes y el jaboacuten pueden

afectar al microorganismo (Zamora et al 1999)

Los organismos de Leptospira sobreviven hasta 180 diacuteas en suelos huacutemedos por

varios meses en superficies acuosas y sobreviven auacuten mejor en agua estancada

que en movimiento (McDonough 2001 Acosta et al 1994)

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 17

31 Mecanismos de transmisioacuten

Las Leptospira se transmiten por contacto directo o indirecto La transmisioacuten

directa ocurre a traveacutes de orina infectada transferencia veneacuterea o

transplacentaria heridas por mordedura o ingestioacuten de tejidos infectados La

transmisioacuten indirecta se da a traveacutes de la exposicioacuten de los animales susceptibles

agua suelo alimento o camas contaminadas (Greene et al 2008)

Existen dos tipos de hueacutespedes involucrados en la transmisioacuten de la enfermedad

Los hueacutespedes primarios constituidos por aquellas especies que no desarrollan

una sintomatologiacutea evidente y que son capaces de eliminar por periodos

prolongados la bacteria y los hueacutespedes secundarios conformados por aquellas

especies que por el contrario enferman gravemente y no alcanzan a liberar la

bacteria o lo hacen por un periodo reducido (McDonough 2001)

32 Clasificacioacuten

A partir de 1989 el geacutenero Leptospira fue dividido en dos especies L interrogans

que comprendiacutea a todas las cepas patoacutegenas y L biflexa que incluiacutea a las cepas

saproacutefitas aisladas del medio ambiente Ambas fueron divididas en numerosos

serovares definidos por aglutinacioacuten Sobre 60 y 200 serovares han sido

reconocidos para L biflexa y L interrogans respectivamente Los serovares que

se encontraban relacionados antigeacutenicamente fueron agrupados como serogrupos

(Levett 2001)

33 Patogeacutenesis

La Leptospira es resistente a la actividad bactericida del suero normal y en

ausencia de anticuerpos especiacuteficos no es fagocitada ni destruida por los

polimorfonucleares o macroacutefagos Despueacutes de penetrar la piel o las mucosas la

Leptospira hace una bacteriemia que inicialmente alcanza todas las partes del

cuerpo incluyendo el liacutequido cefalorraquiacutedeo (LCR) y los ojos y genera la

produccioacuten de anticuerpos aglutinantes y el fenoacutemeno de opsonizacioacuten entre los

diacuteas 5 y 7 Si esta respuesta no es suficiente para detener su progreso la

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 18

Leptospira avanza en los tejidos Alliacute se multiplica en forma acelerada deja de ser

encontrada en la sangre y se elimina por la orina durante semanas o meses (fase

inmune o de leptospiruria) (Acosta et al 1994)

La leptospirosis puede presentarse con diferentes formas grados y combinaciones

de compromiso orgaacutenico ya sea como un cuadro febril inespeciacutefico como

afeccioacuten preferente de uno o maacutes oacuterganos involucrados o como una enfermedad

grave con compromiso multiorgaacutenico y alta letalidad (Zunino y Pizarro 2007)

La etapa aguda o septiceacutemica de alrededor de 1 semana seguida de una fase

inmune caracterizada por la produccioacuten de anticuerpos y eliminacioacuten de la

bacteria a traveacutes de la orina La mayor complicacioacuten de la patologiacutea se encuentra

asociada a la localizacioacuten de las bacterias en los tejidos durante la fase inmune

alrededor de la segunda semana de la patologiacutea (Levett 2001)

En animales susceptibles la lesioacuten de las membranas de los gloacutebulos rojos y de

las ceacutelulas endoteliales junto con el dantildeo hepatocelular desencadena anemia

hemoliacutetica ictericia hemoglobinuria y hemorragia (Quinn et al 2002)

La superficie de las ceacutelulas bacterianas constituye una interfase entre el patoacutegeno

y el hospedador formando un sitio de interaccioacuten con los tejidos durante la

infeccioacuten Para los patoacutegenos extracelulares la superficie bacteriana es tambieacuten el

blanco de la respuesta inmune del hospedador (Cullen et al 2005) Se ha

sentildealado que LipL32 interactuacutea con componentes de la matriz extracelular como el

colaacutegeno y que existe una respuesta de inmunoglobulina M contra la lipoproteiacutena

durante la fase aguda y convaleciente de leptospirosis en humanos (Hauk et al

2008)

34 Sintomatologiacutea

Las manifestaciones oculares incluyen efusioacuten conjuntival presencia de ictericia

en la escleroacutetica y uveiacutetis Esta uacuteltima puede ser unilateral o bilateral y puede

presentarse semanas meses y ocasionalmente en antildeos posterior a la

enfermedad aguda (Levett 2001)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 19

Las alteraciones reproductivas pueden ocurrir posterior a una infeccioacuten y la

leptospirosis debe ser considerada como diagnoacutestico diferencial en casos de

aborto o muerte perinatal (Andreacute Fontaine 2006)

En bovinos la enfermedad puede ser aguda subaguda y croacutenica En la forma

aguda son maacutes susceptibles los animales de un mes de edad Se caracteriza por

septicemia fiebre de 405 Cdeg anorexia petequias en mucosas depresioacuten

ictericia anemia hemoliacutetica con hemoglobinuria palidez de las mucosas disnea

suele ocurrir aborto baja de la produccioacuten de la leche y ocasionalmente mastitis

En la forma subaguda se presentan los mismos siacutentomas la fiebre es de 39 a 40

Cdeg existe baja de la produccioacuten laacutectea y esta es de color rojo o anaranjado

amarillento En la forma croacutenica generalmente los siacutentomas son aborto que se

presenta en el uacuteltimo tercio de la gestacioacuten ocasionalmente se puede presentar

meningitis leptospiroacutesica incoordinacioacuten sialorrea conjuntivitis y rigidez muscular

En porcinos generalmente se presenta la forma croacutenica en ovinos y caprinos no

se conoce mucho la enfermedad debido a su poca frecuencia y la mayor parte de

los animales afectados se encuentran muertos con apariencia septiceacutemica en

equinos se presenta la forma subaguda en perros y gatos se presenta la

enfermedad desde formas subcliacutenicas hasta formas graves en animales

silvestres la mayoriacutea estaacuten adaptados y no manifiestan siacutentomas cliacutenicos (Acha et

al 1978)

35 Diagnoacutestico

Debido a que las manifestaciones cliacutenicas de la leptospirosis variacutean en tipo y

gravedad tanto en los hombres como en animales es difiacutecil su diagnoacutestico cliacutenico

hacieacutendose necesaria la confirmacioacuten de los casos mediante pruebas de

laboratorio existen pruebas que sin ser especiacuteficas para la enfermedad pueden

orientar al cliacutenico hacia el diagnoacutestico de leptospirosis (Ceacutespedes 2005)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 20

351 Diagnoacutestico epidemioloacutegico

La anamnesis debe incluir datos sobre la eacutepoca del antildeo en la que aparecioacute el

brote la aptitud del rebantildeo el estado sanitario del mismo el contacto con otras

especies domeacutesticas la sintomatologiacutea predominante y si se realiza vacunacioacuten

frente a la leptospirosis Asimismo deberaacute obtenerse informacioacuten sobre el nuacutemero

de animales afectados la edad de los mismos y la fase de la gestacioacuten en que se

produce el aborto (Alonso et al 2001)

352 Pruebas Diagnoacutesticas

Se basa en el cultivo del organismo la demostracioacuten seroloacutegica o el diagnoacutestico

molecular (Dammert 2005)

3521 Cultivo

La Leptospira se puede aislar de muestras de sangre y liacutequido cefalorraquiacutedeo en

los primeros 7-10 diacuteas de la enfermedad y en la orina puede ser detectada durante

la segunda y tercera semana de la enfermedad (Bharti 2003) Una vez tomada la

muestra esta se debe inocular en 10 ml de medio semisoacutelido que contenga 5-

fluoracilo

El cultivo debe ser incubado a 28-30 degC y ser examinado semanalmente en el

microscopio de campo oscuro durante 13 semanas antes de ser descartado Los

cultivos contaminados pueden ser filtrados antes de recultivarlos a un medio

nuevo (Levett 2001)

Existen otros medios recientemente desarrollados uacutetiles en el aislamiento de la

Leptospira medio EMJH (Ellinghausen y Mcllough modificado por Johnson y

Harries) y el medio Tween 80-albuacutemina este uacuteltimo considerado el mejor

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 21

Como el cultivo tiene el inconveniente de ser muy largo (5-6 semanas de

incubacioacuten) no se debe considerar para definir una conducta terapeacuteutica inicial

(Acosta et al 1994)

3522 Pruebas seroloacutegicas

Las pruebas seroloacutegicas constituyen el procedimiento de laboratorio utilizado con

maacutes frecuencia para confirmar el diagnoacutestico cliacutenico para determinar la

prevalencia en el rebantildeo y para realizar los estudios epidemioloacutegicos Los

anticuerpos de las Leptospira aparecen a los pocos diacuteas del comienzo de la

enfermedad y persisten durante semanas o meses y en algunos casos antildeos

Desafortunadamente los tiacutetulos de anticuerpos puede que desciendan hasta

niveles indetectables mientras los animales permanecen infectados croacutenicamente

Para superar este problema se necesitan meacutetodos sensibles que detecten el

microorganismo en la orina o en el tracto genital de portadores croacutenicos

Se ha descrito una amplia variedad de pruebas seroloacutegicas que muestran grados

variables de especificidad de serogrupo y de serotipo La prueba de la aglutinacioacuten

microscoacutepica (MAT) y el enzimoinmunoensayo (ELISA) contribuyen al diagnoacutestico

veterinario (OIE 2008)

35221 Prueba de Aglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) La prueba MAT en la

que se emplean antiacutegenos vivos es la prueba seroloacutegica maacutes ampliamente

utilizada Constituye la prueba de referencia frente a la que se evaluacutean todas las

otras pruebas seroloacutegicas y se utiliza en las comprobaciones para la

importacioacutenexportacioacuten (OIE 2008)

El MAT posee una alta sensibilidad y especificidad siendo sus resultados

utilizados para identificar el serovar o serogrupo infectante pero requiere de la

experiencia del operador y la variacioacuten diagnoacutestica entre laboratorios es elevada

(Bharti et al 2003) Para llevarlo a cabo se requiere que el laboratorio cuente con

cultivos vivos de todos los serovares para emplearlos como antiacutegenos

consideraacutendose que su interpretacioacuten es complicada debido a la alta degradacioacuten

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 22

presencia de reaccioacuten cruzada entre diferentes serogrupos y a reacciones

paradoacutejicas (Levett 2001)

35222 Otras pruebas seroloacutegicas Debido a la complejidad de la prueba de

Aglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) se ha desarrollado otras pruebas seroloacutegicas

para la deteccioacuten de anticuerpos antileptospira en la fase aguda de la infeccioacuten La

fijacioacuten de complemento (CF) fue ampliamente usado pero el meacutetodo no fue

estandarizado La prueba de Fijacioacuten de complemento ha sido reemplazada por el

meacutetodo ELISA (Levett 2001)

El ELISA se utiliza tanto para la deteccioacuten de anticuerpos en la leche como en el

suero permitiendo ademaacutes diferenciar entre IgG e IgM (Alonso et al 2001) En

este ensayo se detecta IgM antileptospira tan solo 1 semana despueacutes de la

infeccioacuten antes de que esteacuten presentes los anticuerpos aglutinantes Los

anticuerpos IgG se detectan comenzando 2 semanas despueacutes de la infeccioacuten y

persisten durante largos periodos de tiempo (OIE 2008)

La deteccioacuten de IgM en suero por ELISA es maacutes sensible que el MAT cuando la

primera muestra se toma en la fase aguda de la enfermedad (Ceacutespedes 2005)

Ademaacutes presenta otras ventajas frente al MAT como es el hecho de no presentar

riesgo sanitario para los operarios ser de faacutecil estandarizacioacuten y ser una prueba

en la que las reacciones cruzadas son poco frecuentes Sus principales

desventajas son que normalmente son serovar especiacuteficos con lo cual no

obtendremos informacioacuten acerca de una posible infeccioacuten por otros serovares y

que no permite diferenciar entre anticuerpos vacunales y de infeccioacuten (Alonso et

al 2001)

3523 Diagnoacutestico molecular

35231 Reaccioacuten en cadena de la polimerasa (PCR)

La PCR es un meacutetodo in vitro de siacutentesis de ADN con el que un segmento

particular de este es especiacuteficamente amplificado al ser delimitado por un par de

cebadores o iniciadores que lo flanquean Su copiado se logra en forma

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 23

exponencial a traveacutes de repetidos ciclos de diferentes periodos y temperaturas de

incubacioacuten en presencia de una enzima ADN polimerasa termoestable Asiacute se

obtienen en cuestioacuten de horas millones de copias de la secuencia deseada del

ADN

La PCR es una teacutecnica de biologiacutea molecular altamente especiacutefica raacutepida

sensible y versaacutetil para detectar cantidades iacutenfimas de un cierto ADN especiacutefico

posibilitando su faacutecil identificacioacuten (Rodriacuteguez et al 2004)

El meacutetodo se basa en su forma maacutes simple en la realizacioacuten de tres reacciones

sucesivas llevadas a cabo a distintas temperaturas Estas reacciones se repiten

ciacuteclicamente entre veinte y cuarenta veces La muestra se calienta en el primer

paso hasta lograr la separacioacuten de las dos cadenas que constituyen el ADN

hecho que se conoce como desnaturalizacioacuten (Satz et al 1993) En el segundo

ocurre la hibridacioacuten de las cadenas desnaturalizadas del ADN blanco con los

denominados cebadores o iniciadores (ADN sinteacutetico de hebra sencilla) a una

temperatura que facilita el apareamiento de las bases nitrogenadas

complementarias de ambas clases de ADNs (Rodriacuteguez et al 2004) Por uacuteltimo se

da la reaccioacuten de extensioacuten que generalmente es llevada a cabo a una

temperatura intermedia en la cual la ADN polimerasa copia el ADN entre las

secuencias correspondientes a los oligonucleoacutetidos iniciadores (Torres et al

1995) La deteccioacuten se realiza mediante electroforesis en gel de agarosa y tincioacuten

con bromuro de etidio (Costa 2004)

En los uacuteltimos antildeos se ha desarrollado PCR en muestras bioloacutegicas como orina

suero liacutequido cefalorraquiacutedeo y tejido renal posicionaacutendose la teacutecnica como una

herramienta de diagnoacutestico sensible y especiacutefica en la deteccioacuten e identificacioacuten

de Leptospira spp (Levett 2001 Branger et al 2005)

Una limitacioacuten de diagnoacutestico basado en la PCR de la leptospirosis es la

incapacidad de la mayoriacutea de los ensayos de PCR para identificar el serovar

infectante Si bien esto no es significativo para la gestioacuten individual del paciente la

identidad del serovar tiene un importante valor epidemioloacutegico y en salud puacuteblica

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 24

Las estrategias disentildeadas para superar este obstaacuteculo han incluido la digestioacuten de

productos de PCR con endonucleasas de restriccioacuten secuenciacioacuten directa de los

amplicones y Anaacutelisis de Conformacioacuten de Cadena Sencilla (SSCP)

Genomospecies de Leptospira pueden ser diferenciadas despueacutes de la PCR por

electroforesis en geles de poliacrilamida no desnaturalizante seguido por tincioacuten

con plata y sin el paso adicional de purificacioacuten y desnaturalizacioacuten (Ahmad et al

2005)

35232 Reaccioacuten en cadena de la polimerasa muacuteltiple

La PCR muacuteltiple son reacciones que consiguen amplificar simultaacuteneamente y en

un uacutenico tubo diferentes secuencias diana permitiendo la deteccioacuten e

identificacioacuten simultaacutenea de distintos genes de intereacutes (Mendez et al 2004)

35233 Fingerprinting

Un desarrollo reciente en el anaacutelisis del ADN ribotipificacioacuten se basa en el

Polimorfismo de Longitud de Fragmentos de Restriccioacuten (RFLP) Posterior a la

electroforesis del gel Agarosa el ADN es trasferido sobre una membrana y

posteriormente hibridado con sondas marcadas desde el 16S al 23S de la cadena

de ARN por lo tanto nos da una interpretacioacuten maacutes raacutepida y faacutecil del Fingerprints

Este meacutetodo es una herramienta uacutetil para la tipificacioacuten molecular de Leptospira

ya que esta metodologiacutea utiliza reactivos disponibles comercialmente puede ser

aplicada por laboratorio de diagnoacutestico y no requiere el mantenimiento de todas

las cepas de referencia y correspondientemente suero inmune de conejo La

tipificacioacuten ribosomal tambieacuten nos provee informacioacuten sobre la relacioacuten genoacutemica

basado en la similitud que tienen en comuacuten fragmentos de cadenas de Leptospira

(Terpstra et al 1986)

35234 Anticuerpo monoclonales

Los anticuerpos monoclonales son glicoproteiacutenas especializadas que hacen parte

del sistema inmune producidas por las ceacutelulas B con la capacidad de conocer

moleacuteculas especificas (Antiacutegenos) Los anticuerpos monoclonales son

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 25

herramientas esenciales en el aacutembito cliacutenico y biotecnoloacutegico y han probado ser

uacutetiles en el diagnoacutestico y tratamiento de enfermedades infecciosas inmunoloacutegicas

y neoplaacutesicas asiacute como tambieacuten en el estudio de las interacciones patoacutegenas-

hospedador y la marcacioacuten deteccioacuten y cuantificacioacuten de diversas moleacuteculas

(Machado et al 2006)

Se han preparado anticuerpos monoclonales de conejo que aglutinan Leptospira y

los serovares pueden ser identificados con base en patrones caracteriacutesticos de

aglutinacioacuten Preparar anticuerpos monoclonales es difiacutecil y toma tiempo pero

usarlos en la MAT para serotipificar es faacutecil y da resultados raacutepidos Actualmente

estaacuten disponibles anticuerpos monoclonales para tipificar cerca de la mitad de los

serovares maacutes comunes actualmente reconocidos (OMS 2008)

35235 Secuenciacioacuten del ARNr 16S

La amplificacioacuten del gen para su posterior secuenciacioacuten parte preferentemente

de ADN extraiacutedo de un cultivo puro de la bacteria pero tambieacuten puede

conseguirse directamente de una muestra cliacutenica

El meacutetodo molecular de identificacioacuten bacteriana mediante secuenciacioacuten del

ADNr 16S incluye tres etapas a) amplificacioacuten del gen a partir de la muestra

apropiada b) determinacioacuten de la secuencia de nucleoacutetidos del amplicoacuten y c)

anaacutelisis de la secuencia (Rodicio et al 2004)

La secuenciacioacuten del ARNr 16S es un meacutetodo potente y simplificado para la

identificacioacuten de especies Leptospira (Morey et al 2006)

35236 Microarrays

El anaacutelisis de microarray consiste en la deteccioacuten e identificacioacuten simultaacutenea de un

patoacutegeno desde la misma muestra para asiacute ser implementado en los laboratorios

cliacutenicos de microbiologiacutea con facilidad y exactitud

Microarray simplemente se define como una coleccioacuten de caracteriacutesticas

microscoacutepicas (maacutes comuacutenmente ADN) que se puede probar con moleacuteculas diana

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 26

para producir ya sea (expresioacuten geacutenica) cuantitativa o los datos cualitativos

(diagnoacutestico)

El anaacutelisis por medio de microarray tiene la capacidad de ofrecer una fuerte

deteccioacuten muacuteltiple Existen plataformas de microarrays muacuteltiples incluyendo

impresos de ADN de doble cadena y matrices de oligonucleoacutetidos

Los microarrays permiten el depoacutesito de miles de puntos conteniendo genes o

parte de genes sobre un portaobjetos para su estudio en paralelo De esta manera

es posible tener una visioacuten instantaacutenea de actividad de genomas completos o de

un grupo selecto de genes (Miller et al 2009)

En los estudios de microarrays se combinan las teacutecnicas de hibridizacioacuten de

aacutecidos nucleicos y deteccioacuten por fluorescencia De esta manera soacutelo en los

puntos del portaobjeto donde haya ocurrido hibridizacioacuten habraacute fluorescencia y la

intensidad de la fluorescencia detectada seraacute proporcional al nivel de expresioacuten

del gen en estudio

Una condicioacuten indispensable es que cada uno de los genes que esteacute representado

sea faacutecilmente distinguible de otros En otras palabras la porcioacuten del gen

inmovilizada en el portaobjeto debe llevar consigo independientemente de su

tamantildeo su ceacutedula de identidad (Barrero 2005)

La hibridacioacuten genoacutemica comparada (CGH) ha demostrado ser una herramienta

muy poderosa para las comparaciones genoacutemicas de alto rendimiento entre

especies patoacutegenas y no patoacutegenas y la exploracioacuten del genoma de muchas

especies bacterianas Las secuencias genoacutemicas disponibles de L interrogans

serovar Lai y copenhageni se utilizaron para disentildear una matriz de mosaico (Eribo

et al 2012)

35237 Enzimas de Restriccioacuten

El meacutetodo consiste en la extraccioacuten de ADN a partir de una poblacioacuten homogeacutenea

de organismos la digestioacuten del ADN con una endonucleasa de restriccioacuten y la

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 27

electroforesis en gel de agarosa del ADN Debido a que las endonucleasas de

restriccioacuten reconocen y se unen al ADN de doble cadena especiacuteficamente a la

secuencia 4 oacute 6 de pares de bases se genera un conjunto de fragmentos La

migracioacuten de estos fragmentos en gel de agarosa estaacute relacionada con el peso

molecular un patroacuten de bandas se puede ver en el gel por la luz ultravioleta siacute se

tintildeeron con bromuro de etidio o por autorradiografiacutea Estos modelos constituyen

una huella digital caracteriacutestico de cualquier ADN en particular (Marshall et al

1981)

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 28

4 MATERIAL Y MEacuteTODO

41 Tipo de estudio Ensayo de laboratorio

42 Cepas En este estudio se emplearon 30 cepas distribuidas en 24 serogrupos

de Leptospira proporcionados por Centro Nacional de Diagnoacutestico y Referencia

(CNDR)

43 Muestras Las condiciones de crecimiento para la Leptospira fueron de 28-

30degC durante siete diacuteas en el medio Ellinghaussen-McCullough-Johnson-Harris

(EMJH)

45 PCR cebadores y condiciones de amplificacioacuten

Los cebadores de oligonucleoacutetidos LepF1 PU1 y LepR1 que corresponden a las

posiciones 8461 a 8480 8720 a 8738 y 9334 a 9316 respectivamente fueron

disentildeados para unirse a regioacuten 23S del ADNr la cual corresponde a la secuencia

de Leptospira interrogans (patoacutegena)

Los cebadores SU1 y LepR1 fueron disentildeados para serovares de saproacutefitas que

corresponden a la posicioacuten 326 a 343 y 641 a 623 respectivamente basado en la

secuencia parcial del ADNr de Leptospira biflexa La secuencia de los cebadores

se demuestra en la tabla 1

Tabla1 Cebadores utilizados en la amplificacioacuten

Cebador Secuenciacioacuten 5` a 3` Especificidad Posicioacuten de la base

LepF1 GTTACCAAGCACAAGATTAG Leptospira spp 8461 - 8480

LepR1 TAGTCCCGATTACATTTTC Leptospira spp 9334 - 9316

PU1 TATCAGAGCCTT TTAATGG Patoacutegena 8720 - 8738

SU1 TTTAGGGTTAGCGTGGTA Saproacutefita 326 - 343

LepR1 TAGTCCCGATTACATTTTC Leptospira spp 641 - 623

El ADN de la Leptospira fue amplificado usando LepF1 (5

GTTACCAAGCACAAGATTAG 3) y LepR1 (5 TAGTCCCGATTACATTTTC 3)

Para la multiplex PCR fueron usado como cebadores internos PU1 (5

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 29

TATCAGAGCCTTTTAATGG 3) SU1 (5 TTTAGGGTTAGCGTGGTA 3) y LepR1

(5 TAGTCCCGATTACATTTTC 3)

Para la amplificacioacuten del ADN se utilizoacute como control positivo de patoacutegena la cepa

icterohaemorrhagiae mientras que como control de saproacutefita se utilizoacute la cepa

patoc ambas se encontraban en caldo de cultivo Ellinghausen-McCullough-

Johnson-Harris (EMJH) y como control negativo se utilizoacute agua libre de nucleasa

Los segmentos de ADN amplificado para patoacutegenas corresponde a 615 pb y para

saproacutefitas 316 pb (gen 23S ADNr) Esta amplificacioacuten fue realizada en el

termociclador Las condiciones de la PCR consistieron en 40 ciclos Una

desnaturalizacioacuten inicial fue de 94degC por 5 minutos Cada ciclo comprendioacute una

desnaturalizacioacuten a 94degC por 1 minuto temperatura de anneling a 50degC por 50

segundos y una extensioacuten a 72degC por 1 minuto El uacuteltimo paso fue la elongacioacuten a

72degC por 7 minutos

46 Paraacutemetros a probar en la estandarizacioacuten

461 Mezcla

Se sometieron a prueba tres tipos de mezcla cada una con concentraciones

distintas pero con un volumen final de 50 microl reflejadas en la tabla 2

Tabla 2 Mezclas de reactivos puestas a prueba

Componente Mezcla 1 Mezcla 2 Mezcla 3

Agua free nucleasa 19 microl 26 microl 14 microl

Master mix 16 microl 8 microl 16 microl

Cebador 1 (LepF1) 2 microl 2 microl 2 microl

Cebador 2-5 (LepR1) 4 microl 2 microl 4 microl

Cebador 3 (PU1) 2 microl 1 microl 2 microl

Cebador 4 (SU1) 2 microl 1 microl 2 microl

AND (muestral o control) 5 microl 10 microl 10 microl

Volumen final 50 microl 50 microl 50 microl

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 30

462 5-Fluoracilo

Se puso a prueba el papel que juega el 5-fluoracilo debido a su utilizacioacuten en los

medios de cultivo para evitar la contaminacioacuten bacteriana de las Leptospira

ademaacutes que permite un mejor crecimiento de eacutestas (WHO 1967) Su eficacia

radica en que se une de forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial

para la siacutentesis de nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases

nitrogenadas que forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se

puede replicar lo que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002)

463 Tipo de extraccioacuten de ADN

El ADN genoacutemico de las cepas de Leptospira y de las muestras sanguiacuteneas y

orina fue extraiacutedo de acuerdo a las instrucciones del kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) siguiendo los procedimientos de manufactura (ver anexo

1)

Se ensayaron extracciones por calentamiento a 90degC ndash 100degC por 20 minutos El

ADN extraiacutedo fue almacenado a -20deg C hasta su amplificacioacuten

464 Muestras fingidas

Se obtuvieron muestras de suero y orina de cada especie (canino bovino porcino

y equino) y se mezclaron con cepas de referencia proporcionados por el Centro

Nacional De Investigacioacuten de Holanda para posteriormente realizar PCR A cada

muestra se le realizoacute extracciones por calentamiento y por el kit de extraccioacuten

QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

47 Determinacioacuten del liacutemite de deteccioacuten

Se determinoacute al calcular la cantidad de ADN que capaz de detectar la teacutecnica en

un ml de muestras de sangre y orina para esto se realizoacute una serie de diluciones

(desde 11 hasta 110000000) de las muestras a partir de una concentracioacuten de

ADN conocida (120 ng)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 31

48 Sensibilidad

Se sometieron 29 serovares patoacutegenas y 1 saproacutefita como controles positivos

proporcionados por Centro Nacional de Diagnoacutestico y Referencia

Se calculoacute la sensibilidad y el intervalo de confianza del 95 en el programa

EPIDAT 31 de acuerdo a la siguiente foacutermula

VP= Verdaderos positivos

FN= Falsos negativos

49 Especificidad

Se realizoacute un ensayo de especificidad utilizando ADN de 10 muestras con otras

cepas bacterianas diferentes a Leptospira que fueron inoculadas en medio EMJH

y suero para detectar falsos positivos el panel de muestras se describe en la

siguiente tabla

Tabla 3 Cepas bacterianas utilizadas para la determinacioacuten de la

especificidad

Cepa Nuacutemero de muestras

Staphyloccocus aureus 2

Escherichi coli 2

Salmonella spp 2

Proteus spp 2

Streptococcus pyogenes 2

Se calculoacute la especificidad y el correspondiente intervalo de confianza (95) en el

programa EPIDAT 31 de acuerdo a la siguiente foacutermula

VN= Verdaderas negativos

FP= Falso Positivos

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 32

5 RESULTADOS

De los 30 serovares que se sometieron al ensayo se detectaron 15 siendo

correspondiente a 12 serogrupos dentro los que se encuentran pomona e

icterohaemorrhagia dentro las patoacutegenas de importancia asiacute como el serogrupo

patoc de la saprofitas puesta a prueba Ver foto 1

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute ser la nuacutemero 1 compuesta por

Agua free nucleasa 19 microl Master mix 16 microl Primer 1 (Lep F1) 2 microl Primer 2-5

(LepR1) 4 microl Primer 3 (PU1) 2 microl Primer4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl Ver foto 2

En los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia en la

capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y saprofitas Ver

foto 2

La extraccioacuten maacutes adecuada resultoacute ser por calentamiento en la que se

identificaron 8 muestras de 19 mientras que las extracciones con el kit de

extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg) solo 2 muestras de 8 fueron

identificadas Ver foto 3

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten se encontroacute que la teacutecnica es capaz de identificar

una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira correspondiente a una

dilucioacuten 110000 Ver foto 4

En la determinacioacuten de la capacidad de la teacutecnica para detectar e identificar

Leptospira en muestras de campo se encontroacute que de 12 muestras de suero se

identificaron 3 mientras que de 13 muestras de orina fueron identificadas 5 Ver

foto 3

La sensibilidad mostrada fue de 50 IC 95 (3044 ndash 6956) mientras que la

especificidad fue de 100 IC 95 (95 ndash 100) con un valor predictivo positivos de

100 IC 95 (9667 ndash 100) y un valor predictivo negativo de 40 IC 95 (1880 ndash

6120) esto con una prevalencia de 75 IC 95 (6033 ndash 8967) mostrando un

Iacutendice de validez de 6550 IC 95 (4625 ndash 7875)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 33

6 DISCUSIOacuteN

Actualmente el meacutetodo para diagnosticar leptospirosis es la prueba de

Microaglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) pero esta resulta tediosa por la necesidad

de mantener las cepas lo que implica tambieacuten un riesgo potencial para el personal

de laboratorio ademaacutes no diferencia entre anticuerpos vacunales y de infeccioacuten

Otro meacutetodo directo de diagnoacutestico es el cultivo pero es limitado y requiere de

mucho tiempo (Alonso et al 2001)

Debido a las restricciones que generan estas pruebas diagnoacutesticas se ha

estandarizado una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y

patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos

En este estudio se sometieron 30 serovares al ensayo de los que se detectaron

15 correspondiente a 12 serogrupos amplificados mostrando una sensibilidad del

50 diferente a los resultados obtenidos por Ceacutespedes et al (2007) en cuyo

estudio la PCR pudo amplificar el ADN de 25 serovares de seis especies de

Leptospira spp con una sensibilidad del 100 in vitro Moreno et al (2010) mostroacute

un amplificado especiacutefico para 2122 cepas de referencia con la PCR simple

lipL32 mientras que la PCR muacuteltiple secYflaB amplificoacute 1822 cepas

Esta sensibilidad baja indica que la teacutecnica no es recomendada como una prueba

de tamizaje ya que ademaacutes del alto costo no es capaz de detectar a toda la

poblacioacuten infectada en cambio la especificidad que se obtuvo fue del 100

demostrada con el uso de ADN de otros agentes patoacutegenos (Staphyloccocus

Aureus Escherichi coli Salmonella spp Proteus spp y Streptococcus pyogenes)

los cuales no fueron amplificados Esto coincide con los ensayo realizado por

Ceacutespedes et al (2007) Moreno et al (2010) Kositanont et al (2007) y Boonsilp et al

(2011) los cuales muestran una especificad del 100 al no obtener amplificado del

ADN de otras cepas patoacutegenas que causan enfermedades febriles en sus paiacuteses

La causa de una especificidad tan alta de la reaccioacuten se debe a las secuencias

nucleotiacutedicas especiacuteficas formadas por los oligonucleoacutetidos (cebadores) LepF1 (5rsquo

GTTACCAAGCACAAGATTAG 3rsquo) LepR1 (5rsquo TAGTCCCGATTACATTTTC 3rsquo)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 34

PU1 (5rsquo TATCAGAGCCTTTTAATGG 3rsquo) y SU1 (5rsquo TTTAGGGTTAGCGTGGTA 3rsquo)

que fueron disentildeados para detectar secuencias nucleotiacutedicas especiacuteficas en este

caso el genoma de Leptospira spp (OIE 2006) Tambieacuten se debe tomar en cuenta

que la especificidad de la PCR depende ademaacutes de la temperatura empleada en

la fase de hibridacioacuten y de la cantidad de iones divalentes que se incorporan a la

reaccioacuten Cuanto mayor sea la temperatura utilizada en la fase de hibridacioacuten maacutes

especiacutefica es la reaccioacuten Esto se debe a que a mayor temperatura maacutes dificultada

se ve la unioacuten entre el cebador y la cadena molde en condiciones de

temperaturas de hibridacioacuten elevadas el cebador soacutelo se uniraacute a la cadena molde

si son complementarios en todos sus nucleoacutetidos (McPherson et al 1991)

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten por la diluciones de ADN puro (120ng) de L

interrogans serovar Australis se obtuvo un producto de 615pb hasta la dilucioacuten

110000 correspondiente a una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira

lo que coincide con la investigacioacuten realizada por Moreno et al (2010) cuyo liacutemite

de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR simple lipL32 obtuvo productos especiacuteficos

de 423 pb L interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten

110000 pero para el caso del liacutemite de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR

muacuteltiple secYflaB se obtuvieron productos especiacuteficos de 285 pb y 793 pb de L

interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten 1100 para secY y

11000 para flaB Estas diluciones se hicieron a partir de 120 ng de ADN extraiacutedo

de la cepa de referencia de Leptospira

El liacutemite de deteccioacuten para la PCR muacuteltiple indica una alta sensibilidad analiacutetica en

condiciones de PCR real esto lo posiciona como un meacutetodo de diagnoacutestico

molecular de eleccioacuten para estudios posteriores que busquen validar su uso

potencial para el diagnoacutestico de leptospirosis (Levett et al 2005)

La teacutecnica fue capaz de identificar Leptospira patoacutegena y saproacutefita lo que coincide

con el estudio de Kositanont et al (2007) que muestran resultados similares esto

se atribuye al uso de los cebadores especiacuteficos para la amplificacioacuten de genes

conservados en cepas patoacutegenas y saprofitas Otros estudios como los realizados

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 35

por Cheema et al (2007) Moreno et al (2010) y Rosario et al (2012) no

lograron detectar Leptospira saprofitas soacutelo patoacutegenas pues en ese estudio se

implicoacute solamente los genes conservados en cepas patoacutegenas de Leptospira La

inhabilidad de poder diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y no patoacutegenas puede

ser una dificultad en estudios ambientales donde se quiera diferenciar entre los

distintos serovares sin embargo no tiene importancia en el aspecto cliacutenico pues

no se aiacutesla Leptospira saprofitas en muestras animales (Ceacutespedes et al 2010)

Sin embargo otros estudios (Ibaacutentildeez et al 2010)) han mostrado anticuerpos contra

Leptospira sp serovariedad patoc en 1159 monos Rhesus (Macaca mulatta) en

condiciones de cautiverio Con tiacutetulos que variaron de 120 a 180 Silva et al

(2010) recogioacute muestra de 388 animales (aves reptiles mamiacuteferos y peces) tanto

salvajes como en cautiverio resultando positivo a MAT el 265 de los animales

Los tiacutetulos seroloacutegicos predominante fueron de 140 y 180 para los serotipos

patoc andamana canicola icterohaemorrhagiae y panamaacute

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute estar compuesta por 19 microl de Agua

free nucleasa 16 microl de GoTaqreg qPCR Master Mix 2 microl de cada uno de los

iniciadores (Lep F1 Lep R1 PU1 SU1 y Lep R1) a una concentracioacuten de 100

[Pmol] y 5 microl de ADN a un volumen final de 50 microl con una amplificacioacuten de 40

ciclos En una publicacioacuten similar realizada por Kosinatont et al (2007) utilizan 5microl

de buffer PCR 8 microl de MgCl2 1microl de cada iniciador a 20 [Pmol] y 5 microl de ADN a un

volumen final de 50microl Las condiciones de PCR consistieron de 35 ciclos Las

diferentes concentraciones de reactivos en ambos estudios se deben

probablemente a que las condiciones de laboratorio son diferentes en todas las

regiones ademaacutes del uso en el presente ensayo de un master mix comercial que

incluye todos los componentes para la PCR cuantitativa como son ADN Taq

polimerasa dATP dGTP dCTP dTTP y MgCl2 a excepcioacuten del ADN de la

muestra los cebadores y agua Utilizar este master mix evita errores en el

alineamiento de los cebadores en la temperatura de disociacioacuten de las cadenas

tanto del templado como del producto de la PCR la especificad del producto la

formacioacuten de diacutemero de cebadores y en la inhibicioacuten de la Taq polimerasa por

altas concentraciones de KCl o NaCl (Martinez et al 2004)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 36

En cuanto a los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia

en la capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y

saproacutefitas Eacuteste se puso a prueba debido a su utilizacioacuten en los medios de cultivo

cuando se toman muestras en el campo Su eficacia radica en que se une de

forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial para la siacutentesis de

nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases nitrogenadas que

forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se puede replicar lo

que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002) el 5-fluoracilo no fue una

sustancia inhibidora de la PCR pues no provoca el bloqueo directo total o parcial

de la actividad cataliacutetica de la ADN polimerasa o inhibe la unioacuten directa al ADN de

doble cadena (Newsletter Microbial 2009)

La extraccioacuten de ADN se hizo por calentamiento y con el kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) con el fin de determinar cuaacutel de los meacutetodos era el maacutes

efectivo para la extraccioacuten resultando ser la extraccioacuten por calentamiento ya que

fue capaz de detectar 8 muestras de 19 mientras que con el kit de extraccioacuten soacutelo

se lograron identificar 2 de 8 muestras Aunque con este meacutetodo ademaacutes de ser

de menor costoso se obtiene mayores valores de concentracioacuten y rendimiento de

ADN en el menor tiempo aportaacutendole rapidez y simplicidad a la prueba la pureza

del mismo es baja La importancia del proceso de purificacioacuten del material

geneacutetico es recobrar el producto maacuteximo de ADN de alto peso molecular libre de

proteiacutenas fenol e inhibidores de la Taq polimerasa El ADN de alta calidad es un

prerrequisito para su uso en teacutecnicas de biologiacutea molecular en este caso PCR

para la identificacioacuten de las secuencias especificas de ADN mediante el uso de

cebadores no asiacute el ADN degradado no sustenta la integridad de los sitios

blancos para los cebadores y consecuentemente afectar la calidad de la PCR

(Rada et al 1998)

Ademaacutes de la extraccioacuten de ADN por calentamiento existen otras teacutecnicas como

son meacutetodo fenol-cloroformo meacutetodo del acetato de potasio meacutetodo del acetato

de potasio modificado y meacutetodo de bromuro de cetil-trimetil amonio cuya base

principal es provocar una lisis celular para inactivar las nucleasas celulares y

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 37

separar los aacutecidos nucleicos de los restos de ceacutelulas (Fraga et al 2004) (Velasco

2005)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 38

7 CONCLUSIOacuteN

El PCR multiplex fue capaz de diferenciar entre Leptospira saprofita y

patoacutegena

Se obtuvo una baja sensibilidad pero alta especificidad

El 5-fluoracilo no mostro alteracioacuten en el proceso de amplificacioacuten

La mezcla maacutes adecuada fue la mezcla 1 compuesta por Agua free

nucleasa 19 microl Master mix 16 microl cebador 1 (Lep F1) 2 microl cebador 2-5

(LepR1) 4 microl cebador 3 (PU1) 2 microl cebador 4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl

Se obtuvo una alta sensibilidad analiacutetica o liacutemite de deteccioacuten capaz de

detectar hasta 0012 ng de ADN

El meacutetodo de extraccioacuten maacutes efectivo fue por calentamiento que por el kit

de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 39

8 RECOMENDACIONES

Validar la teacutecnica con una poblacioacuten maacutes representativa

Publicar los resultados de esta investigacioacuten con el fin de seguir mejorando

el diagnoacutestico de leptospirosis por PCR

Promover el uso de la PCR para un diagnoacutestico raacutepido de leptospirosis en

animales domeacutesticos

Realizar estudios de las fuentes de agua para la caracterizacioacuten de las

zonas de riesgo

Estandarizar teacutecnicas de diagnoacutestico de campo para fortalecer los sistemas

de vigilancia activa

Ofrecer charlas a las poblaciones con mayor prevalencia de leptospirosis

sobre el papel que juegan los animales en la transmisioacuten de la enfermedad

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 40

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Ocupaciones de alto riesgo en Chile Rev Med Chile 1990 118 247-252

Zunino M Enna Pizarro P Rolando Leptospirosis Puesta al diacutea Rev Chil

Infectol 2007 24(3) 220-226

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

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ANEXOS

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Kit de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

1 20 microl de proteinasa K en eppendorf

2 Agregar 200 microl de la muestra

3 Agregar 200 microl de buffer AL y bortear por 5 segundos

4 Incubar a 56 ordmC por 10 minutos

5 Centrifugar brevemente

6 Agregar 200 microl de etanol (96 ndash 100)

7 Pasar la mezcla del paso 6 y colocarlo en un tubo de ensayo colector

procurando no tocar los bordes y centrifugar a 8000 rpm por 1 minuto Cambiar el

tubo colector descartando el contenido

8 Agregar en el centro de la columna 500 microl de buffer AW1 Centrifugar por 8000

rpm por 1 minuto luego descartar tubo colector y el contenido cambiando a un

nuevo tubo colector

9 Agregar 500 microl de buffer AW2 en el centro de la membrana y centrifugar a

14000 rpm por 3 minutos

10 Pasar la columna a eppendorf y centrifugar a velocidad maacutexima por 1 minuto

11 Pasar la columna a eppendorf y agregar 100 microl de buffer AE incubar a

temperatura ambiente por 1 minuto luego centrifugar a 8000 rpm por un minuto

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Tabla 4 Cepario de referencia de Holanda

Especie Serogrupo Serovar Cepa de referencia

L Interrogans

Australis Australis Ballico

Autumnalis Autumnalis Akiyami A

Betaviae Betaviae Swart

Canicola Canicola Hond Utrechit IV

Djasiman Djasiman Djasiman

Hebdomadis Hebdomadis Hebdomadis

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagica RGA

Icterohaemorrhagia Copenhageni M20

Icterohaemorrhagia Copenhageni Wijnberg

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagia Kantorowic

Pomona Pomona Pomona

Pyrogenes Pyrogenes Salinem

Sejroe Hardjo Hardjoprajitho

Sejroe Wolffi 3705

L Noguchi

Australis Nicaragua 1011

Lousiana Lousiana LSU 1945

Panama Panama CZ 214

L Biorgpetersenii

Ballum Castellones Castellon 3

Javanica Javanica Veldrat Batavia

Mini Mini Sari

Serjoe Serjoe M 84

Tarassovi Tarassovi Pereplitsin

L welii

Celledoni Celledoni Celledoni

Manhao Qingshui L 105

Sarnin Sarm 11 Sarnin

L Kirschneri

Cynopteri Cynopteri 3522 C

Grippotyphosa Grippotyphosa Moskva V

L Neyeri Ranarum Ranarum ICF

L Santarosal Sherman Shermani 1342 K

L Biflexa Semaranga Patoc Patoc 1

IacuteNDICE

I Dedicatoriahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip1

II Agradecimientoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip2

III Resumenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip3

IV Abreviaturashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip4

V Glosariohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip6

1 Introduccioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip9

11 Antecedenteshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip11

12 Justificacioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip13

13 Planteamiento del problemahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip14

2 Objetivo generalhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip15

21 Objetivos especiacuteficoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip15

3 Marco teoacutericohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip16

31 Mecanismo de transmisioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip17

32 Clasificacioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip17

33 Patogeacutenesishelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip17

34 Sintomatologiacuteahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip18

35 Diagnoacutesticohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip19

351 Diagnoacutestico epidemioloacutegicohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip20

352 Pruebas diagnoacutesticashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip20

4 Material y meacutetodohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip28

5 Resultadoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip32

6 Discusioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip33

7 Conclusioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip38

8 Recomendacioneshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip39

9 Bibliografiacutea40

10 Anexoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip47

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I DEDICATORIA

El siguiente trabajo investigativo se lo quiero dedicar primeramente a Dios por

darme la oportunidad de culminar con eacutexito cada una de las etapas de mi estudio y

por darme la fortaleza y perseverancia para culminar este trabajo

A mi abuelita Domitila Griacuteo por darme siempre su apoyo incondicional en todo

momento y aconsejarme para culminar cada una de las etapas de mis estudios

con eacutexito a mi mamaacute Karla Loacutepez que desde lejos siempre ha estado ahiacute

apoyaacutendome en todo momento a mi padrastro Gerhard Gust y a mi tiacuteo Sergio

Loacutepez que han sido participes en mi vida acadeacutemica en todo momento

Br Eveling Isabeth Peacuterez Loacutepez

Este trabajo investigativo quiero dedicarlo primeramente y por sobre todas las

cosas a Dios por darme la oportunidad de concluir con eacutexito cada etapa de mis

estudios y por darme fuerzas y perseverancia al realizar este trabajo

A mi madre Janeth Saballos a mi tiacutea Amanda Gutieacuterrez mi hermano River

Salgado que diacutea a diacutea han sabido dar lo mejor de ellos en todos los aspectos

Depositando en miacute su confianza y paciencia para hacer de miacute una mejor persona

Karoll Jeaneth Salgado Saballos

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 2

II AGRADECIMIENTOS

A Dios por darnos la vida sabiduriacutea y perseverancia para vencer los obstaacuteculos

que se nos presentaron en nuestro camino y asiacute poder culminar con eacutexito nuestros

estudios

A nuestros guiacuteas en este trabajo investigativo Lic Byron Flores Somarriba

MSc y Jessica Sheleby Eliacuteas MSc por darnos la oportunidad de trabajar en

esta tesis y confiar en que la culminariacuteamos con eacutexito

Al Dr William Jiroacuten por brindarnos su apoyo incondicional en todo momento y

aconsejarnos en culminar nuestra tesis con eacutexito

A la Lic Brenda Mora por apoyarnos en todo momento en el laboratorio por ser

una buena profesora y amiga y ser siempre participe en todo el proceso de

elaboracioacuten de esta tesis

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III RESUMEN

La leptospirosis tiene en Nicaragua un comportamiento endemo-epideacutemico por

ello es preciso mejorar su diagnoacutestico mediante un multiplex PCR Objetivo

Estandarizar una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y

patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos Para esto se debe calcular el

liacutemite de deteccioacuten la sensibilidad y especificidad asiacute como la clasificacioacuten de las

cepas de Leptospira como saproacutefita y patoacutegena Disentildeo En este estudio se

emplearon 30 cepas distribuidas en 24 serogrupos de Leptospira Se tomaron

paraacutemetros como tipos de mezclas extraccioacuten por calentamiento y por el Kit

comercial QUIAGEN la presencia de 5- fluoracilo y muestras fingidas de sangre y

orina de diferentes especies (canino equino porcino y bovino) La sensibilidad se

determinoacute al calcular la cantidad de ADN capaz de detectar en muestras de

sangre y orina La especificidad se demostroacute con el uso de ADN de otros agentes

patoacutegenos Resultados De las 30 cepas que se sometieron al ensayo se

detectaron 15 siendo correspondiente a 12 serogrupos La mezcla maacutes efectiva

fue la mezcla 1 Los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no mostro diferencia

en la capacidad para detectar la Leptospira La extraccioacuten maacutes adecuada resultoacute

ser por calentamiento en la que se identificaron 8 muestras de 19 mientras que

por extraccioacuten con kit comercial soacutelo 2 muestras de 8 La teacutecnica es capaz de

identificar una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira correspondiente a

una dilucioacuten 110000 La sensibilidad mostrada fue de 50 IC 95 (3044 ndash 6956)

mientras que la especificidad fue de 100 IC 95 (95 ndash 100) Conclusioacuten La PCR

multiplex fue estandarizada mostrando su utilidad en el diagnoacutestico temprano de

animales portadores lo que seraacute importante para la identificacioacuten de zonas

vulnerables a la aparicioacuten de casos de leptospirosis humana a si como una

respuesta temprana en el abordaje integral de brotes

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IV ABREVIATURA

ADN Acido desoxirribonucleico

ADNr ADN ribosoacutemico

ARN Acido ribonucleico

ARNr El ARN ribosoacutemico

CF Fijacioacuten de complemento

CGH Hibridacioacuten Genoacutemica Comparada

dATP Trifosfato de desoxiadenosina del ingleacutes deoxyadenosine triphosphate

dCTP Trifosfato de desoxicitidina del ingleacutes deoxycytidine triphosphate

dGTP Trifosfato de desoxiguanosina del ingleacutes deoxyguanosine triphosphate

dTTP Trifosfato de desoxitimidin del ingleacutes deoxythymidine triphosphate

ELISA Ensayo por inmunoabsorcioacuten ligado a enzimas

EMJH Ellinghausen-Mcllough-Johnson-Harries

Et al Procede de la expresioacuten latiacuten et alii que significa lsquoy otrosrsquo

IC Intervalo de confianza

IG Inmunoglobulina

KCl Cloruro de potasio

LCR Liacutequido cefalorraquiacutedeo

MAT Prueba de Aglutinacioacuten Microscoacutepica (por sus siglas en ingleacutes)

MgCl2 Cloruro de magnesio

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NaCl Cloruro de sodio

Ng Nanogramo

OIE Organizacioacuten Mundial de Sanidad Animal

OMS Organizacioacuten Mundial de la Salud

OPS Organizacioacuten Panamericana de la Salud

Pb Pares de bases

Pg Picogramo

PCR Reaccioacuten en Cadena de la Polimerasa (por sus siglas en ingleacutes)

RFLP Polimorfismo de Longitud de Fragmentos de Restriccioacuten (por sus siglas en

ingleacutes)

Spp Especies

SSCP Polimorfismo de Conformacioacuten de Cadena Simple (por sus siglas en

ingleacutes)

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V GLOSARIO

Aglutinacioacuten Agrupamiento en pequentildeos cuacutemulos de cuerpos formes (microbios

hematiacutees) portadores de un antiacutegeno y en suspensioacuten en un liacutequido originado

cuando se introduce el anticuerpo correspondiente en el liacutequido

Amplicones conjunto de moleacuteculas de ADN ideacutenticas resultado de una reaccioacuten

en cadena de la polimerasa (PCR) Esencialmente se trata de un clon molecular

Anticuerpo Es una proteiacutena producida por el sistema inmunitario del cuerpo

cuando detecta sustancias dantildeinas llamadas antiacutegenos

Antiacutegeno Toda sustancia que introducida en un organismo que no la poseiacutea

provoca en eacutel la formacioacuten de un anticuerpo especiacutefico con el cual puede

combinarse de forma electiva

Cebadores Oligonucleoacutetido de 5-20 nucleoacutetidos de longitud que sirve como punto

de partida para la replicacioacuten de ADN

Desnaturalizacioacuten cambio estructural de las proteiacutenas o aacutecidos nucleicos donde

pierden su estructura nativa y de esta forma su oacuteptimo funcionamiento y a veces

tambieacuten cambian sus propiedades fiacutesico-quiacutemicas

Electroforesis La electroforesis es un meacutetodo de laboratorio en el que se utiliza

una corriente eleacutectrica controlada con la finalidad de separar biomoleculas seguacuten

su tamantildeo y carga eleacutectrica a traveacutes de una matriz gelatinosa

Endemicidad Persistencia en una regioacuten de una enfermedad particular bien

porque estaacute presente constantemente o bien porque reaparece en eacutepocas

determinadas

Endemoepideacutemico aumento de incidencia superior al esperado en el contexto de

una epidemia

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 7

Endonucleasa es aquella que puede reconocer una secuencia caracteriacutestica de

nucleoacutetidos dentro de una moleacutecula de ADN y cortar el ADN en ese punto en

concreto llamado sitio o diana de restriccioacuten o en un sitio no muy lejano a este

Los sitios de restriccioacuten cuentan con entre 4 y 12 pares de bases con las que son

reconocidos

Espiroquetas Protozoario espiral de cuerpo delgado y flexible que se desplaza

por movimientos activos Las espiroquetas son bacterias que poseen unas

caracteriacutesticas morfoloacutegicas y unos oacuterganos de locomocioacuten que les diferencian del

resto de las bacterias

Gen Un gen es una secuencia ordenada de nucleoacutetidos en la moleacutecula de ADN (o

ARN en el caso de algunos virus) que contiene la informacioacuten necesaria para la

siacutentesis de una macromoleacutecula con funcioacuten celular especiacutefica habitualmente

proteiacutenas pero tambieacuten ARNm ARNr y ARNt

Genoma es todo el ADN de un organismo incluidos sus genes unos treinta mil

en el caso de los humanos (hasta hace poco se pensaba que eran sobre ochenta

mil)

Glicoproteiacutenas moleacuteculas compuestas por una proteiacutena unida a uno o varios

gluacutecidos simples o compuestos Tienen entre otras funciones el reconocimiento

celular cuando estaacuten presentes en la superficie de las membranas plasmaacuteticas

(glucocaacutelix)

Leptospirosis enfermedad infecto-contagiosa que afecta a los seres humanos

los animales domeacutesticos y silvestres

Lisis Rompimiento de la membrana celular

Monoclonal es un anticuerpo homogeacuteneo producido por una ceacutelula hiacutebrida

producto de la fusioacuten de un clon de linfocitos B descendiente de una sola y uacutenica

ceacutelula madre y una ceacutelula plasmaacutetica tumoral

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 8

Nucleasa son enzimas que pueden ser tanto ribonucleasas (RNasas) como

desoxirribonucleasas (DNasas) las primeras hidrolizan al ARN y las segundas al

ADN

Nucleoacutetidos son moleacuteculas orgaacutenicas formadas por la unioacuten covalente de un

monosacaacuterido de cinco carbonos (pentosa) una base nitrogenada y un grupo

fosfato

Opsonizacioacuten proceso por el que se marca a un patoacutegeno para su ingestioacuten y

destruccioacuten por un fagocito

Oligonucleoacutetidos es una secuencia corta de ADN o ARN con cincuenta pares

de bases o menos

Patoacutegena es todo agente que puede producir enfermedad

Polimerasa La polimerasa es una enzima capaz de transcribir o replicar aacutecidos

nucleicos

Polimorfismo hace referencia a la existencia en una poblacioacuten de muacuteltiples

alelos de un gen

Saproacutefita bacterias que no se desarrollan en el organismo vivo y que se

alimentan de los desperdicios de alimentos generados por el propio organismo

Serotipo Categoriacutea en la que se clasifican los microbios o los virus seguacuten su

reaccioacuten en presencia de suero que contiene anticuerpos especiacuteficos

Tamizaje exaacutemenes aplicados con el fin de identificar una poblacioacuten

aparentemente sana en mayor riesgo de tener una determinada enfermedad que

hasta ese momento no se les ha diagnosticado

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1 INTRODUCCIOacuteN

Las Leptospira son bacterias Gram negativas que miden 0-1microm de diaacutemetro y 6-

20microm de largo Estas espiroquetas pertenecen a la familia Leptospiraceae orden

Spirochaetales y claacutesicamente comprenden 2 especies L interrogans y L biflexa

siendo la primera patoacutegena y la segunda saproacutefita Leptospira interrogans incluye

alrededor de 23 serogrupos y 218 serovares y L biflexa 28 serogrupos y 60

serovares (Zunido et al 2007 Desvars et al 2008)

Los hueacutespedes reservorios son los animales silvestres y domeacutesticos aunque el

agente tambieacuten se ha aislado de otros vertebrados como aves y anfibios los que

eliminan las Leptospira con la orina por periodos de tiempos variables

dependiendo de la especie animal (Ceacutespedes et al 2007)

La leptospirosis tiene en Nicaragua un comportamiento endemo-epideacutemico con

una notificacioacuten 2 casos como promedio semanal En el periacuteodo de lluvias

(octubre-noviembre) este promedio semanal se eleva hasta 8 casos La regioacuten

Occidental (Departamentos de Leoacuten y Chinandega) son los que con maacutes

frecuencia reportan la ocurrencia de brotes epideacutemicos

Los cuadros de leptospirosis humana en cuya fase terminal ocurre la hemorragia

pulmonar se han presentado en Nicaragua a partir de 1995 con grandes brotes

epideacutemicos en 1995 1998 y 2007 todos ellos asociados a intensas lluvias (Pelaacuteez

et al 2007)

En Nicaragua como en el resto de paiacuteses del mundo la prueba de oro para el

diagnoacutestico de Leptospira es la prueba de Aglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) (OPS

2008) sin embargo esta teacutecnica tiene desventajas tales como no diferencia entre

anticuerpos vacunales y de infeccioacuten utiliza como antiacutegeno Leptospira vivas

siendo tedioso el mantenimiento de las cepas y un riesgo potencial para el

personal del laboratorio Para obtener una sensibilidad adecuada se deben utilizar

como antiacutegenos cepas representativas de todos los serogrupos presentes en el

paiacutes o regioacuten y de todos los serovares adaptados a la especie objeto de estudio

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 10

Otro meacutetodo directo de diagnoacutestico es el cultivo pero es limitado y requiere de

mucho tiempo (Alonso et al 2001)

Diversos estudios han demostrado una sensibilidad y especificad de la PCR de

hasta el 100 siendo asiacute una herramienta uacutetil en el diagnoacutestico precoz de

leptospirosis sobre todo en las formas graves de la enfermedad (Ceacutespedes et al

2007)

Por las razones citadas anteriormente se pretende estandarizar una multiplex PCR

para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y patoacutegena en muestras de animales

domeacutesticos y asiacute validar su alta sensibilidad y especificidad Esta teacutecnica ha

servido para detectar e identificar Leptospira en sangre liacutequido cefalorraquiacutedeo

humor acuoso y orina Ademaacutes puede diferenciar con rapidez las formas

patoacutegenas de las no patoacutegenas (Green et al 2008)

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 11

11 ANTECEDENTES

En 2001 se llevoacute a cabo la identificacioacuten de aislamientos de Leptospira por

meacutetodos seroloacutegicos y geneacuteticos en tres provincias de Cuba Se estudiaron 18

cepas de Leptospira aisladas de pacientes con leptospirosis humana en los

resultados por MAT las cepas fueron agrupadas entre los serogrupos ballum

pomoma caniacutecola e icterohaemorrhagiae Se determinoacute el serovar de 7 de las

cepas estudiadas con el uso de los anticuerpos monoclonales Para la totalidad de

las cepas se obtuvo por reaccioacuten en cadena de la polimerasa un fragmento

amplificado de 631 pb El anaacutelisis con enzimas de restriccioacuten del producto

amplificado originoacute iguales patrones de restriccioacuten en todas las cepas estudiadas

(Victoria et al 2001)

En 2007 se efectuoacute la deteccioacuten de Leptospira patoacutegenas en animales por PCR

basado en los genes lipL21 y lipL32 en India Se recogieron muestras de suero y

tejido de bovinos buacutefalos y cobayos junto a becerros experimentalmente

infectados A los cuales se les realizoacute PCR usando los genes lipL21 y lipL32 asiacute

como los cebadores G1G2 y se determinoacute que todos los sueros tanto las

muestras colectada en campo como la de los animales infectados

experimentalmente fueron positivos tanto con el uso de cebadores G1G2 asiacute

como con los genes lipL21 y lipL32 (Cheema et al 2006)

Se desarrolloacute un estudio para la deteccioacuten y diferenciacioacuten entre Leptospira spp

patoacutegenas y saproacutefitas por multiplex PCR en la ciudad de Bangkok Tailandia Este

meacutetodo pudo amplificar 27 serovares patoacutegenos y 5 serovares saproacutefitas

mostrando una amplificacioacuten de 615 y 316 pares de bases (pb) respectivamente

(Kositanont et al 2007)

En 2007 se llevoacute a cabo la estandarizacioacuten y validacioacuten de una prueba de PCR

para el diagnoacutestico precoz de leptospirosis humana en zonas endeacutemicas del Peruacute

Amplificoacute el ADN de 25 serovares de seis especies de Leptospira spp No

amplificoacute las muestras de ADN de otros microorganismos patoacutegenos La

sensibilidad y especificidad del meacutetodo fue 100 in vitro Su sensibilidad fue de

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 12

100 (IC95 979 - 100) en muestras de sangre antes de los ocho primeros diacuteas

de enfermedad y de 30 (IC95 163 - 43-7) cuando el tiempo de enfermedad fue

mayor El PCR en orina tiene una baja sensibilidad (Ceacutespedes et al 2007)

En 2009 se realizoacute la deteccioacuten de Leptospira patoacutegenas en tejido renal de perros

vagos mediante PCR en tiempo real en la ciudad de Chillan Chile De los 72

perros a los que se les extrajo ADN de tejido renal el 597 de los perros resultoacute

infectado (Campos 2009)

En 2010 se realizoacute un estudio para la aplicacioacuten de las pruebas de PCR

convencional simple y muacuteltiple para la identificacioacuten de aislamientos de Leptospira

spp en Colombia los resultados maacutes consistentes fueron obtenidos con la PCR

simple lipL32 tanto en limite de deteccioacuten especificidad y utilidad para la

identificacioacuten de Leptospira spp (Moreno et al 2010)

Una multiplex PCR fue desarrollada para la deteccioacuten de Leptospira en muestras

de agua del ambiente obtenidas en un asentamiento de barrio en Petroacutepolis

ciudad de Rio de Janeiro Tres de las 100 muestras analizadas fueron positivas en

la multiplex PCR se consideroacute que dos muestras teniacutean Leptospira saproacutefitas y

una Leptospira patoacutegenas (Vital et al 2010)

En 2012 se caracterizoacute aislamientos cliacutenicos de Leptospira por meacutetodos

fenotiacutepicos y moleculares en la repuacuteblica de Nicaragua De las 8 cepas de

Leptospira aisladas de casos cliacutenicos mediante meacutetodos fenotiacutepicos y

moleculares para el primer meacutetodo ninguna de estas mostraron crecimiento a

13degC en medio suplementado con 8-azaguanina (225 mgMl) y para el segundo

meacutetodo los resultados de este ensayo demostraron la presencia de bandas de

amplificacioacuten de los genes OmpL1 y lipL32 para los ocho aislamientos (Rosario et

al 2012)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 13

12 JUSTIFICACIOacuteN

La leptospirosis es una zoonosis de distribucioacuten mundial que afecta a los

mamiacuteferos tanto domeacutesticos como silvestres aunque el agente tambieacuten se ha

aislado de otros vertebrados como aves y anfibios La enfermedad puede estar

causada por cualquiera de las espiroquetas paraacutesitas clasificadas dentro del

geacutenero Leptospira (Alonso et al 2001)

Es una zoonosis en Nicaragua que presenta una endemicidad constante tal y

como lo demuestran las estadiacutesticas de la enfermedad principalmente despueacutes de

lluvias fuertes e inundaciones Afectando de igual manera a humanos y animales

produciendo un gran impacto socioeconoacutemico para la poblacioacuten en general

El diagnoacutestico de la enfermedad es complejo debido a que no manifiesta siacutentomas

especiacuteficos y resulta difiacutecil realizar e interpretar los meacutetodos diagnoacutesticos de

referencia en base a cultivos bacterianos y a test seroloacutegicos para la identificacioacuten

de la especie y serovares (Levett et al 2001)

La reaccioacuten en cadena de la polimerasa (PCR) es una prueba de diagnoacutestico

molecular muy sensible y especiacutefico que sirve para detectar e identificar

Leptospira en sangre liacutequido cefalorraquiacutedeo humor acuoso y orina Esta teacutecnica

puede diferenciar con rapidez las formas patoacutegenas de las no patoacutegenas (Greene

et al 2008) Sin embargo la teacutecnica debe ser estandarizada en cada laboratorio

antes de ser utilidad en el diagnoacutestico y vigilancia de la enfermedad El objetivo de

este estudio fue estandarizar una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira

saproacutefita y patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos Esta teacutecnica

proporcionaraacute una alterativa maacutes raacutepida que el aislamiento asiacute como una

clasificacioacuten confiable de Leptospira patoacutegenas y saproacutefitas circulante en animales

domeacutesticos

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

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13 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

iquestCuaacuteles son los paraacutemetros oacuteptimos en la estandarizacioacuten de una multiplex PCR

para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y patoacutegena en muestras de animales

domeacutesticos

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

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2 OBJETIVOS

21 General

Estandarizar una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y

patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos

22 Especiacutefico

Establecer el liacutemite deteccioacuten de multiplex PCR en muestras sanguiacuteneas y orina

Determinar la sensibilidad y especificidad de muacuteltiplex PCR para el diagnoacutestico de

Leptospira

Clasificar las cepas de Leptospira como saproacutefita y patoacutegena a traveacutes de multiplex

PCR

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3 MARCO TEOacuteRICO

Las Leptospira son bacterias pertenecientes al orden Spirochaetales familia

Leptospiraceae y geacutenero Leptospira Aunque son bacterias Gram negativas no se

tintildeen bien mediante los colorantes convencionales por lo que habitualmente se

visualizan por medio de la microscopiacutea de campo oscuro La impregnacioacuten

argeacutentica y las teacutecnicas de inmunohistoquiacutemicas se utilizan para poner en

manifiesto su presencia en tejidos (Quinn et al 2002)

Su tamantildeo es de 025 por 6-25 microm tienen forma ciliacutendrica y helicoidal con dos

filamentos axiales insertados en los extremos del cuerpo celular que actuacutean como

citoesqueleto y le permiten el movimiento (Bharti et al 2003)

Estas son moacuteviles describen tres tipos de movimientos rotacioacuten alrededor de su

eje central movimientos progresivos rectos y movimientos circulares (Bharti et al

2003) son aerobios obligados que se desarrollan a una temperatura de 28 a

30degC Son catalasa y oxidasa positivo creciendo en medios simples enriquecidos

con vitaminas aacutecidos grasos de cadena larga y sales de amonio (Levett 2001)

Su genoma consiste en dos cromosomas circulares uno de mayor tamantildeo que

asciende a 4332241 bp y uno pequentildeo de 358943 bp los que juntos suman

4691184 bp (Ren et al 2003)

La bacteria no se multiplica fuera del hueacutesped y es considerablemente

dependiente del medio puesto que es muy susceptible a la desecacioacuten a pH

inferiores a 6 o superiores a 8 y temperaturas menores a 10ordmC o mayores a 34ordmC

le resultan nocivos (McDonough 2001) Asiacute como la luz solar directa la

hipersalinidad los desinfectantes corrientes los detergentes y el jaboacuten pueden

afectar al microorganismo (Zamora et al 1999)

Los organismos de Leptospira sobreviven hasta 180 diacuteas en suelos huacutemedos por

varios meses en superficies acuosas y sobreviven auacuten mejor en agua estancada

que en movimiento (McDonough 2001 Acosta et al 1994)

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31 Mecanismos de transmisioacuten

Las Leptospira se transmiten por contacto directo o indirecto La transmisioacuten

directa ocurre a traveacutes de orina infectada transferencia veneacuterea o

transplacentaria heridas por mordedura o ingestioacuten de tejidos infectados La

transmisioacuten indirecta se da a traveacutes de la exposicioacuten de los animales susceptibles

agua suelo alimento o camas contaminadas (Greene et al 2008)

Existen dos tipos de hueacutespedes involucrados en la transmisioacuten de la enfermedad

Los hueacutespedes primarios constituidos por aquellas especies que no desarrollan

una sintomatologiacutea evidente y que son capaces de eliminar por periodos

prolongados la bacteria y los hueacutespedes secundarios conformados por aquellas

especies que por el contrario enferman gravemente y no alcanzan a liberar la

bacteria o lo hacen por un periodo reducido (McDonough 2001)

32 Clasificacioacuten

A partir de 1989 el geacutenero Leptospira fue dividido en dos especies L interrogans

que comprendiacutea a todas las cepas patoacutegenas y L biflexa que incluiacutea a las cepas

saproacutefitas aisladas del medio ambiente Ambas fueron divididas en numerosos

serovares definidos por aglutinacioacuten Sobre 60 y 200 serovares han sido

reconocidos para L biflexa y L interrogans respectivamente Los serovares que

se encontraban relacionados antigeacutenicamente fueron agrupados como serogrupos

(Levett 2001)

33 Patogeacutenesis

La Leptospira es resistente a la actividad bactericida del suero normal y en

ausencia de anticuerpos especiacuteficos no es fagocitada ni destruida por los

polimorfonucleares o macroacutefagos Despueacutes de penetrar la piel o las mucosas la

Leptospira hace una bacteriemia que inicialmente alcanza todas las partes del

cuerpo incluyendo el liacutequido cefalorraquiacutedeo (LCR) y los ojos y genera la

produccioacuten de anticuerpos aglutinantes y el fenoacutemeno de opsonizacioacuten entre los

diacuteas 5 y 7 Si esta respuesta no es suficiente para detener su progreso la

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Leptospira avanza en los tejidos Alliacute se multiplica en forma acelerada deja de ser

encontrada en la sangre y se elimina por la orina durante semanas o meses (fase

inmune o de leptospiruria) (Acosta et al 1994)

La leptospirosis puede presentarse con diferentes formas grados y combinaciones

de compromiso orgaacutenico ya sea como un cuadro febril inespeciacutefico como

afeccioacuten preferente de uno o maacutes oacuterganos involucrados o como una enfermedad

grave con compromiso multiorgaacutenico y alta letalidad (Zunino y Pizarro 2007)

La etapa aguda o septiceacutemica de alrededor de 1 semana seguida de una fase

inmune caracterizada por la produccioacuten de anticuerpos y eliminacioacuten de la

bacteria a traveacutes de la orina La mayor complicacioacuten de la patologiacutea se encuentra

asociada a la localizacioacuten de las bacterias en los tejidos durante la fase inmune

alrededor de la segunda semana de la patologiacutea (Levett 2001)

En animales susceptibles la lesioacuten de las membranas de los gloacutebulos rojos y de

las ceacutelulas endoteliales junto con el dantildeo hepatocelular desencadena anemia

hemoliacutetica ictericia hemoglobinuria y hemorragia (Quinn et al 2002)

La superficie de las ceacutelulas bacterianas constituye una interfase entre el patoacutegeno

y el hospedador formando un sitio de interaccioacuten con los tejidos durante la

infeccioacuten Para los patoacutegenos extracelulares la superficie bacteriana es tambieacuten el

blanco de la respuesta inmune del hospedador (Cullen et al 2005) Se ha

sentildealado que LipL32 interactuacutea con componentes de la matriz extracelular como el

colaacutegeno y que existe una respuesta de inmunoglobulina M contra la lipoproteiacutena

durante la fase aguda y convaleciente de leptospirosis en humanos (Hauk et al

2008)

34 Sintomatologiacutea

Las manifestaciones oculares incluyen efusioacuten conjuntival presencia de ictericia

en la escleroacutetica y uveiacutetis Esta uacuteltima puede ser unilateral o bilateral y puede

presentarse semanas meses y ocasionalmente en antildeos posterior a la

enfermedad aguda (Levett 2001)

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Las alteraciones reproductivas pueden ocurrir posterior a una infeccioacuten y la

leptospirosis debe ser considerada como diagnoacutestico diferencial en casos de

aborto o muerte perinatal (Andreacute Fontaine 2006)

En bovinos la enfermedad puede ser aguda subaguda y croacutenica En la forma

aguda son maacutes susceptibles los animales de un mes de edad Se caracteriza por

septicemia fiebre de 405 Cdeg anorexia petequias en mucosas depresioacuten

ictericia anemia hemoliacutetica con hemoglobinuria palidez de las mucosas disnea

suele ocurrir aborto baja de la produccioacuten de la leche y ocasionalmente mastitis

En la forma subaguda se presentan los mismos siacutentomas la fiebre es de 39 a 40

Cdeg existe baja de la produccioacuten laacutectea y esta es de color rojo o anaranjado

amarillento En la forma croacutenica generalmente los siacutentomas son aborto que se

presenta en el uacuteltimo tercio de la gestacioacuten ocasionalmente se puede presentar

meningitis leptospiroacutesica incoordinacioacuten sialorrea conjuntivitis y rigidez muscular

En porcinos generalmente se presenta la forma croacutenica en ovinos y caprinos no

se conoce mucho la enfermedad debido a su poca frecuencia y la mayor parte de

los animales afectados se encuentran muertos con apariencia septiceacutemica en

equinos se presenta la forma subaguda en perros y gatos se presenta la

enfermedad desde formas subcliacutenicas hasta formas graves en animales

silvestres la mayoriacutea estaacuten adaptados y no manifiestan siacutentomas cliacutenicos (Acha et

al 1978)

35 Diagnoacutestico

Debido a que las manifestaciones cliacutenicas de la leptospirosis variacutean en tipo y

gravedad tanto en los hombres como en animales es difiacutecil su diagnoacutestico cliacutenico

hacieacutendose necesaria la confirmacioacuten de los casos mediante pruebas de

laboratorio existen pruebas que sin ser especiacuteficas para la enfermedad pueden

orientar al cliacutenico hacia el diagnoacutestico de leptospirosis (Ceacutespedes 2005)

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351 Diagnoacutestico epidemioloacutegico

La anamnesis debe incluir datos sobre la eacutepoca del antildeo en la que aparecioacute el

brote la aptitud del rebantildeo el estado sanitario del mismo el contacto con otras

especies domeacutesticas la sintomatologiacutea predominante y si se realiza vacunacioacuten

frente a la leptospirosis Asimismo deberaacute obtenerse informacioacuten sobre el nuacutemero

de animales afectados la edad de los mismos y la fase de la gestacioacuten en que se

produce el aborto (Alonso et al 2001)

352 Pruebas Diagnoacutesticas

Se basa en el cultivo del organismo la demostracioacuten seroloacutegica o el diagnoacutestico

molecular (Dammert 2005)

3521 Cultivo

La Leptospira se puede aislar de muestras de sangre y liacutequido cefalorraquiacutedeo en

los primeros 7-10 diacuteas de la enfermedad y en la orina puede ser detectada durante

la segunda y tercera semana de la enfermedad (Bharti 2003) Una vez tomada la

muestra esta se debe inocular en 10 ml de medio semisoacutelido que contenga 5-

fluoracilo

El cultivo debe ser incubado a 28-30 degC y ser examinado semanalmente en el

microscopio de campo oscuro durante 13 semanas antes de ser descartado Los

cultivos contaminados pueden ser filtrados antes de recultivarlos a un medio

nuevo (Levett 2001)

Existen otros medios recientemente desarrollados uacutetiles en el aislamiento de la

Leptospira medio EMJH (Ellinghausen y Mcllough modificado por Johnson y

Harries) y el medio Tween 80-albuacutemina este uacuteltimo considerado el mejor

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Como el cultivo tiene el inconveniente de ser muy largo (5-6 semanas de

incubacioacuten) no se debe considerar para definir una conducta terapeacuteutica inicial

(Acosta et al 1994)

3522 Pruebas seroloacutegicas

Las pruebas seroloacutegicas constituyen el procedimiento de laboratorio utilizado con

maacutes frecuencia para confirmar el diagnoacutestico cliacutenico para determinar la

prevalencia en el rebantildeo y para realizar los estudios epidemioloacutegicos Los

anticuerpos de las Leptospira aparecen a los pocos diacuteas del comienzo de la

enfermedad y persisten durante semanas o meses y en algunos casos antildeos

Desafortunadamente los tiacutetulos de anticuerpos puede que desciendan hasta

niveles indetectables mientras los animales permanecen infectados croacutenicamente

Para superar este problema se necesitan meacutetodos sensibles que detecten el

microorganismo en la orina o en el tracto genital de portadores croacutenicos

Se ha descrito una amplia variedad de pruebas seroloacutegicas que muestran grados

variables de especificidad de serogrupo y de serotipo La prueba de la aglutinacioacuten

microscoacutepica (MAT) y el enzimoinmunoensayo (ELISA) contribuyen al diagnoacutestico

veterinario (OIE 2008)

35221 Prueba de Aglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) La prueba MAT en la

que se emplean antiacutegenos vivos es la prueba seroloacutegica maacutes ampliamente

utilizada Constituye la prueba de referencia frente a la que se evaluacutean todas las

otras pruebas seroloacutegicas y se utiliza en las comprobaciones para la

importacioacutenexportacioacuten (OIE 2008)

El MAT posee una alta sensibilidad y especificidad siendo sus resultados

utilizados para identificar el serovar o serogrupo infectante pero requiere de la

experiencia del operador y la variacioacuten diagnoacutestica entre laboratorios es elevada

(Bharti et al 2003) Para llevarlo a cabo se requiere que el laboratorio cuente con

cultivos vivos de todos los serovares para emplearlos como antiacutegenos

consideraacutendose que su interpretacioacuten es complicada debido a la alta degradacioacuten

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presencia de reaccioacuten cruzada entre diferentes serogrupos y a reacciones

paradoacutejicas (Levett 2001)

35222 Otras pruebas seroloacutegicas Debido a la complejidad de la prueba de

Aglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) se ha desarrollado otras pruebas seroloacutegicas

para la deteccioacuten de anticuerpos antileptospira en la fase aguda de la infeccioacuten La

fijacioacuten de complemento (CF) fue ampliamente usado pero el meacutetodo no fue

estandarizado La prueba de Fijacioacuten de complemento ha sido reemplazada por el

meacutetodo ELISA (Levett 2001)

El ELISA se utiliza tanto para la deteccioacuten de anticuerpos en la leche como en el

suero permitiendo ademaacutes diferenciar entre IgG e IgM (Alonso et al 2001) En

este ensayo se detecta IgM antileptospira tan solo 1 semana despueacutes de la

infeccioacuten antes de que esteacuten presentes los anticuerpos aglutinantes Los

anticuerpos IgG se detectan comenzando 2 semanas despueacutes de la infeccioacuten y

persisten durante largos periodos de tiempo (OIE 2008)

La deteccioacuten de IgM en suero por ELISA es maacutes sensible que el MAT cuando la

primera muestra se toma en la fase aguda de la enfermedad (Ceacutespedes 2005)

Ademaacutes presenta otras ventajas frente al MAT como es el hecho de no presentar

riesgo sanitario para los operarios ser de faacutecil estandarizacioacuten y ser una prueba

en la que las reacciones cruzadas son poco frecuentes Sus principales

desventajas son que normalmente son serovar especiacuteficos con lo cual no

obtendremos informacioacuten acerca de una posible infeccioacuten por otros serovares y

que no permite diferenciar entre anticuerpos vacunales y de infeccioacuten (Alonso et

al 2001)

3523 Diagnoacutestico molecular

35231 Reaccioacuten en cadena de la polimerasa (PCR)

La PCR es un meacutetodo in vitro de siacutentesis de ADN con el que un segmento

particular de este es especiacuteficamente amplificado al ser delimitado por un par de

cebadores o iniciadores que lo flanquean Su copiado se logra en forma

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exponencial a traveacutes de repetidos ciclos de diferentes periodos y temperaturas de

incubacioacuten en presencia de una enzima ADN polimerasa termoestable Asiacute se

obtienen en cuestioacuten de horas millones de copias de la secuencia deseada del

ADN

La PCR es una teacutecnica de biologiacutea molecular altamente especiacutefica raacutepida

sensible y versaacutetil para detectar cantidades iacutenfimas de un cierto ADN especiacutefico

posibilitando su faacutecil identificacioacuten (Rodriacuteguez et al 2004)

El meacutetodo se basa en su forma maacutes simple en la realizacioacuten de tres reacciones

sucesivas llevadas a cabo a distintas temperaturas Estas reacciones se repiten

ciacuteclicamente entre veinte y cuarenta veces La muestra se calienta en el primer

paso hasta lograr la separacioacuten de las dos cadenas que constituyen el ADN

hecho que se conoce como desnaturalizacioacuten (Satz et al 1993) En el segundo

ocurre la hibridacioacuten de las cadenas desnaturalizadas del ADN blanco con los

denominados cebadores o iniciadores (ADN sinteacutetico de hebra sencilla) a una

temperatura que facilita el apareamiento de las bases nitrogenadas

complementarias de ambas clases de ADNs (Rodriacuteguez et al 2004) Por uacuteltimo se

da la reaccioacuten de extensioacuten que generalmente es llevada a cabo a una

temperatura intermedia en la cual la ADN polimerasa copia el ADN entre las

secuencias correspondientes a los oligonucleoacutetidos iniciadores (Torres et al

1995) La deteccioacuten se realiza mediante electroforesis en gel de agarosa y tincioacuten

con bromuro de etidio (Costa 2004)

En los uacuteltimos antildeos se ha desarrollado PCR en muestras bioloacutegicas como orina

suero liacutequido cefalorraquiacutedeo y tejido renal posicionaacutendose la teacutecnica como una

herramienta de diagnoacutestico sensible y especiacutefica en la deteccioacuten e identificacioacuten

de Leptospira spp (Levett 2001 Branger et al 2005)

Una limitacioacuten de diagnoacutestico basado en la PCR de la leptospirosis es la

incapacidad de la mayoriacutea de los ensayos de PCR para identificar el serovar

infectante Si bien esto no es significativo para la gestioacuten individual del paciente la

identidad del serovar tiene un importante valor epidemioloacutegico y en salud puacuteblica

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Las estrategias disentildeadas para superar este obstaacuteculo han incluido la digestioacuten de

productos de PCR con endonucleasas de restriccioacuten secuenciacioacuten directa de los

amplicones y Anaacutelisis de Conformacioacuten de Cadena Sencilla (SSCP)

Genomospecies de Leptospira pueden ser diferenciadas despueacutes de la PCR por

electroforesis en geles de poliacrilamida no desnaturalizante seguido por tincioacuten

con plata y sin el paso adicional de purificacioacuten y desnaturalizacioacuten (Ahmad et al

2005)

35232 Reaccioacuten en cadena de la polimerasa muacuteltiple

La PCR muacuteltiple son reacciones que consiguen amplificar simultaacuteneamente y en

un uacutenico tubo diferentes secuencias diana permitiendo la deteccioacuten e

identificacioacuten simultaacutenea de distintos genes de intereacutes (Mendez et al 2004)

35233 Fingerprinting

Un desarrollo reciente en el anaacutelisis del ADN ribotipificacioacuten se basa en el

Polimorfismo de Longitud de Fragmentos de Restriccioacuten (RFLP) Posterior a la

electroforesis del gel Agarosa el ADN es trasferido sobre una membrana y

posteriormente hibridado con sondas marcadas desde el 16S al 23S de la cadena

de ARN por lo tanto nos da una interpretacioacuten maacutes raacutepida y faacutecil del Fingerprints

Este meacutetodo es una herramienta uacutetil para la tipificacioacuten molecular de Leptospira

ya que esta metodologiacutea utiliza reactivos disponibles comercialmente puede ser

aplicada por laboratorio de diagnoacutestico y no requiere el mantenimiento de todas

las cepas de referencia y correspondientemente suero inmune de conejo La

tipificacioacuten ribosomal tambieacuten nos provee informacioacuten sobre la relacioacuten genoacutemica

basado en la similitud que tienen en comuacuten fragmentos de cadenas de Leptospira

(Terpstra et al 1986)

35234 Anticuerpo monoclonales

Los anticuerpos monoclonales son glicoproteiacutenas especializadas que hacen parte

del sistema inmune producidas por las ceacutelulas B con la capacidad de conocer

moleacuteculas especificas (Antiacutegenos) Los anticuerpos monoclonales son

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herramientas esenciales en el aacutembito cliacutenico y biotecnoloacutegico y han probado ser

uacutetiles en el diagnoacutestico y tratamiento de enfermedades infecciosas inmunoloacutegicas

y neoplaacutesicas asiacute como tambieacuten en el estudio de las interacciones patoacutegenas-

hospedador y la marcacioacuten deteccioacuten y cuantificacioacuten de diversas moleacuteculas

(Machado et al 2006)

Se han preparado anticuerpos monoclonales de conejo que aglutinan Leptospira y

los serovares pueden ser identificados con base en patrones caracteriacutesticos de

aglutinacioacuten Preparar anticuerpos monoclonales es difiacutecil y toma tiempo pero

usarlos en la MAT para serotipificar es faacutecil y da resultados raacutepidos Actualmente

estaacuten disponibles anticuerpos monoclonales para tipificar cerca de la mitad de los

serovares maacutes comunes actualmente reconocidos (OMS 2008)

35235 Secuenciacioacuten del ARNr 16S

La amplificacioacuten del gen para su posterior secuenciacioacuten parte preferentemente

de ADN extraiacutedo de un cultivo puro de la bacteria pero tambieacuten puede

conseguirse directamente de una muestra cliacutenica

El meacutetodo molecular de identificacioacuten bacteriana mediante secuenciacioacuten del

ADNr 16S incluye tres etapas a) amplificacioacuten del gen a partir de la muestra

apropiada b) determinacioacuten de la secuencia de nucleoacutetidos del amplicoacuten y c)

anaacutelisis de la secuencia (Rodicio et al 2004)

La secuenciacioacuten del ARNr 16S es un meacutetodo potente y simplificado para la

identificacioacuten de especies Leptospira (Morey et al 2006)

35236 Microarrays

El anaacutelisis de microarray consiste en la deteccioacuten e identificacioacuten simultaacutenea de un

patoacutegeno desde la misma muestra para asiacute ser implementado en los laboratorios

cliacutenicos de microbiologiacutea con facilidad y exactitud

Microarray simplemente se define como una coleccioacuten de caracteriacutesticas

microscoacutepicas (maacutes comuacutenmente ADN) que se puede probar con moleacuteculas diana

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para producir ya sea (expresioacuten geacutenica) cuantitativa o los datos cualitativos

(diagnoacutestico)

El anaacutelisis por medio de microarray tiene la capacidad de ofrecer una fuerte

deteccioacuten muacuteltiple Existen plataformas de microarrays muacuteltiples incluyendo

impresos de ADN de doble cadena y matrices de oligonucleoacutetidos

Los microarrays permiten el depoacutesito de miles de puntos conteniendo genes o

parte de genes sobre un portaobjetos para su estudio en paralelo De esta manera

es posible tener una visioacuten instantaacutenea de actividad de genomas completos o de

un grupo selecto de genes (Miller et al 2009)

En los estudios de microarrays se combinan las teacutecnicas de hibridizacioacuten de

aacutecidos nucleicos y deteccioacuten por fluorescencia De esta manera soacutelo en los

puntos del portaobjeto donde haya ocurrido hibridizacioacuten habraacute fluorescencia y la

intensidad de la fluorescencia detectada seraacute proporcional al nivel de expresioacuten

del gen en estudio

Una condicioacuten indispensable es que cada uno de los genes que esteacute representado

sea faacutecilmente distinguible de otros En otras palabras la porcioacuten del gen

inmovilizada en el portaobjeto debe llevar consigo independientemente de su

tamantildeo su ceacutedula de identidad (Barrero 2005)

La hibridacioacuten genoacutemica comparada (CGH) ha demostrado ser una herramienta

muy poderosa para las comparaciones genoacutemicas de alto rendimiento entre

especies patoacutegenas y no patoacutegenas y la exploracioacuten del genoma de muchas

especies bacterianas Las secuencias genoacutemicas disponibles de L interrogans

serovar Lai y copenhageni se utilizaron para disentildear una matriz de mosaico (Eribo

et al 2012)

35237 Enzimas de Restriccioacuten

El meacutetodo consiste en la extraccioacuten de ADN a partir de una poblacioacuten homogeacutenea

de organismos la digestioacuten del ADN con una endonucleasa de restriccioacuten y la

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electroforesis en gel de agarosa del ADN Debido a que las endonucleasas de

restriccioacuten reconocen y se unen al ADN de doble cadena especiacuteficamente a la

secuencia 4 oacute 6 de pares de bases se genera un conjunto de fragmentos La

migracioacuten de estos fragmentos en gel de agarosa estaacute relacionada con el peso

molecular un patroacuten de bandas se puede ver en el gel por la luz ultravioleta siacute se

tintildeeron con bromuro de etidio o por autorradiografiacutea Estos modelos constituyen

una huella digital caracteriacutestico de cualquier ADN en particular (Marshall et al

1981)

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4 MATERIAL Y MEacuteTODO

41 Tipo de estudio Ensayo de laboratorio

42 Cepas En este estudio se emplearon 30 cepas distribuidas en 24 serogrupos

de Leptospira proporcionados por Centro Nacional de Diagnoacutestico y Referencia

(CNDR)

43 Muestras Las condiciones de crecimiento para la Leptospira fueron de 28-

30degC durante siete diacuteas en el medio Ellinghaussen-McCullough-Johnson-Harris

(EMJH)

45 PCR cebadores y condiciones de amplificacioacuten

Los cebadores de oligonucleoacutetidos LepF1 PU1 y LepR1 que corresponden a las

posiciones 8461 a 8480 8720 a 8738 y 9334 a 9316 respectivamente fueron

disentildeados para unirse a regioacuten 23S del ADNr la cual corresponde a la secuencia

de Leptospira interrogans (patoacutegena)

Los cebadores SU1 y LepR1 fueron disentildeados para serovares de saproacutefitas que

corresponden a la posicioacuten 326 a 343 y 641 a 623 respectivamente basado en la

secuencia parcial del ADNr de Leptospira biflexa La secuencia de los cebadores

se demuestra en la tabla 1

Tabla1 Cebadores utilizados en la amplificacioacuten

Cebador Secuenciacioacuten 5` a 3` Especificidad Posicioacuten de la base

LepF1 GTTACCAAGCACAAGATTAG Leptospira spp 8461 - 8480

LepR1 TAGTCCCGATTACATTTTC Leptospira spp 9334 - 9316

PU1 TATCAGAGCCTT TTAATGG Patoacutegena 8720 - 8738

SU1 TTTAGGGTTAGCGTGGTA Saproacutefita 326 - 343

LepR1 TAGTCCCGATTACATTTTC Leptospira spp 641 - 623

El ADN de la Leptospira fue amplificado usando LepF1 (5

GTTACCAAGCACAAGATTAG 3) y LepR1 (5 TAGTCCCGATTACATTTTC 3)

Para la multiplex PCR fueron usado como cebadores internos PU1 (5

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TATCAGAGCCTTTTAATGG 3) SU1 (5 TTTAGGGTTAGCGTGGTA 3) y LepR1

(5 TAGTCCCGATTACATTTTC 3)

Para la amplificacioacuten del ADN se utilizoacute como control positivo de patoacutegena la cepa

icterohaemorrhagiae mientras que como control de saproacutefita se utilizoacute la cepa

patoc ambas se encontraban en caldo de cultivo Ellinghausen-McCullough-

Johnson-Harris (EMJH) y como control negativo se utilizoacute agua libre de nucleasa

Los segmentos de ADN amplificado para patoacutegenas corresponde a 615 pb y para

saproacutefitas 316 pb (gen 23S ADNr) Esta amplificacioacuten fue realizada en el

termociclador Las condiciones de la PCR consistieron en 40 ciclos Una

desnaturalizacioacuten inicial fue de 94degC por 5 minutos Cada ciclo comprendioacute una

desnaturalizacioacuten a 94degC por 1 minuto temperatura de anneling a 50degC por 50

segundos y una extensioacuten a 72degC por 1 minuto El uacuteltimo paso fue la elongacioacuten a

72degC por 7 minutos

46 Paraacutemetros a probar en la estandarizacioacuten

461 Mezcla

Se sometieron a prueba tres tipos de mezcla cada una con concentraciones

distintas pero con un volumen final de 50 microl reflejadas en la tabla 2

Tabla 2 Mezclas de reactivos puestas a prueba

Componente Mezcla 1 Mezcla 2 Mezcla 3

Agua free nucleasa 19 microl 26 microl 14 microl

Master mix 16 microl 8 microl 16 microl

Cebador 1 (LepF1) 2 microl 2 microl 2 microl

Cebador 2-5 (LepR1) 4 microl 2 microl 4 microl

Cebador 3 (PU1) 2 microl 1 microl 2 microl

Cebador 4 (SU1) 2 microl 1 microl 2 microl

AND (muestral o control) 5 microl 10 microl 10 microl

Volumen final 50 microl 50 microl 50 microl

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 30

462 5-Fluoracilo

Se puso a prueba el papel que juega el 5-fluoracilo debido a su utilizacioacuten en los

medios de cultivo para evitar la contaminacioacuten bacteriana de las Leptospira

ademaacutes que permite un mejor crecimiento de eacutestas (WHO 1967) Su eficacia

radica en que se une de forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial

para la siacutentesis de nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases

nitrogenadas que forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se

puede replicar lo que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002)

463 Tipo de extraccioacuten de ADN

El ADN genoacutemico de las cepas de Leptospira y de las muestras sanguiacuteneas y

orina fue extraiacutedo de acuerdo a las instrucciones del kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) siguiendo los procedimientos de manufactura (ver anexo

1)

Se ensayaron extracciones por calentamiento a 90degC ndash 100degC por 20 minutos El

ADN extraiacutedo fue almacenado a -20deg C hasta su amplificacioacuten

464 Muestras fingidas

Se obtuvieron muestras de suero y orina de cada especie (canino bovino porcino

y equino) y se mezclaron con cepas de referencia proporcionados por el Centro

Nacional De Investigacioacuten de Holanda para posteriormente realizar PCR A cada

muestra se le realizoacute extracciones por calentamiento y por el kit de extraccioacuten

QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

47 Determinacioacuten del liacutemite de deteccioacuten

Se determinoacute al calcular la cantidad de ADN que capaz de detectar la teacutecnica en

un ml de muestras de sangre y orina para esto se realizoacute una serie de diluciones

(desde 11 hasta 110000000) de las muestras a partir de una concentracioacuten de

ADN conocida (120 ng)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 31

48 Sensibilidad

Se sometieron 29 serovares patoacutegenas y 1 saproacutefita como controles positivos

proporcionados por Centro Nacional de Diagnoacutestico y Referencia

Se calculoacute la sensibilidad y el intervalo de confianza del 95 en el programa

EPIDAT 31 de acuerdo a la siguiente foacutermula

VP= Verdaderos positivos

FN= Falsos negativos

49 Especificidad

Se realizoacute un ensayo de especificidad utilizando ADN de 10 muestras con otras

cepas bacterianas diferentes a Leptospira que fueron inoculadas en medio EMJH

y suero para detectar falsos positivos el panel de muestras se describe en la

siguiente tabla

Tabla 3 Cepas bacterianas utilizadas para la determinacioacuten de la

especificidad

Cepa Nuacutemero de muestras

Staphyloccocus aureus 2

Escherichi coli 2

Salmonella spp 2

Proteus spp 2

Streptococcus pyogenes 2

Se calculoacute la especificidad y el correspondiente intervalo de confianza (95) en el

programa EPIDAT 31 de acuerdo a la siguiente foacutermula

VN= Verdaderas negativos

FP= Falso Positivos

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 32

5 RESULTADOS

De los 30 serovares que se sometieron al ensayo se detectaron 15 siendo

correspondiente a 12 serogrupos dentro los que se encuentran pomona e

icterohaemorrhagia dentro las patoacutegenas de importancia asiacute como el serogrupo

patoc de la saprofitas puesta a prueba Ver foto 1

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute ser la nuacutemero 1 compuesta por

Agua free nucleasa 19 microl Master mix 16 microl Primer 1 (Lep F1) 2 microl Primer 2-5

(LepR1) 4 microl Primer 3 (PU1) 2 microl Primer4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl Ver foto 2

En los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia en la

capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y saprofitas Ver

foto 2

La extraccioacuten maacutes adecuada resultoacute ser por calentamiento en la que se

identificaron 8 muestras de 19 mientras que las extracciones con el kit de

extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg) solo 2 muestras de 8 fueron

identificadas Ver foto 3

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten se encontroacute que la teacutecnica es capaz de identificar

una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira correspondiente a una

dilucioacuten 110000 Ver foto 4

En la determinacioacuten de la capacidad de la teacutecnica para detectar e identificar

Leptospira en muestras de campo se encontroacute que de 12 muestras de suero se

identificaron 3 mientras que de 13 muestras de orina fueron identificadas 5 Ver

foto 3

La sensibilidad mostrada fue de 50 IC 95 (3044 ndash 6956) mientras que la

especificidad fue de 100 IC 95 (95 ndash 100) con un valor predictivo positivos de

100 IC 95 (9667 ndash 100) y un valor predictivo negativo de 40 IC 95 (1880 ndash

6120) esto con una prevalencia de 75 IC 95 (6033 ndash 8967) mostrando un

Iacutendice de validez de 6550 IC 95 (4625 ndash 7875)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 33

6 DISCUSIOacuteN

Actualmente el meacutetodo para diagnosticar leptospirosis es la prueba de

Microaglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) pero esta resulta tediosa por la necesidad

de mantener las cepas lo que implica tambieacuten un riesgo potencial para el personal

de laboratorio ademaacutes no diferencia entre anticuerpos vacunales y de infeccioacuten

Otro meacutetodo directo de diagnoacutestico es el cultivo pero es limitado y requiere de

mucho tiempo (Alonso et al 2001)

Debido a las restricciones que generan estas pruebas diagnoacutesticas se ha

estandarizado una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y

patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos

En este estudio se sometieron 30 serovares al ensayo de los que se detectaron

15 correspondiente a 12 serogrupos amplificados mostrando una sensibilidad del

50 diferente a los resultados obtenidos por Ceacutespedes et al (2007) en cuyo

estudio la PCR pudo amplificar el ADN de 25 serovares de seis especies de

Leptospira spp con una sensibilidad del 100 in vitro Moreno et al (2010) mostroacute

un amplificado especiacutefico para 2122 cepas de referencia con la PCR simple

lipL32 mientras que la PCR muacuteltiple secYflaB amplificoacute 1822 cepas

Esta sensibilidad baja indica que la teacutecnica no es recomendada como una prueba

de tamizaje ya que ademaacutes del alto costo no es capaz de detectar a toda la

poblacioacuten infectada en cambio la especificidad que se obtuvo fue del 100

demostrada con el uso de ADN de otros agentes patoacutegenos (Staphyloccocus

Aureus Escherichi coli Salmonella spp Proteus spp y Streptococcus pyogenes)

los cuales no fueron amplificados Esto coincide con los ensayo realizado por

Ceacutespedes et al (2007) Moreno et al (2010) Kositanont et al (2007) y Boonsilp et al

(2011) los cuales muestran una especificad del 100 al no obtener amplificado del

ADN de otras cepas patoacutegenas que causan enfermedades febriles en sus paiacuteses

La causa de una especificidad tan alta de la reaccioacuten se debe a las secuencias

nucleotiacutedicas especiacuteficas formadas por los oligonucleoacutetidos (cebadores) LepF1 (5rsquo

GTTACCAAGCACAAGATTAG 3rsquo) LepR1 (5rsquo TAGTCCCGATTACATTTTC 3rsquo)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 34

PU1 (5rsquo TATCAGAGCCTTTTAATGG 3rsquo) y SU1 (5rsquo TTTAGGGTTAGCGTGGTA 3rsquo)

que fueron disentildeados para detectar secuencias nucleotiacutedicas especiacuteficas en este

caso el genoma de Leptospira spp (OIE 2006) Tambieacuten se debe tomar en cuenta

que la especificidad de la PCR depende ademaacutes de la temperatura empleada en

la fase de hibridacioacuten y de la cantidad de iones divalentes que se incorporan a la

reaccioacuten Cuanto mayor sea la temperatura utilizada en la fase de hibridacioacuten maacutes

especiacutefica es la reaccioacuten Esto se debe a que a mayor temperatura maacutes dificultada

se ve la unioacuten entre el cebador y la cadena molde en condiciones de

temperaturas de hibridacioacuten elevadas el cebador soacutelo se uniraacute a la cadena molde

si son complementarios en todos sus nucleoacutetidos (McPherson et al 1991)

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten por la diluciones de ADN puro (120ng) de L

interrogans serovar Australis se obtuvo un producto de 615pb hasta la dilucioacuten

110000 correspondiente a una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira

lo que coincide con la investigacioacuten realizada por Moreno et al (2010) cuyo liacutemite

de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR simple lipL32 obtuvo productos especiacuteficos

de 423 pb L interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten

110000 pero para el caso del liacutemite de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR

muacuteltiple secYflaB se obtuvieron productos especiacuteficos de 285 pb y 793 pb de L

interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten 1100 para secY y

11000 para flaB Estas diluciones se hicieron a partir de 120 ng de ADN extraiacutedo

de la cepa de referencia de Leptospira

El liacutemite de deteccioacuten para la PCR muacuteltiple indica una alta sensibilidad analiacutetica en

condiciones de PCR real esto lo posiciona como un meacutetodo de diagnoacutestico

molecular de eleccioacuten para estudios posteriores que busquen validar su uso

potencial para el diagnoacutestico de leptospirosis (Levett et al 2005)

La teacutecnica fue capaz de identificar Leptospira patoacutegena y saproacutefita lo que coincide

con el estudio de Kositanont et al (2007) que muestran resultados similares esto

se atribuye al uso de los cebadores especiacuteficos para la amplificacioacuten de genes

conservados en cepas patoacutegenas y saprofitas Otros estudios como los realizados

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 35

por Cheema et al (2007) Moreno et al (2010) y Rosario et al (2012) no

lograron detectar Leptospira saprofitas soacutelo patoacutegenas pues en ese estudio se

implicoacute solamente los genes conservados en cepas patoacutegenas de Leptospira La

inhabilidad de poder diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y no patoacutegenas puede

ser una dificultad en estudios ambientales donde se quiera diferenciar entre los

distintos serovares sin embargo no tiene importancia en el aspecto cliacutenico pues

no se aiacutesla Leptospira saprofitas en muestras animales (Ceacutespedes et al 2010)

Sin embargo otros estudios (Ibaacutentildeez et al 2010)) han mostrado anticuerpos contra

Leptospira sp serovariedad patoc en 1159 monos Rhesus (Macaca mulatta) en

condiciones de cautiverio Con tiacutetulos que variaron de 120 a 180 Silva et al

(2010) recogioacute muestra de 388 animales (aves reptiles mamiacuteferos y peces) tanto

salvajes como en cautiverio resultando positivo a MAT el 265 de los animales

Los tiacutetulos seroloacutegicos predominante fueron de 140 y 180 para los serotipos

patoc andamana canicola icterohaemorrhagiae y panamaacute

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute estar compuesta por 19 microl de Agua

free nucleasa 16 microl de GoTaqreg qPCR Master Mix 2 microl de cada uno de los

iniciadores (Lep F1 Lep R1 PU1 SU1 y Lep R1) a una concentracioacuten de 100

[Pmol] y 5 microl de ADN a un volumen final de 50 microl con una amplificacioacuten de 40

ciclos En una publicacioacuten similar realizada por Kosinatont et al (2007) utilizan 5microl

de buffer PCR 8 microl de MgCl2 1microl de cada iniciador a 20 [Pmol] y 5 microl de ADN a un

volumen final de 50microl Las condiciones de PCR consistieron de 35 ciclos Las

diferentes concentraciones de reactivos en ambos estudios se deben

probablemente a que las condiciones de laboratorio son diferentes en todas las

regiones ademaacutes del uso en el presente ensayo de un master mix comercial que

incluye todos los componentes para la PCR cuantitativa como son ADN Taq

polimerasa dATP dGTP dCTP dTTP y MgCl2 a excepcioacuten del ADN de la

muestra los cebadores y agua Utilizar este master mix evita errores en el

alineamiento de los cebadores en la temperatura de disociacioacuten de las cadenas

tanto del templado como del producto de la PCR la especificad del producto la

formacioacuten de diacutemero de cebadores y en la inhibicioacuten de la Taq polimerasa por

altas concentraciones de KCl o NaCl (Martinez et al 2004)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 36

En cuanto a los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia

en la capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y

saproacutefitas Eacuteste se puso a prueba debido a su utilizacioacuten en los medios de cultivo

cuando se toman muestras en el campo Su eficacia radica en que se une de

forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial para la siacutentesis de

nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases nitrogenadas que

forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se puede replicar lo

que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002) el 5-fluoracilo no fue una

sustancia inhibidora de la PCR pues no provoca el bloqueo directo total o parcial

de la actividad cataliacutetica de la ADN polimerasa o inhibe la unioacuten directa al ADN de

doble cadena (Newsletter Microbial 2009)

La extraccioacuten de ADN se hizo por calentamiento y con el kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) con el fin de determinar cuaacutel de los meacutetodos era el maacutes

efectivo para la extraccioacuten resultando ser la extraccioacuten por calentamiento ya que

fue capaz de detectar 8 muestras de 19 mientras que con el kit de extraccioacuten soacutelo

se lograron identificar 2 de 8 muestras Aunque con este meacutetodo ademaacutes de ser

de menor costoso se obtiene mayores valores de concentracioacuten y rendimiento de

ADN en el menor tiempo aportaacutendole rapidez y simplicidad a la prueba la pureza

del mismo es baja La importancia del proceso de purificacioacuten del material

geneacutetico es recobrar el producto maacuteximo de ADN de alto peso molecular libre de

proteiacutenas fenol e inhibidores de la Taq polimerasa El ADN de alta calidad es un

prerrequisito para su uso en teacutecnicas de biologiacutea molecular en este caso PCR

para la identificacioacuten de las secuencias especificas de ADN mediante el uso de

cebadores no asiacute el ADN degradado no sustenta la integridad de los sitios

blancos para los cebadores y consecuentemente afectar la calidad de la PCR

(Rada et al 1998)

Ademaacutes de la extraccioacuten de ADN por calentamiento existen otras teacutecnicas como

son meacutetodo fenol-cloroformo meacutetodo del acetato de potasio meacutetodo del acetato

de potasio modificado y meacutetodo de bromuro de cetil-trimetil amonio cuya base

principal es provocar una lisis celular para inactivar las nucleasas celulares y

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 37

separar los aacutecidos nucleicos de los restos de ceacutelulas (Fraga et al 2004) (Velasco

2005)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 38

7 CONCLUSIOacuteN

El PCR multiplex fue capaz de diferenciar entre Leptospira saprofita y

patoacutegena

Se obtuvo una baja sensibilidad pero alta especificidad

El 5-fluoracilo no mostro alteracioacuten en el proceso de amplificacioacuten

La mezcla maacutes adecuada fue la mezcla 1 compuesta por Agua free

nucleasa 19 microl Master mix 16 microl cebador 1 (Lep F1) 2 microl cebador 2-5

(LepR1) 4 microl cebador 3 (PU1) 2 microl cebador 4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl

Se obtuvo una alta sensibilidad analiacutetica o liacutemite de deteccioacuten capaz de

detectar hasta 0012 ng de ADN

El meacutetodo de extraccioacuten maacutes efectivo fue por calentamiento que por el kit

de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 39

8 RECOMENDACIONES

Validar la teacutecnica con una poblacioacuten maacutes representativa

Publicar los resultados de esta investigacioacuten con el fin de seguir mejorando

el diagnoacutestico de leptospirosis por PCR

Promover el uso de la PCR para un diagnoacutestico raacutepido de leptospirosis en

animales domeacutesticos

Realizar estudios de las fuentes de agua para la caracterizacioacuten de las

zonas de riesgo

Estandarizar teacutecnicas de diagnoacutestico de campo para fortalecer los sistemas

de vigilancia activa

Ofrecer charlas a las poblaciones con mayor prevalencia de leptospirosis

sobre el papel que juegan los animales en la transmisioacuten de la enfermedad

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 40

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Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 45

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Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

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Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 47

ANEXOS

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 48

Kit de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

1 20 microl de proteinasa K en eppendorf

2 Agregar 200 microl de la muestra

3 Agregar 200 microl de buffer AL y bortear por 5 segundos

4 Incubar a 56 ordmC por 10 minutos

5 Centrifugar brevemente

6 Agregar 200 microl de etanol (96 ndash 100)

7 Pasar la mezcla del paso 6 y colocarlo en un tubo de ensayo colector

procurando no tocar los bordes y centrifugar a 8000 rpm por 1 minuto Cambiar el

tubo colector descartando el contenido

8 Agregar en el centro de la columna 500 microl de buffer AW1 Centrifugar por 8000

rpm por 1 minuto luego descartar tubo colector y el contenido cambiando a un

nuevo tubo colector

9 Agregar 500 microl de buffer AW2 en el centro de la membrana y centrifugar a

14000 rpm por 3 minutos

10 Pasar la columna a eppendorf y centrifugar a velocidad maacutexima por 1 minuto

11 Pasar la columna a eppendorf y agregar 100 microl de buffer AE incubar a

temperatura ambiente por 1 minuto luego centrifugar a 8000 rpm por un minuto

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 49

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Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 53

Tabla 4 Cepario de referencia de Holanda

Especie Serogrupo Serovar Cepa de referencia

L Interrogans

Australis Australis Ballico

Autumnalis Autumnalis Akiyami A

Betaviae Betaviae Swart

Canicola Canicola Hond Utrechit IV

Djasiman Djasiman Djasiman

Hebdomadis Hebdomadis Hebdomadis

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagica RGA

Icterohaemorrhagia Copenhageni M20

Icterohaemorrhagia Copenhageni Wijnberg

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagia Kantorowic

Pomona Pomona Pomona

Pyrogenes Pyrogenes Salinem

Sejroe Hardjo Hardjoprajitho

Sejroe Wolffi 3705

L Noguchi

Australis Nicaragua 1011

Lousiana Lousiana LSU 1945

Panama Panama CZ 214

L Biorgpetersenii

Ballum Castellones Castellon 3

Javanica Javanica Veldrat Batavia

Mini Mini Sari

Serjoe Serjoe M 84

Tarassovi Tarassovi Pereplitsin

L welii

Celledoni Celledoni Celledoni

Manhao Qingshui L 105

Sarnin Sarm 11 Sarnin

L Kirschneri

Cynopteri Cynopteri 3522 C

Grippotyphosa Grippotyphosa Moskva V

L Neyeri Ranarum Ranarum ICF

L Santarosal Sherman Shermani 1342 K

L Biflexa Semaranga Patoc Patoc 1

4 Material y meacutetodohelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip28

5 Resultadoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip32

6 Discusioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip33

7 Conclusioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip38

8 Recomendacioneshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip39

9 Bibliografiacutea40

10 Anexoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip47

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 1

I DEDICATORIA

El siguiente trabajo investigativo se lo quiero dedicar primeramente a Dios por

darme la oportunidad de culminar con eacutexito cada una de las etapas de mi estudio y

por darme la fortaleza y perseverancia para culminar este trabajo

A mi abuelita Domitila Griacuteo por darme siempre su apoyo incondicional en todo

momento y aconsejarme para culminar cada una de las etapas de mis estudios

con eacutexito a mi mamaacute Karla Loacutepez que desde lejos siempre ha estado ahiacute

apoyaacutendome en todo momento a mi padrastro Gerhard Gust y a mi tiacuteo Sergio

Loacutepez que han sido participes en mi vida acadeacutemica en todo momento

Br Eveling Isabeth Peacuterez Loacutepez

Este trabajo investigativo quiero dedicarlo primeramente y por sobre todas las

cosas a Dios por darme la oportunidad de concluir con eacutexito cada etapa de mis

estudios y por darme fuerzas y perseverancia al realizar este trabajo

A mi madre Janeth Saballos a mi tiacutea Amanda Gutieacuterrez mi hermano River

Salgado que diacutea a diacutea han sabido dar lo mejor de ellos en todos los aspectos

Depositando en miacute su confianza y paciencia para hacer de miacute una mejor persona

Karoll Jeaneth Salgado Saballos

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 2

II AGRADECIMIENTOS

A Dios por darnos la vida sabiduriacutea y perseverancia para vencer los obstaacuteculos

que se nos presentaron en nuestro camino y asiacute poder culminar con eacutexito nuestros

estudios

A nuestros guiacuteas en este trabajo investigativo Lic Byron Flores Somarriba

MSc y Jessica Sheleby Eliacuteas MSc por darnos la oportunidad de trabajar en

esta tesis y confiar en que la culminariacuteamos con eacutexito

Al Dr William Jiroacuten por brindarnos su apoyo incondicional en todo momento y

aconsejarnos en culminar nuestra tesis con eacutexito

A la Lic Brenda Mora por apoyarnos en todo momento en el laboratorio por ser

una buena profesora y amiga y ser siempre participe en todo el proceso de

elaboracioacuten de esta tesis

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 3

III RESUMEN

La leptospirosis tiene en Nicaragua un comportamiento endemo-epideacutemico por

ello es preciso mejorar su diagnoacutestico mediante un multiplex PCR Objetivo

Estandarizar una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y

patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos Para esto se debe calcular el

liacutemite de deteccioacuten la sensibilidad y especificidad asiacute como la clasificacioacuten de las

cepas de Leptospira como saproacutefita y patoacutegena Disentildeo En este estudio se

emplearon 30 cepas distribuidas en 24 serogrupos de Leptospira Se tomaron

paraacutemetros como tipos de mezclas extraccioacuten por calentamiento y por el Kit

comercial QUIAGEN la presencia de 5- fluoracilo y muestras fingidas de sangre y

orina de diferentes especies (canino equino porcino y bovino) La sensibilidad se

determinoacute al calcular la cantidad de ADN capaz de detectar en muestras de

sangre y orina La especificidad se demostroacute con el uso de ADN de otros agentes

patoacutegenos Resultados De las 30 cepas que se sometieron al ensayo se

detectaron 15 siendo correspondiente a 12 serogrupos La mezcla maacutes efectiva

fue la mezcla 1 Los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no mostro diferencia

en la capacidad para detectar la Leptospira La extraccioacuten maacutes adecuada resultoacute

ser por calentamiento en la que se identificaron 8 muestras de 19 mientras que

por extraccioacuten con kit comercial soacutelo 2 muestras de 8 La teacutecnica es capaz de

identificar una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira correspondiente a

una dilucioacuten 110000 La sensibilidad mostrada fue de 50 IC 95 (3044 ndash 6956)

mientras que la especificidad fue de 100 IC 95 (95 ndash 100) Conclusioacuten La PCR

multiplex fue estandarizada mostrando su utilidad en el diagnoacutestico temprano de

animales portadores lo que seraacute importante para la identificacioacuten de zonas

vulnerables a la aparicioacuten de casos de leptospirosis humana a si como una

respuesta temprana en el abordaje integral de brotes

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 4

IV ABREVIATURA

ADN Acido desoxirribonucleico

ADNr ADN ribosoacutemico

ARN Acido ribonucleico

ARNr El ARN ribosoacutemico

CF Fijacioacuten de complemento

CGH Hibridacioacuten Genoacutemica Comparada

dATP Trifosfato de desoxiadenosina del ingleacutes deoxyadenosine triphosphate

dCTP Trifosfato de desoxicitidina del ingleacutes deoxycytidine triphosphate

dGTP Trifosfato de desoxiguanosina del ingleacutes deoxyguanosine triphosphate

dTTP Trifosfato de desoxitimidin del ingleacutes deoxythymidine triphosphate

ELISA Ensayo por inmunoabsorcioacuten ligado a enzimas

EMJH Ellinghausen-Mcllough-Johnson-Harries

Et al Procede de la expresioacuten latiacuten et alii que significa lsquoy otrosrsquo

IC Intervalo de confianza

IG Inmunoglobulina

KCl Cloruro de potasio

LCR Liacutequido cefalorraquiacutedeo

MAT Prueba de Aglutinacioacuten Microscoacutepica (por sus siglas en ingleacutes)

MgCl2 Cloruro de magnesio

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 5

NaCl Cloruro de sodio

Ng Nanogramo

OIE Organizacioacuten Mundial de Sanidad Animal

OMS Organizacioacuten Mundial de la Salud

OPS Organizacioacuten Panamericana de la Salud

Pb Pares de bases

Pg Picogramo

PCR Reaccioacuten en Cadena de la Polimerasa (por sus siglas en ingleacutes)

RFLP Polimorfismo de Longitud de Fragmentos de Restriccioacuten (por sus siglas en

ingleacutes)

Spp Especies

SSCP Polimorfismo de Conformacioacuten de Cadena Simple (por sus siglas en

ingleacutes)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 6

V GLOSARIO

Aglutinacioacuten Agrupamiento en pequentildeos cuacutemulos de cuerpos formes (microbios

hematiacutees) portadores de un antiacutegeno y en suspensioacuten en un liacutequido originado

cuando se introduce el anticuerpo correspondiente en el liacutequido

Amplicones conjunto de moleacuteculas de ADN ideacutenticas resultado de una reaccioacuten

en cadena de la polimerasa (PCR) Esencialmente se trata de un clon molecular

Anticuerpo Es una proteiacutena producida por el sistema inmunitario del cuerpo

cuando detecta sustancias dantildeinas llamadas antiacutegenos

Antiacutegeno Toda sustancia que introducida en un organismo que no la poseiacutea

provoca en eacutel la formacioacuten de un anticuerpo especiacutefico con el cual puede

combinarse de forma electiva

Cebadores Oligonucleoacutetido de 5-20 nucleoacutetidos de longitud que sirve como punto

de partida para la replicacioacuten de ADN

Desnaturalizacioacuten cambio estructural de las proteiacutenas o aacutecidos nucleicos donde

pierden su estructura nativa y de esta forma su oacuteptimo funcionamiento y a veces

tambieacuten cambian sus propiedades fiacutesico-quiacutemicas

Electroforesis La electroforesis es un meacutetodo de laboratorio en el que se utiliza

una corriente eleacutectrica controlada con la finalidad de separar biomoleculas seguacuten

su tamantildeo y carga eleacutectrica a traveacutes de una matriz gelatinosa

Endemicidad Persistencia en una regioacuten de una enfermedad particular bien

porque estaacute presente constantemente o bien porque reaparece en eacutepocas

determinadas

Endemoepideacutemico aumento de incidencia superior al esperado en el contexto de

una epidemia

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 7

Endonucleasa es aquella que puede reconocer una secuencia caracteriacutestica de

nucleoacutetidos dentro de una moleacutecula de ADN y cortar el ADN en ese punto en

concreto llamado sitio o diana de restriccioacuten o en un sitio no muy lejano a este

Los sitios de restriccioacuten cuentan con entre 4 y 12 pares de bases con las que son

reconocidos

Espiroquetas Protozoario espiral de cuerpo delgado y flexible que se desplaza

por movimientos activos Las espiroquetas son bacterias que poseen unas

caracteriacutesticas morfoloacutegicas y unos oacuterganos de locomocioacuten que les diferencian del

resto de las bacterias

Gen Un gen es una secuencia ordenada de nucleoacutetidos en la moleacutecula de ADN (o

ARN en el caso de algunos virus) que contiene la informacioacuten necesaria para la

siacutentesis de una macromoleacutecula con funcioacuten celular especiacutefica habitualmente

proteiacutenas pero tambieacuten ARNm ARNr y ARNt

Genoma es todo el ADN de un organismo incluidos sus genes unos treinta mil

en el caso de los humanos (hasta hace poco se pensaba que eran sobre ochenta

mil)

Glicoproteiacutenas moleacuteculas compuestas por una proteiacutena unida a uno o varios

gluacutecidos simples o compuestos Tienen entre otras funciones el reconocimiento

celular cuando estaacuten presentes en la superficie de las membranas plasmaacuteticas

(glucocaacutelix)

Leptospirosis enfermedad infecto-contagiosa que afecta a los seres humanos

los animales domeacutesticos y silvestres

Lisis Rompimiento de la membrana celular

Monoclonal es un anticuerpo homogeacuteneo producido por una ceacutelula hiacutebrida

producto de la fusioacuten de un clon de linfocitos B descendiente de una sola y uacutenica

ceacutelula madre y una ceacutelula plasmaacutetica tumoral

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 8

Nucleasa son enzimas que pueden ser tanto ribonucleasas (RNasas) como

desoxirribonucleasas (DNasas) las primeras hidrolizan al ARN y las segundas al

ADN

Nucleoacutetidos son moleacuteculas orgaacutenicas formadas por la unioacuten covalente de un

monosacaacuterido de cinco carbonos (pentosa) una base nitrogenada y un grupo

fosfato

Opsonizacioacuten proceso por el que se marca a un patoacutegeno para su ingestioacuten y

destruccioacuten por un fagocito

Oligonucleoacutetidos es una secuencia corta de ADN o ARN con cincuenta pares

de bases o menos

Patoacutegena es todo agente que puede producir enfermedad

Polimerasa La polimerasa es una enzima capaz de transcribir o replicar aacutecidos

nucleicos

Polimorfismo hace referencia a la existencia en una poblacioacuten de muacuteltiples

alelos de un gen

Saproacutefita bacterias que no se desarrollan en el organismo vivo y que se

alimentan de los desperdicios de alimentos generados por el propio organismo

Serotipo Categoriacutea en la que se clasifican los microbios o los virus seguacuten su

reaccioacuten en presencia de suero que contiene anticuerpos especiacuteficos

Tamizaje exaacutemenes aplicados con el fin de identificar una poblacioacuten

aparentemente sana en mayor riesgo de tener una determinada enfermedad que

hasta ese momento no se les ha diagnosticado

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 9

1 INTRODUCCIOacuteN

Las Leptospira son bacterias Gram negativas que miden 0-1microm de diaacutemetro y 6-

20microm de largo Estas espiroquetas pertenecen a la familia Leptospiraceae orden

Spirochaetales y claacutesicamente comprenden 2 especies L interrogans y L biflexa

siendo la primera patoacutegena y la segunda saproacutefita Leptospira interrogans incluye

alrededor de 23 serogrupos y 218 serovares y L biflexa 28 serogrupos y 60

serovares (Zunido et al 2007 Desvars et al 2008)

Los hueacutespedes reservorios son los animales silvestres y domeacutesticos aunque el

agente tambieacuten se ha aislado de otros vertebrados como aves y anfibios los que

eliminan las Leptospira con la orina por periodos de tiempos variables

dependiendo de la especie animal (Ceacutespedes et al 2007)

La leptospirosis tiene en Nicaragua un comportamiento endemo-epideacutemico con

una notificacioacuten 2 casos como promedio semanal En el periacuteodo de lluvias

(octubre-noviembre) este promedio semanal se eleva hasta 8 casos La regioacuten

Occidental (Departamentos de Leoacuten y Chinandega) son los que con maacutes

frecuencia reportan la ocurrencia de brotes epideacutemicos

Los cuadros de leptospirosis humana en cuya fase terminal ocurre la hemorragia

pulmonar se han presentado en Nicaragua a partir de 1995 con grandes brotes

epideacutemicos en 1995 1998 y 2007 todos ellos asociados a intensas lluvias (Pelaacuteez

et al 2007)

En Nicaragua como en el resto de paiacuteses del mundo la prueba de oro para el

diagnoacutestico de Leptospira es la prueba de Aglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) (OPS

2008) sin embargo esta teacutecnica tiene desventajas tales como no diferencia entre

anticuerpos vacunales y de infeccioacuten utiliza como antiacutegeno Leptospira vivas

siendo tedioso el mantenimiento de las cepas y un riesgo potencial para el

personal del laboratorio Para obtener una sensibilidad adecuada se deben utilizar

como antiacutegenos cepas representativas de todos los serogrupos presentes en el

paiacutes o regioacuten y de todos los serovares adaptados a la especie objeto de estudio

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 10

Otro meacutetodo directo de diagnoacutestico es el cultivo pero es limitado y requiere de

mucho tiempo (Alonso et al 2001)

Diversos estudios han demostrado una sensibilidad y especificad de la PCR de

hasta el 100 siendo asiacute una herramienta uacutetil en el diagnoacutestico precoz de

leptospirosis sobre todo en las formas graves de la enfermedad (Ceacutespedes et al

2007)

Por las razones citadas anteriormente se pretende estandarizar una multiplex PCR

para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y patoacutegena en muestras de animales

domeacutesticos y asiacute validar su alta sensibilidad y especificidad Esta teacutecnica ha

servido para detectar e identificar Leptospira en sangre liacutequido cefalorraquiacutedeo

humor acuoso y orina Ademaacutes puede diferenciar con rapidez las formas

patoacutegenas de las no patoacutegenas (Green et al 2008)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 11

11 ANTECEDENTES

En 2001 se llevoacute a cabo la identificacioacuten de aislamientos de Leptospira por

meacutetodos seroloacutegicos y geneacuteticos en tres provincias de Cuba Se estudiaron 18

cepas de Leptospira aisladas de pacientes con leptospirosis humana en los

resultados por MAT las cepas fueron agrupadas entre los serogrupos ballum

pomoma caniacutecola e icterohaemorrhagiae Se determinoacute el serovar de 7 de las

cepas estudiadas con el uso de los anticuerpos monoclonales Para la totalidad de

las cepas se obtuvo por reaccioacuten en cadena de la polimerasa un fragmento

amplificado de 631 pb El anaacutelisis con enzimas de restriccioacuten del producto

amplificado originoacute iguales patrones de restriccioacuten en todas las cepas estudiadas

(Victoria et al 2001)

En 2007 se efectuoacute la deteccioacuten de Leptospira patoacutegenas en animales por PCR

basado en los genes lipL21 y lipL32 en India Se recogieron muestras de suero y

tejido de bovinos buacutefalos y cobayos junto a becerros experimentalmente

infectados A los cuales se les realizoacute PCR usando los genes lipL21 y lipL32 asiacute

como los cebadores G1G2 y se determinoacute que todos los sueros tanto las

muestras colectada en campo como la de los animales infectados

experimentalmente fueron positivos tanto con el uso de cebadores G1G2 asiacute

como con los genes lipL21 y lipL32 (Cheema et al 2006)

Se desarrolloacute un estudio para la deteccioacuten y diferenciacioacuten entre Leptospira spp

patoacutegenas y saproacutefitas por multiplex PCR en la ciudad de Bangkok Tailandia Este

meacutetodo pudo amplificar 27 serovares patoacutegenos y 5 serovares saproacutefitas

mostrando una amplificacioacuten de 615 y 316 pares de bases (pb) respectivamente

(Kositanont et al 2007)

En 2007 se llevoacute a cabo la estandarizacioacuten y validacioacuten de una prueba de PCR

para el diagnoacutestico precoz de leptospirosis humana en zonas endeacutemicas del Peruacute

Amplificoacute el ADN de 25 serovares de seis especies de Leptospira spp No

amplificoacute las muestras de ADN de otros microorganismos patoacutegenos La

sensibilidad y especificidad del meacutetodo fue 100 in vitro Su sensibilidad fue de

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 12

100 (IC95 979 - 100) en muestras de sangre antes de los ocho primeros diacuteas

de enfermedad y de 30 (IC95 163 - 43-7) cuando el tiempo de enfermedad fue

mayor El PCR en orina tiene una baja sensibilidad (Ceacutespedes et al 2007)

En 2009 se realizoacute la deteccioacuten de Leptospira patoacutegenas en tejido renal de perros

vagos mediante PCR en tiempo real en la ciudad de Chillan Chile De los 72

perros a los que se les extrajo ADN de tejido renal el 597 de los perros resultoacute

infectado (Campos 2009)

En 2010 se realizoacute un estudio para la aplicacioacuten de las pruebas de PCR

convencional simple y muacuteltiple para la identificacioacuten de aislamientos de Leptospira

spp en Colombia los resultados maacutes consistentes fueron obtenidos con la PCR

simple lipL32 tanto en limite de deteccioacuten especificidad y utilidad para la

identificacioacuten de Leptospira spp (Moreno et al 2010)

Una multiplex PCR fue desarrollada para la deteccioacuten de Leptospira en muestras

de agua del ambiente obtenidas en un asentamiento de barrio en Petroacutepolis

ciudad de Rio de Janeiro Tres de las 100 muestras analizadas fueron positivas en

la multiplex PCR se consideroacute que dos muestras teniacutean Leptospira saproacutefitas y

una Leptospira patoacutegenas (Vital et al 2010)

En 2012 se caracterizoacute aislamientos cliacutenicos de Leptospira por meacutetodos

fenotiacutepicos y moleculares en la repuacuteblica de Nicaragua De las 8 cepas de

Leptospira aisladas de casos cliacutenicos mediante meacutetodos fenotiacutepicos y

moleculares para el primer meacutetodo ninguna de estas mostraron crecimiento a

13degC en medio suplementado con 8-azaguanina (225 mgMl) y para el segundo

meacutetodo los resultados de este ensayo demostraron la presencia de bandas de

amplificacioacuten de los genes OmpL1 y lipL32 para los ocho aislamientos (Rosario et

al 2012)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 13

12 JUSTIFICACIOacuteN

La leptospirosis es una zoonosis de distribucioacuten mundial que afecta a los

mamiacuteferos tanto domeacutesticos como silvestres aunque el agente tambieacuten se ha

aislado de otros vertebrados como aves y anfibios La enfermedad puede estar

causada por cualquiera de las espiroquetas paraacutesitas clasificadas dentro del

geacutenero Leptospira (Alonso et al 2001)

Es una zoonosis en Nicaragua que presenta una endemicidad constante tal y

como lo demuestran las estadiacutesticas de la enfermedad principalmente despueacutes de

lluvias fuertes e inundaciones Afectando de igual manera a humanos y animales

produciendo un gran impacto socioeconoacutemico para la poblacioacuten en general

El diagnoacutestico de la enfermedad es complejo debido a que no manifiesta siacutentomas

especiacuteficos y resulta difiacutecil realizar e interpretar los meacutetodos diagnoacutesticos de

referencia en base a cultivos bacterianos y a test seroloacutegicos para la identificacioacuten

de la especie y serovares (Levett et al 2001)

La reaccioacuten en cadena de la polimerasa (PCR) es una prueba de diagnoacutestico

molecular muy sensible y especiacutefico que sirve para detectar e identificar

Leptospira en sangre liacutequido cefalorraquiacutedeo humor acuoso y orina Esta teacutecnica

puede diferenciar con rapidez las formas patoacutegenas de las no patoacutegenas (Greene

et al 2008) Sin embargo la teacutecnica debe ser estandarizada en cada laboratorio

antes de ser utilidad en el diagnoacutestico y vigilancia de la enfermedad El objetivo de

este estudio fue estandarizar una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira

saproacutefita y patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos Esta teacutecnica

proporcionaraacute una alterativa maacutes raacutepida que el aislamiento asiacute como una

clasificacioacuten confiable de Leptospira patoacutegenas y saproacutefitas circulante en animales

domeacutesticos

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 14

13 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

iquestCuaacuteles son los paraacutemetros oacuteptimos en la estandarizacioacuten de una multiplex PCR

para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y patoacutegena en muestras de animales

domeacutesticos

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

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2 OBJETIVOS

21 General

Estandarizar una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y

patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos

22 Especiacutefico

Establecer el liacutemite deteccioacuten de multiplex PCR en muestras sanguiacuteneas y orina

Determinar la sensibilidad y especificidad de muacuteltiplex PCR para el diagnoacutestico de

Leptospira

Clasificar las cepas de Leptospira como saproacutefita y patoacutegena a traveacutes de multiplex

PCR

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 16

3 MARCO TEOacuteRICO

Las Leptospira son bacterias pertenecientes al orden Spirochaetales familia

Leptospiraceae y geacutenero Leptospira Aunque son bacterias Gram negativas no se

tintildeen bien mediante los colorantes convencionales por lo que habitualmente se

visualizan por medio de la microscopiacutea de campo oscuro La impregnacioacuten

argeacutentica y las teacutecnicas de inmunohistoquiacutemicas se utilizan para poner en

manifiesto su presencia en tejidos (Quinn et al 2002)

Su tamantildeo es de 025 por 6-25 microm tienen forma ciliacutendrica y helicoidal con dos

filamentos axiales insertados en los extremos del cuerpo celular que actuacutean como

citoesqueleto y le permiten el movimiento (Bharti et al 2003)

Estas son moacuteviles describen tres tipos de movimientos rotacioacuten alrededor de su

eje central movimientos progresivos rectos y movimientos circulares (Bharti et al

2003) son aerobios obligados que se desarrollan a una temperatura de 28 a

30degC Son catalasa y oxidasa positivo creciendo en medios simples enriquecidos

con vitaminas aacutecidos grasos de cadena larga y sales de amonio (Levett 2001)

Su genoma consiste en dos cromosomas circulares uno de mayor tamantildeo que

asciende a 4332241 bp y uno pequentildeo de 358943 bp los que juntos suman

4691184 bp (Ren et al 2003)

La bacteria no se multiplica fuera del hueacutesped y es considerablemente

dependiente del medio puesto que es muy susceptible a la desecacioacuten a pH

inferiores a 6 o superiores a 8 y temperaturas menores a 10ordmC o mayores a 34ordmC

le resultan nocivos (McDonough 2001) Asiacute como la luz solar directa la

hipersalinidad los desinfectantes corrientes los detergentes y el jaboacuten pueden

afectar al microorganismo (Zamora et al 1999)

Los organismos de Leptospira sobreviven hasta 180 diacuteas en suelos huacutemedos por

varios meses en superficies acuosas y sobreviven auacuten mejor en agua estancada

que en movimiento (McDonough 2001 Acosta et al 1994)

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 17

31 Mecanismos de transmisioacuten

Las Leptospira se transmiten por contacto directo o indirecto La transmisioacuten

directa ocurre a traveacutes de orina infectada transferencia veneacuterea o

transplacentaria heridas por mordedura o ingestioacuten de tejidos infectados La

transmisioacuten indirecta se da a traveacutes de la exposicioacuten de los animales susceptibles

agua suelo alimento o camas contaminadas (Greene et al 2008)

Existen dos tipos de hueacutespedes involucrados en la transmisioacuten de la enfermedad

Los hueacutespedes primarios constituidos por aquellas especies que no desarrollan

una sintomatologiacutea evidente y que son capaces de eliminar por periodos

prolongados la bacteria y los hueacutespedes secundarios conformados por aquellas

especies que por el contrario enferman gravemente y no alcanzan a liberar la

bacteria o lo hacen por un periodo reducido (McDonough 2001)

32 Clasificacioacuten

A partir de 1989 el geacutenero Leptospira fue dividido en dos especies L interrogans

que comprendiacutea a todas las cepas patoacutegenas y L biflexa que incluiacutea a las cepas

saproacutefitas aisladas del medio ambiente Ambas fueron divididas en numerosos

serovares definidos por aglutinacioacuten Sobre 60 y 200 serovares han sido

reconocidos para L biflexa y L interrogans respectivamente Los serovares que

se encontraban relacionados antigeacutenicamente fueron agrupados como serogrupos

(Levett 2001)

33 Patogeacutenesis

La Leptospira es resistente a la actividad bactericida del suero normal y en

ausencia de anticuerpos especiacuteficos no es fagocitada ni destruida por los

polimorfonucleares o macroacutefagos Despueacutes de penetrar la piel o las mucosas la

Leptospira hace una bacteriemia que inicialmente alcanza todas las partes del

cuerpo incluyendo el liacutequido cefalorraquiacutedeo (LCR) y los ojos y genera la

produccioacuten de anticuerpos aglutinantes y el fenoacutemeno de opsonizacioacuten entre los

diacuteas 5 y 7 Si esta respuesta no es suficiente para detener su progreso la

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 18

Leptospira avanza en los tejidos Alliacute se multiplica en forma acelerada deja de ser

encontrada en la sangre y se elimina por la orina durante semanas o meses (fase

inmune o de leptospiruria) (Acosta et al 1994)

La leptospirosis puede presentarse con diferentes formas grados y combinaciones

de compromiso orgaacutenico ya sea como un cuadro febril inespeciacutefico como

afeccioacuten preferente de uno o maacutes oacuterganos involucrados o como una enfermedad

grave con compromiso multiorgaacutenico y alta letalidad (Zunino y Pizarro 2007)

La etapa aguda o septiceacutemica de alrededor de 1 semana seguida de una fase

inmune caracterizada por la produccioacuten de anticuerpos y eliminacioacuten de la

bacteria a traveacutes de la orina La mayor complicacioacuten de la patologiacutea se encuentra

asociada a la localizacioacuten de las bacterias en los tejidos durante la fase inmune

alrededor de la segunda semana de la patologiacutea (Levett 2001)

En animales susceptibles la lesioacuten de las membranas de los gloacutebulos rojos y de

las ceacutelulas endoteliales junto con el dantildeo hepatocelular desencadena anemia

hemoliacutetica ictericia hemoglobinuria y hemorragia (Quinn et al 2002)

La superficie de las ceacutelulas bacterianas constituye una interfase entre el patoacutegeno

y el hospedador formando un sitio de interaccioacuten con los tejidos durante la

infeccioacuten Para los patoacutegenos extracelulares la superficie bacteriana es tambieacuten el

blanco de la respuesta inmune del hospedador (Cullen et al 2005) Se ha

sentildealado que LipL32 interactuacutea con componentes de la matriz extracelular como el

colaacutegeno y que existe una respuesta de inmunoglobulina M contra la lipoproteiacutena

durante la fase aguda y convaleciente de leptospirosis en humanos (Hauk et al

2008)

34 Sintomatologiacutea

Las manifestaciones oculares incluyen efusioacuten conjuntival presencia de ictericia

en la escleroacutetica y uveiacutetis Esta uacuteltima puede ser unilateral o bilateral y puede

presentarse semanas meses y ocasionalmente en antildeos posterior a la

enfermedad aguda (Levett 2001)

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 19

Las alteraciones reproductivas pueden ocurrir posterior a una infeccioacuten y la

leptospirosis debe ser considerada como diagnoacutestico diferencial en casos de

aborto o muerte perinatal (Andreacute Fontaine 2006)

En bovinos la enfermedad puede ser aguda subaguda y croacutenica En la forma

aguda son maacutes susceptibles los animales de un mes de edad Se caracteriza por

septicemia fiebre de 405 Cdeg anorexia petequias en mucosas depresioacuten

ictericia anemia hemoliacutetica con hemoglobinuria palidez de las mucosas disnea

suele ocurrir aborto baja de la produccioacuten de la leche y ocasionalmente mastitis

En la forma subaguda se presentan los mismos siacutentomas la fiebre es de 39 a 40

Cdeg existe baja de la produccioacuten laacutectea y esta es de color rojo o anaranjado

amarillento En la forma croacutenica generalmente los siacutentomas son aborto que se

presenta en el uacuteltimo tercio de la gestacioacuten ocasionalmente se puede presentar

meningitis leptospiroacutesica incoordinacioacuten sialorrea conjuntivitis y rigidez muscular

En porcinos generalmente se presenta la forma croacutenica en ovinos y caprinos no

se conoce mucho la enfermedad debido a su poca frecuencia y la mayor parte de

los animales afectados se encuentran muertos con apariencia septiceacutemica en

equinos se presenta la forma subaguda en perros y gatos se presenta la

enfermedad desde formas subcliacutenicas hasta formas graves en animales

silvestres la mayoriacutea estaacuten adaptados y no manifiestan siacutentomas cliacutenicos (Acha et

al 1978)

35 Diagnoacutestico

Debido a que las manifestaciones cliacutenicas de la leptospirosis variacutean en tipo y

gravedad tanto en los hombres como en animales es difiacutecil su diagnoacutestico cliacutenico

hacieacutendose necesaria la confirmacioacuten de los casos mediante pruebas de

laboratorio existen pruebas que sin ser especiacuteficas para la enfermedad pueden

orientar al cliacutenico hacia el diagnoacutestico de leptospirosis (Ceacutespedes 2005)

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 20

351 Diagnoacutestico epidemioloacutegico

La anamnesis debe incluir datos sobre la eacutepoca del antildeo en la que aparecioacute el

brote la aptitud del rebantildeo el estado sanitario del mismo el contacto con otras

especies domeacutesticas la sintomatologiacutea predominante y si se realiza vacunacioacuten

frente a la leptospirosis Asimismo deberaacute obtenerse informacioacuten sobre el nuacutemero

de animales afectados la edad de los mismos y la fase de la gestacioacuten en que se

produce el aborto (Alonso et al 2001)

352 Pruebas Diagnoacutesticas

Se basa en el cultivo del organismo la demostracioacuten seroloacutegica o el diagnoacutestico

molecular (Dammert 2005)

3521 Cultivo

La Leptospira se puede aislar de muestras de sangre y liacutequido cefalorraquiacutedeo en

los primeros 7-10 diacuteas de la enfermedad y en la orina puede ser detectada durante

la segunda y tercera semana de la enfermedad (Bharti 2003) Una vez tomada la

muestra esta se debe inocular en 10 ml de medio semisoacutelido que contenga 5-

fluoracilo

El cultivo debe ser incubado a 28-30 degC y ser examinado semanalmente en el

microscopio de campo oscuro durante 13 semanas antes de ser descartado Los

cultivos contaminados pueden ser filtrados antes de recultivarlos a un medio

nuevo (Levett 2001)

Existen otros medios recientemente desarrollados uacutetiles en el aislamiento de la

Leptospira medio EMJH (Ellinghausen y Mcllough modificado por Johnson y

Harries) y el medio Tween 80-albuacutemina este uacuteltimo considerado el mejor

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 21

Como el cultivo tiene el inconveniente de ser muy largo (5-6 semanas de

incubacioacuten) no se debe considerar para definir una conducta terapeacuteutica inicial

(Acosta et al 1994)

3522 Pruebas seroloacutegicas

Las pruebas seroloacutegicas constituyen el procedimiento de laboratorio utilizado con

maacutes frecuencia para confirmar el diagnoacutestico cliacutenico para determinar la

prevalencia en el rebantildeo y para realizar los estudios epidemioloacutegicos Los

anticuerpos de las Leptospira aparecen a los pocos diacuteas del comienzo de la

enfermedad y persisten durante semanas o meses y en algunos casos antildeos

Desafortunadamente los tiacutetulos de anticuerpos puede que desciendan hasta

niveles indetectables mientras los animales permanecen infectados croacutenicamente

Para superar este problema se necesitan meacutetodos sensibles que detecten el

microorganismo en la orina o en el tracto genital de portadores croacutenicos

Se ha descrito una amplia variedad de pruebas seroloacutegicas que muestran grados

variables de especificidad de serogrupo y de serotipo La prueba de la aglutinacioacuten

microscoacutepica (MAT) y el enzimoinmunoensayo (ELISA) contribuyen al diagnoacutestico

veterinario (OIE 2008)

35221 Prueba de Aglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) La prueba MAT en la

que se emplean antiacutegenos vivos es la prueba seroloacutegica maacutes ampliamente

utilizada Constituye la prueba de referencia frente a la que se evaluacutean todas las

otras pruebas seroloacutegicas y se utiliza en las comprobaciones para la

importacioacutenexportacioacuten (OIE 2008)

El MAT posee una alta sensibilidad y especificidad siendo sus resultados

utilizados para identificar el serovar o serogrupo infectante pero requiere de la

experiencia del operador y la variacioacuten diagnoacutestica entre laboratorios es elevada

(Bharti et al 2003) Para llevarlo a cabo se requiere que el laboratorio cuente con

cultivos vivos de todos los serovares para emplearlos como antiacutegenos

consideraacutendose que su interpretacioacuten es complicada debido a la alta degradacioacuten

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 22

presencia de reaccioacuten cruzada entre diferentes serogrupos y a reacciones

paradoacutejicas (Levett 2001)

35222 Otras pruebas seroloacutegicas Debido a la complejidad de la prueba de

Aglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) se ha desarrollado otras pruebas seroloacutegicas

para la deteccioacuten de anticuerpos antileptospira en la fase aguda de la infeccioacuten La

fijacioacuten de complemento (CF) fue ampliamente usado pero el meacutetodo no fue

estandarizado La prueba de Fijacioacuten de complemento ha sido reemplazada por el

meacutetodo ELISA (Levett 2001)

El ELISA se utiliza tanto para la deteccioacuten de anticuerpos en la leche como en el

suero permitiendo ademaacutes diferenciar entre IgG e IgM (Alonso et al 2001) En

este ensayo se detecta IgM antileptospira tan solo 1 semana despueacutes de la

infeccioacuten antes de que esteacuten presentes los anticuerpos aglutinantes Los

anticuerpos IgG se detectan comenzando 2 semanas despueacutes de la infeccioacuten y

persisten durante largos periodos de tiempo (OIE 2008)

La deteccioacuten de IgM en suero por ELISA es maacutes sensible que el MAT cuando la

primera muestra se toma en la fase aguda de la enfermedad (Ceacutespedes 2005)

Ademaacutes presenta otras ventajas frente al MAT como es el hecho de no presentar

riesgo sanitario para los operarios ser de faacutecil estandarizacioacuten y ser una prueba

en la que las reacciones cruzadas son poco frecuentes Sus principales

desventajas son que normalmente son serovar especiacuteficos con lo cual no

obtendremos informacioacuten acerca de una posible infeccioacuten por otros serovares y

que no permite diferenciar entre anticuerpos vacunales y de infeccioacuten (Alonso et

al 2001)

3523 Diagnoacutestico molecular

35231 Reaccioacuten en cadena de la polimerasa (PCR)

La PCR es un meacutetodo in vitro de siacutentesis de ADN con el que un segmento

particular de este es especiacuteficamente amplificado al ser delimitado por un par de

cebadores o iniciadores que lo flanquean Su copiado se logra en forma

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 23

exponencial a traveacutes de repetidos ciclos de diferentes periodos y temperaturas de

incubacioacuten en presencia de una enzima ADN polimerasa termoestable Asiacute se

obtienen en cuestioacuten de horas millones de copias de la secuencia deseada del

ADN

La PCR es una teacutecnica de biologiacutea molecular altamente especiacutefica raacutepida

sensible y versaacutetil para detectar cantidades iacutenfimas de un cierto ADN especiacutefico

posibilitando su faacutecil identificacioacuten (Rodriacuteguez et al 2004)

El meacutetodo se basa en su forma maacutes simple en la realizacioacuten de tres reacciones

sucesivas llevadas a cabo a distintas temperaturas Estas reacciones se repiten

ciacuteclicamente entre veinte y cuarenta veces La muestra se calienta en el primer

paso hasta lograr la separacioacuten de las dos cadenas que constituyen el ADN

hecho que se conoce como desnaturalizacioacuten (Satz et al 1993) En el segundo

ocurre la hibridacioacuten de las cadenas desnaturalizadas del ADN blanco con los

denominados cebadores o iniciadores (ADN sinteacutetico de hebra sencilla) a una

temperatura que facilita el apareamiento de las bases nitrogenadas

complementarias de ambas clases de ADNs (Rodriacuteguez et al 2004) Por uacuteltimo se

da la reaccioacuten de extensioacuten que generalmente es llevada a cabo a una

temperatura intermedia en la cual la ADN polimerasa copia el ADN entre las

secuencias correspondientes a los oligonucleoacutetidos iniciadores (Torres et al

1995) La deteccioacuten se realiza mediante electroforesis en gel de agarosa y tincioacuten

con bromuro de etidio (Costa 2004)

En los uacuteltimos antildeos se ha desarrollado PCR en muestras bioloacutegicas como orina

suero liacutequido cefalorraquiacutedeo y tejido renal posicionaacutendose la teacutecnica como una

herramienta de diagnoacutestico sensible y especiacutefica en la deteccioacuten e identificacioacuten

de Leptospira spp (Levett 2001 Branger et al 2005)

Una limitacioacuten de diagnoacutestico basado en la PCR de la leptospirosis es la

incapacidad de la mayoriacutea de los ensayos de PCR para identificar el serovar

infectante Si bien esto no es significativo para la gestioacuten individual del paciente la

identidad del serovar tiene un importante valor epidemioloacutegico y en salud puacuteblica

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 24

Las estrategias disentildeadas para superar este obstaacuteculo han incluido la digestioacuten de

productos de PCR con endonucleasas de restriccioacuten secuenciacioacuten directa de los

amplicones y Anaacutelisis de Conformacioacuten de Cadena Sencilla (SSCP)

Genomospecies de Leptospira pueden ser diferenciadas despueacutes de la PCR por

electroforesis en geles de poliacrilamida no desnaturalizante seguido por tincioacuten

con plata y sin el paso adicional de purificacioacuten y desnaturalizacioacuten (Ahmad et al

2005)

35232 Reaccioacuten en cadena de la polimerasa muacuteltiple

La PCR muacuteltiple son reacciones que consiguen amplificar simultaacuteneamente y en

un uacutenico tubo diferentes secuencias diana permitiendo la deteccioacuten e

identificacioacuten simultaacutenea de distintos genes de intereacutes (Mendez et al 2004)

35233 Fingerprinting

Un desarrollo reciente en el anaacutelisis del ADN ribotipificacioacuten se basa en el

Polimorfismo de Longitud de Fragmentos de Restriccioacuten (RFLP) Posterior a la

electroforesis del gel Agarosa el ADN es trasferido sobre una membrana y

posteriormente hibridado con sondas marcadas desde el 16S al 23S de la cadena

de ARN por lo tanto nos da una interpretacioacuten maacutes raacutepida y faacutecil del Fingerprints

Este meacutetodo es una herramienta uacutetil para la tipificacioacuten molecular de Leptospira

ya que esta metodologiacutea utiliza reactivos disponibles comercialmente puede ser

aplicada por laboratorio de diagnoacutestico y no requiere el mantenimiento de todas

las cepas de referencia y correspondientemente suero inmune de conejo La

tipificacioacuten ribosomal tambieacuten nos provee informacioacuten sobre la relacioacuten genoacutemica

basado en la similitud que tienen en comuacuten fragmentos de cadenas de Leptospira

(Terpstra et al 1986)

35234 Anticuerpo monoclonales

Los anticuerpos monoclonales son glicoproteiacutenas especializadas que hacen parte

del sistema inmune producidas por las ceacutelulas B con la capacidad de conocer

moleacuteculas especificas (Antiacutegenos) Los anticuerpos monoclonales son

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 25

herramientas esenciales en el aacutembito cliacutenico y biotecnoloacutegico y han probado ser

uacutetiles en el diagnoacutestico y tratamiento de enfermedades infecciosas inmunoloacutegicas

y neoplaacutesicas asiacute como tambieacuten en el estudio de las interacciones patoacutegenas-

hospedador y la marcacioacuten deteccioacuten y cuantificacioacuten de diversas moleacuteculas

(Machado et al 2006)

Se han preparado anticuerpos monoclonales de conejo que aglutinan Leptospira y

los serovares pueden ser identificados con base en patrones caracteriacutesticos de

aglutinacioacuten Preparar anticuerpos monoclonales es difiacutecil y toma tiempo pero

usarlos en la MAT para serotipificar es faacutecil y da resultados raacutepidos Actualmente

estaacuten disponibles anticuerpos monoclonales para tipificar cerca de la mitad de los

serovares maacutes comunes actualmente reconocidos (OMS 2008)

35235 Secuenciacioacuten del ARNr 16S

La amplificacioacuten del gen para su posterior secuenciacioacuten parte preferentemente

de ADN extraiacutedo de un cultivo puro de la bacteria pero tambieacuten puede

conseguirse directamente de una muestra cliacutenica

El meacutetodo molecular de identificacioacuten bacteriana mediante secuenciacioacuten del

ADNr 16S incluye tres etapas a) amplificacioacuten del gen a partir de la muestra

apropiada b) determinacioacuten de la secuencia de nucleoacutetidos del amplicoacuten y c)

anaacutelisis de la secuencia (Rodicio et al 2004)

La secuenciacioacuten del ARNr 16S es un meacutetodo potente y simplificado para la

identificacioacuten de especies Leptospira (Morey et al 2006)

35236 Microarrays

El anaacutelisis de microarray consiste en la deteccioacuten e identificacioacuten simultaacutenea de un

patoacutegeno desde la misma muestra para asiacute ser implementado en los laboratorios

cliacutenicos de microbiologiacutea con facilidad y exactitud

Microarray simplemente se define como una coleccioacuten de caracteriacutesticas

microscoacutepicas (maacutes comuacutenmente ADN) que se puede probar con moleacuteculas diana

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 26

para producir ya sea (expresioacuten geacutenica) cuantitativa o los datos cualitativos

(diagnoacutestico)

El anaacutelisis por medio de microarray tiene la capacidad de ofrecer una fuerte

deteccioacuten muacuteltiple Existen plataformas de microarrays muacuteltiples incluyendo

impresos de ADN de doble cadena y matrices de oligonucleoacutetidos

Los microarrays permiten el depoacutesito de miles de puntos conteniendo genes o

parte de genes sobre un portaobjetos para su estudio en paralelo De esta manera

es posible tener una visioacuten instantaacutenea de actividad de genomas completos o de

un grupo selecto de genes (Miller et al 2009)

En los estudios de microarrays se combinan las teacutecnicas de hibridizacioacuten de

aacutecidos nucleicos y deteccioacuten por fluorescencia De esta manera soacutelo en los

puntos del portaobjeto donde haya ocurrido hibridizacioacuten habraacute fluorescencia y la

intensidad de la fluorescencia detectada seraacute proporcional al nivel de expresioacuten

del gen en estudio

Una condicioacuten indispensable es que cada uno de los genes que esteacute representado

sea faacutecilmente distinguible de otros En otras palabras la porcioacuten del gen

inmovilizada en el portaobjeto debe llevar consigo independientemente de su

tamantildeo su ceacutedula de identidad (Barrero 2005)

La hibridacioacuten genoacutemica comparada (CGH) ha demostrado ser una herramienta

muy poderosa para las comparaciones genoacutemicas de alto rendimiento entre

especies patoacutegenas y no patoacutegenas y la exploracioacuten del genoma de muchas

especies bacterianas Las secuencias genoacutemicas disponibles de L interrogans

serovar Lai y copenhageni se utilizaron para disentildear una matriz de mosaico (Eribo

et al 2012)

35237 Enzimas de Restriccioacuten

El meacutetodo consiste en la extraccioacuten de ADN a partir de una poblacioacuten homogeacutenea

de organismos la digestioacuten del ADN con una endonucleasa de restriccioacuten y la

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 27

electroforesis en gel de agarosa del ADN Debido a que las endonucleasas de

restriccioacuten reconocen y se unen al ADN de doble cadena especiacuteficamente a la

secuencia 4 oacute 6 de pares de bases se genera un conjunto de fragmentos La

migracioacuten de estos fragmentos en gel de agarosa estaacute relacionada con el peso

molecular un patroacuten de bandas se puede ver en el gel por la luz ultravioleta siacute se

tintildeeron con bromuro de etidio o por autorradiografiacutea Estos modelos constituyen

una huella digital caracteriacutestico de cualquier ADN en particular (Marshall et al

1981)

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 28

4 MATERIAL Y MEacuteTODO

41 Tipo de estudio Ensayo de laboratorio

42 Cepas En este estudio se emplearon 30 cepas distribuidas en 24 serogrupos

de Leptospira proporcionados por Centro Nacional de Diagnoacutestico y Referencia

(CNDR)

43 Muestras Las condiciones de crecimiento para la Leptospira fueron de 28-

30degC durante siete diacuteas en el medio Ellinghaussen-McCullough-Johnson-Harris

(EMJH)

45 PCR cebadores y condiciones de amplificacioacuten

Los cebadores de oligonucleoacutetidos LepF1 PU1 y LepR1 que corresponden a las

posiciones 8461 a 8480 8720 a 8738 y 9334 a 9316 respectivamente fueron

disentildeados para unirse a regioacuten 23S del ADNr la cual corresponde a la secuencia

de Leptospira interrogans (patoacutegena)

Los cebadores SU1 y LepR1 fueron disentildeados para serovares de saproacutefitas que

corresponden a la posicioacuten 326 a 343 y 641 a 623 respectivamente basado en la

secuencia parcial del ADNr de Leptospira biflexa La secuencia de los cebadores

se demuestra en la tabla 1

Tabla1 Cebadores utilizados en la amplificacioacuten

Cebador Secuenciacioacuten 5` a 3` Especificidad Posicioacuten de la base

LepF1 GTTACCAAGCACAAGATTAG Leptospira spp 8461 - 8480

LepR1 TAGTCCCGATTACATTTTC Leptospira spp 9334 - 9316

PU1 TATCAGAGCCTT TTAATGG Patoacutegena 8720 - 8738

SU1 TTTAGGGTTAGCGTGGTA Saproacutefita 326 - 343

LepR1 TAGTCCCGATTACATTTTC Leptospira spp 641 - 623

El ADN de la Leptospira fue amplificado usando LepF1 (5

GTTACCAAGCACAAGATTAG 3) y LepR1 (5 TAGTCCCGATTACATTTTC 3)

Para la multiplex PCR fueron usado como cebadores internos PU1 (5

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 29

TATCAGAGCCTTTTAATGG 3) SU1 (5 TTTAGGGTTAGCGTGGTA 3) y LepR1

(5 TAGTCCCGATTACATTTTC 3)

Para la amplificacioacuten del ADN se utilizoacute como control positivo de patoacutegena la cepa

icterohaemorrhagiae mientras que como control de saproacutefita se utilizoacute la cepa

patoc ambas se encontraban en caldo de cultivo Ellinghausen-McCullough-

Johnson-Harris (EMJH) y como control negativo se utilizoacute agua libre de nucleasa

Los segmentos de ADN amplificado para patoacutegenas corresponde a 615 pb y para

saproacutefitas 316 pb (gen 23S ADNr) Esta amplificacioacuten fue realizada en el

termociclador Las condiciones de la PCR consistieron en 40 ciclos Una

desnaturalizacioacuten inicial fue de 94degC por 5 minutos Cada ciclo comprendioacute una

desnaturalizacioacuten a 94degC por 1 minuto temperatura de anneling a 50degC por 50

segundos y una extensioacuten a 72degC por 1 minuto El uacuteltimo paso fue la elongacioacuten a

72degC por 7 minutos

46 Paraacutemetros a probar en la estandarizacioacuten

461 Mezcla

Se sometieron a prueba tres tipos de mezcla cada una con concentraciones

distintas pero con un volumen final de 50 microl reflejadas en la tabla 2

Tabla 2 Mezclas de reactivos puestas a prueba

Componente Mezcla 1 Mezcla 2 Mezcla 3

Agua free nucleasa 19 microl 26 microl 14 microl

Master mix 16 microl 8 microl 16 microl

Cebador 1 (LepF1) 2 microl 2 microl 2 microl

Cebador 2-5 (LepR1) 4 microl 2 microl 4 microl

Cebador 3 (PU1) 2 microl 1 microl 2 microl

Cebador 4 (SU1) 2 microl 1 microl 2 microl

AND (muestral o control) 5 microl 10 microl 10 microl

Volumen final 50 microl 50 microl 50 microl

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 30

462 5-Fluoracilo

Se puso a prueba el papel que juega el 5-fluoracilo debido a su utilizacioacuten en los

medios de cultivo para evitar la contaminacioacuten bacteriana de las Leptospira

ademaacutes que permite un mejor crecimiento de eacutestas (WHO 1967) Su eficacia

radica en que se une de forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial

para la siacutentesis de nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases

nitrogenadas que forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se

puede replicar lo que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002)

463 Tipo de extraccioacuten de ADN

El ADN genoacutemico de las cepas de Leptospira y de las muestras sanguiacuteneas y

orina fue extraiacutedo de acuerdo a las instrucciones del kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) siguiendo los procedimientos de manufactura (ver anexo

1)

Se ensayaron extracciones por calentamiento a 90degC ndash 100degC por 20 minutos El

ADN extraiacutedo fue almacenado a -20deg C hasta su amplificacioacuten

464 Muestras fingidas

Se obtuvieron muestras de suero y orina de cada especie (canino bovino porcino

y equino) y se mezclaron con cepas de referencia proporcionados por el Centro

Nacional De Investigacioacuten de Holanda para posteriormente realizar PCR A cada

muestra se le realizoacute extracciones por calentamiento y por el kit de extraccioacuten

QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

47 Determinacioacuten del liacutemite de deteccioacuten

Se determinoacute al calcular la cantidad de ADN que capaz de detectar la teacutecnica en

un ml de muestras de sangre y orina para esto se realizoacute una serie de diluciones

(desde 11 hasta 110000000) de las muestras a partir de una concentracioacuten de

ADN conocida (120 ng)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 31

48 Sensibilidad

Se sometieron 29 serovares patoacutegenas y 1 saproacutefita como controles positivos

proporcionados por Centro Nacional de Diagnoacutestico y Referencia

Se calculoacute la sensibilidad y el intervalo de confianza del 95 en el programa

EPIDAT 31 de acuerdo a la siguiente foacutermula

VP= Verdaderos positivos

FN= Falsos negativos

49 Especificidad

Se realizoacute un ensayo de especificidad utilizando ADN de 10 muestras con otras

cepas bacterianas diferentes a Leptospira que fueron inoculadas en medio EMJH

y suero para detectar falsos positivos el panel de muestras se describe en la

siguiente tabla

Tabla 3 Cepas bacterianas utilizadas para la determinacioacuten de la

especificidad

Cepa Nuacutemero de muestras

Staphyloccocus aureus 2

Escherichi coli 2

Salmonella spp 2

Proteus spp 2

Streptococcus pyogenes 2

Se calculoacute la especificidad y el correspondiente intervalo de confianza (95) en el

programa EPIDAT 31 de acuerdo a la siguiente foacutermula

VN= Verdaderas negativos

FP= Falso Positivos

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 32

5 RESULTADOS

De los 30 serovares que se sometieron al ensayo se detectaron 15 siendo

correspondiente a 12 serogrupos dentro los que se encuentran pomona e

icterohaemorrhagia dentro las patoacutegenas de importancia asiacute como el serogrupo

patoc de la saprofitas puesta a prueba Ver foto 1

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute ser la nuacutemero 1 compuesta por

Agua free nucleasa 19 microl Master mix 16 microl Primer 1 (Lep F1) 2 microl Primer 2-5

(LepR1) 4 microl Primer 3 (PU1) 2 microl Primer4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl Ver foto 2

En los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia en la

capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y saprofitas Ver

foto 2

La extraccioacuten maacutes adecuada resultoacute ser por calentamiento en la que se

identificaron 8 muestras de 19 mientras que las extracciones con el kit de

extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg) solo 2 muestras de 8 fueron

identificadas Ver foto 3

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten se encontroacute que la teacutecnica es capaz de identificar

una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira correspondiente a una

dilucioacuten 110000 Ver foto 4

En la determinacioacuten de la capacidad de la teacutecnica para detectar e identificar

Leptospira en muestras de campo se encontroacute que de 12 muestras de suero se

identificaron 3 mientras que de 13 muestras de orina fueron identificadas 5 Ver

foto 3

La sensibilidad mostrada fue de 50 IC 95 (3044 ndash 6956) mientras que la

especificidad fue de 100 IC 95 (95 ndash 100) con un valor predictivo positivos de

100 IC 95 (9667 ndash 100) y un valor predictivo negativo de 40 IC 95 (1880 ndash

6120) esto con una prevalencia de 75 IC 95 (6033 ndash 8967) mostrando un

Iacutendice de validez de 6550 IC 95 (4625 ndash 7875)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 33

6 DISCUSIOacuteN

Actualmente el meacutetodo para diagnosticar leptospirosis es la prueba de

Microaglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) pero esta resulta tediosa por la necesidad

de mantener las cepas lo que implica tambieacuten un riesgo potencial para el personal

de laboratorio ademaacutes no diferencia entre anticuerpos vacunales y de infeccioacuten

Otro meacutetodo directo de diagnoacutestico es el cultivo pero es limitado y requiere de

mucho tiempo (Alonso et al 2001)

Debido a las restricciones que generan estas pruebas diagnoacutesticas se ha

estandarizado una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y

patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos

En este estudio se sometieron 30 serovares al ensayo de los que se detectaron

15 correspondiente a 12 serogrupos amplificados mostrando una sensibilidad del

50 diferente a los resultados obtenidos por Ceacutespedes et al (2007) en cuyo

estudio la PCR pudo amplificar el ADN de 25 serovares de seis especies de

Leptospira spp con una sensibilidad del 100 in vitro Moreno et al (2010) mostroacute

un amplificado especiacutefico para 2122 cepas de referencia con la PCR simple

lipL32 mientras que la PCR muacuteltiple secYflaB amplificoacute 1822 cepas

Esta sensibilidad baja indica que la teacutecnica no es recomendada como una prueba

de tamizaje ya que ademaacutes del alto costo no es capaz de detectar a toda la

poblacioacuten infectada en cambio la especificidad que se obtuvo fue del 100

demostrada con el uso de ADN de otros agentes patoacutegenos (Staphyloccocus

Aureus Escherichi coli Salmonella spp Proteus spp y Streptococcus pyogenes)

los cuales no fueron amplificados Esto coincide con los ensayo realizado por

Ceacutespedes et al (2007) Moreno et al (2010) Kositanont et al (2007) y Boonsilp et al

(2011) los cuales muestran una especificad del 100 al no obtener amplificado del

ADN de otras cepas patoacutegenas que causan enfermedades febriles en sus paiacuteses

La causa de una especificidad tan alta de la reaccioacuten se debe a las secuencias

nucleotiacutedicas especiacuteficas formadas por los oligonucleoacutetidos (cebadores) LepF1 (5rsquo

GTTACCAAGCACAAGATTAG 3rsquo) LepR1 (5rsquo TAGTCCCGATTACATTTTC 3rsquo)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 34

PU1 (5rsquo TATCAGAGCCTTTTAATGG 3rsquo) y SU1 (5rsquo TTTAGGGTTAGCGTGGTA 3rsquo)

que fueron disentildeados para detectar secuencias nucleotiacutedicas especiacuteficas en este

caso el genoma de Leptospira spp (OIE 2006) Tambieacuten se debe tomar en cuenta

que la especificidad de la PCR depende ademaacutes de la temperatura empleada en

la fase de hibridacioacuten y de la cantidad de iones divalentes que se incorporan a la

reaccioacuten Cuanto mayor sea la temperatura utilizada en la fase de hibridacioacuten maacutes

especiacutefica es la reaccioacuten Esto se debe a que a mayor temperatura maacutes dificultada

se ve la unioacuten entre el cebador y la cadena molde en condiciones de

temperaturas de hibridacioacuten elevadas el cebador soacutelo se uniraacute a la cadena molde

si son complementarios en todos sus nucleoacutetidos (McPherson et al 1991)

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten por la diluciones de ADN puro (120ng) de L

interrogans serovar Australis se obtuvo un producto de 615pb hasta la dilucioacuten

110000 correspondiente a una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira

lo que coincide con la investigacioacuten realizada por Moreno et al (2010) cuyo liacutemite

de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR simple lipL32 obtuvo productos especiacuteficos

de 423 pb L interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten

110000 pero para el caso del liacutemite de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR

muacuteltiple secYflaB se obtuvieron productos especiacuteficos de 285 pb y 793 pb de L

interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten 1100 para secY y

11000 para flaB Estas diluciones se hicieron a partir de 120 ng de ADN extraiacutedo

de la cepa de referencia de Leptospira

El liacutemite de deteccioacuten para la PCR muacuteltiple indica una alta sensibilidad analiacutetica en

condiciones de PCR real esto lo posiciona como un meacutetodo de diagnoacutestico

molecular de eleccioacuten para estudios posteriores que busquen validar su uso

potencial para el diagnoacutestico de leptospirosis (Levett et al 2005)

La teacutecnica fue capaz de identificar Leptospira patoacutegena y saproacutefita lo que coincide

con el estudio de Kositanont et al (2007) que muestran resultados similares esto

se atribuye al uso de los cebadores especiacuteficos para la amplificacioacuten de genes

conservados en cepas patoacutegenas y saprofitas Otros estudios como los realizados

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 35

por Cheema et al (2007) Moreno et al (2010) y Rosario et al (2012) no

lograron detectar Leptospira saprofitas soacutelo patoacutegenas pues en ese estudio se

implicoacute solamente los genes conservados en cepas patoacutegenas de Leptospira La

inhabilidad de poder diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y no patoacutegenas puede

ser una dificultad en estudios ambientales donde se quiera diferenciar entre los

distintos serovares sin embargo no tiene importancia en el aspecto cliacutenico pues

no se aiacutesla Leptospira saprofitas en muestras animales (Ceacutespedes et al 2010)

Sin embargo otros estudios (Ibaacutentildeez et al 2010)) han mostrado anticuerpos contra

Leptospira sp serovariedad patoc en 1159 monos Rhesus (Macaca mulatta) en

condiciones de cautiverio Con tiacutetulos que variaron de 120 a 180 Silva et al

(2010) recogioacute muestra de 388 animales (aves reptiles mamiacuteferos y peces) tanto

salvajes como en cautiverio resultando positivo a MAT el 265 de los animales

Los tiacutetulos seroloacutegicos predominante fueron de 140 y 180 para los serotipos

patoc andamana canicola icterohaemorrhagiae y panamaacute

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute estar compuesta por 19 microl de Agua

free nucleasa 16 microl de GoTaqreg qPCR Master Mix 2 microl de cada uno de los

iniciadores (Lep F1 Lep R1 PU1 SU1 y Lep R1) a una concentracioacuten de 100

[Pmol] y 5 microl de ADN a un volumen final de 50 microl con una amplificacioacuten de 40

ciclos En una publicacioacuten similar realizada por Kosinatont et al (2007) utilizan 5microl

de buffer PCR 8 microl de MgCl2 1microl de cada iniciador a 20 [Pmol] y 5 microl de ADN a un

volumen final de 50microl Las condiciones de PCR consistieron de 35 ciclos Las

diferentes concentraciones de reactivos en ambos estudios se deben

probablemente a que las condiciones de laboratorio son diferentes en todas las

regiones ademaacutes del uso en el presente ensayo de un master mix comercial que

incluye todos los componentes para la PCR cuantitativa como son ADN Taq

polimerasa dATP dGTP dCTP dTTP y MgCl2 a excepcioacuten del ADN de la

muestra los cebadores y agua Utilizar este master mix evita errores en el

alineamiento de los cebadores en la temperatura de disociacioacuten de las cadenas

tanto del templado como del producto de la PCR la especificad del producto la

formacioacuten de diacutemero de cebadores y en la inhibicioacuten de la Taq polimerasa por

altas concentraciones de KCl o NaCl (Martinez et al 2004)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 36

En cuanto a los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia

en la capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y

saproacutefitas Eacuteste se puso a prueba debido a su utilizacioacuten en los medios de cultivo

cuando se toman muestras en el campo Su eficacia radica en que se une de

forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial para la siacutentesis de

nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases nitrogenadas que

forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se puede replicar lo

que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002) el 5-fluoracilo no fue una

sustancia inhibidora de la PCR pues no provoca el bloqueo directo total o parcial

de la actividad cataliacutetica de la ADN polimerasa o inhibe la unioacuten directa al ADN de

doble cadena (Newsletter Microbial 2009)

La extraccioacuten de ADN se hizo por calentamiento y con el kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) con el fin de determinar cuaacutel de los meacutetodos era el maacutes

efectivo para la extraccioacuten resultando ser la extraccioacuten por calentamiento ya que

fue capaz de detectar 8 muestras de 19 mientras que con el kit de extraccioacuten soacutelo

se lograron identificar 2 de 8 muestras Aunque con este meacutetodo ademaacutes de ser

de menor costoso se obtiene mayores valores de concentracioacuten y rendimiento de

ADN en el menor tiempo aportaacutendole rapidez y simplicidad a la prueba la pureza

del mismo es baja La importancia del proceso de purificacioacuten del material

geneacutetico es recobrar el producto maacuteximo de ADN de alto peso molecular libre de

proteiacutenas fenol e inhibidores de la Taq polimerasa El ADN de alta calidad es un

prerrequisito para su uso en teacutecnicas de biologiacutea molecular en este caso PCR

para la identificacioacuten de las secuencias especificas de ADN mediante el uso de

cebadores no asiacute el ADN degradado no sustenta la integridad de los sitios

blancos para los cebadores y consecuentemente afectar la calidad de la PCR

(Rada et al 1998)

Ademaacutes de la extraccioacuten de ADN por calentamiento existen otras teacutecnicas como

son meacutetodo fenol-cloroformo meacutetodo del acetato de potasio meacutetodo del acetato

de potasio modificado y meacutetodo de bromuro de cetil-trimetil amonio cuya base

principal es provocar una lisis celular para inactivar las nucleasas celulares y

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 37

separar los aacutecidos nucleicos de los restos de ceacutelulas (Fraga et al 2004) (Velasco

2005)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 38

7 CONCLUSIOacuteN

El PCR multiplex fue capaz de diferenciar entre Leptospira saprofita y

patoacutegena

Se obtuvo una baja sensibilidad pero alta especificidad

El 5-fluoracilo no mostro alteracioacuten en el proceso de amplificacioacuten

La mezcla maacutes adecuada fue la mezcla 1 compuesta por Agua free

nucleasa 19 microl Master mix 16 microl cebador 1 (Lep F1) 2 microl cebador 2-5

(LepR1) 4 microl cebador 3 (PU1) 2 microl cebador 4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl

Se obtuvo una alta sensibilidad analiacutetica o liacutemite de deteccioacuten capaz de

detectar hasta 0012 ng de ADN

El meacutetodo de extraccioacuten maacutes efectivo fue por calentamiento que por el kit

de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 39

8 RECOMENDACIONES

Validar la teacutecnica con una poblacioacuten maacutes representativa

Publicar los resultados de esta investigacioacuten con el fin de seguir mejorando

el diagnoacutestico de leptospirosis por PCR

Promover el uso de la PCR para un diagnoacutestico raacutepido de leptospirosis en

animales domeacutesticos

Realizar estudios de las fuentes de agua para la caracterizacioacuten de las

zonas de riesgo

Estandarizar teacutecnicas de diagnoacutestico de campo para fortalecer los sistemas

de vigilancia activa

Ofrecer charlas a las poblaciones con mayor prevalencia de leptospirosis

sobre el papel que juegan los animales en la transmisioacuten de la enfermedad

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 40

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Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

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Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 47

ANEXOS

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 48

Kit de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

1 20 microl de proteinasa K en eppendorf

2 Agregar 200 microl de la muestra

3 Agregar 200 microl de buffer AL y bortear por 5 segundos

4 Incubar a 56 ordmC por 10 minutos

5 Centrifugar brevemente

6 Agregar 200 microl de etanol (96 ndash 100)

7 Pasar la mezcla del paso 6 y colocarlo en un tubo de ensayo colector

procurando no tocar los bordes y centrifugar a 8000 rpm por 1 minuto Cambiar el

tubo colector descartando el contenido

8 Agregar en el centro de la columna 500 microl de buffer AW1 Centrifugar por 8000

rpm por 1 minuto luego descartar tubo colector y el contenido cambiando a un

nuevo tubo colector

9 Agregar 500 microl de buffer AW2 en el centro de la membrana y centrifugar a

14000 rpm por 3 minutos

10 Pasar la columna a eppendorf y centrifugar a velocidad maacutexima por 1 minuto

11 Pasar la columna a eppendorf y agregar 100 microl de buffer AE incubar a

temperatura ambiente por 1 minuto luego centrifugar a 8000 rpm por un minuto

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 49

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 51

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Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 53

Tabla 4 Cepario de referencia de Holanda

Especie Serogrupo Serovar Cepa de referencia

L Interrogans

Australis Australis Ballico

Autumnalis Autumnalis Akiyami A

Betaviae Betaviae Swart

Canicola Canicola Hond Utrechit IV

Djasiman Djasiman Djasiman

Hebdomadis Hebdomadis Hebdomadis

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagica RGA

Icterohaemorrhagia Copenhageni M20

Icterohaemorrhagia Copenhageni Wijnberg

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagia Kantorowic

Pomona Pomona Pomona

Pyrogenes Pyrogenes Salinem

Sejroe Hardjo Hardjoprajitho

Sejroe Wolffi 3705

L Noguchi

Australis Nicaragua 1011

Lousiana Lousiana LSU 1945

Panama Panama CZ 214

L Biorgpetersenii

Ballum Castellones Castellon 3

Javanica Javanica Veldrat Batavia

Mini Mini Sari

Serjoe Serjoe M 84

Tarassovi Tarassovi Pereplitsin

L welii

Celledoni Celledoni Celledoni

Manhao Qingshui L 105

Sarnin Sarm 11 Sarnin

L Kirschneri

Cynopteri Cynopteri 3522 C

Grippotyphosa Grippotyphosa Moskva V

L Neyeri Ranarum Ranarum ICF

L Santarosal Sherman Shermani 1342 K

L Biflexa Semaranga Patoc Patoc 1

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 1

I DEDICATORIA

El siguiente trabajo investigativo se lo quiero dedicar primeramente a Dios por

darme la oportunidad de culminar con eacutexito cada una de las etapas de mi estudio y

por darme la fortaleza y perseverancia para culminar este trabajo

A mi abuelita Domitila Griacuteo por darme siempre su apoyo incondicional en todo

momento y aconsejarme para culminar cada una de las etapas de mis estudios

con eacutexito a mi mamaacute Karla Loacutepez que desde lejos siempre ha estado ahiacute

apoyaacutendome en todo momento a mi padrastro Gerhard Gust y a mi tiacuteo Sergio

Loacutepez que han sido participes en mi vida acadeacutemica en todo momento

Br Eveling Isabeth Peacuterez Loacutepez

Este trabajo investigativo quiero dedicarlo primeramente y por sobre todas las

cosas a Dios por darme la oportunidad de concluir con eacutexito cada etapa de mis

estudios y por darme fuerzas y perseverancia al realizar este trabajo

A mi madre Janeth Saballos a mi tiacutea Amanda Gutieacuterrez mi hermano River

Salgado que diacutea a diacutea han sabido dar lo mejor de ellos en todos los aspectos

Depositando en miacute su confianza y paciencia para hacer de miacute una mejor persona

Karoll Jeaneth Salgado Saballos

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 2

II AGRADECIMIENTOS

A Dios por darnos la vida sabiduriacutea y perseverancia para vencer los obstaacuteculos

que se nos presentaron en nuestro camino y asiacute poder culminar con eacutexito nuestros

estudios

A nuestros guiacuteas en este trabajo investigativo Lic Byron Flores Somarriba

MSc y Jessica Sheleby Eliacuteas MSc por darnos la oportunidad de trabajar en

esta tesis y confiar en que la culminariacuteamos con eacutexito

Al Dr William Jiroacuten por brindarnos su apoyo incondicional en todo momento y

aconsejarnos en culminar nuestra tesis con eacutexito

A la Lic Brenda Mora por apoyarnos en todo momento en el laboratorio por ser

una buena profesora y amiga y ser siempre participe en todo el proceso de

elaboracioacuten de esta tesis

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 3

III RESUMEN

La leptospirosis tiene en Nicaragua un comportamiento endemo-epideacutemico por

ello es preciso mejorar su diagnoacutestico mediante un multiplex PCR Objetivo

Estandarizar una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y

patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos Para esto se debe calcular el

liacutemite de deteccioacuten la sensibilidad y especificidad asiacute como la clasificacioacuten de las

cepas de Leptospira como saproacutefita y patoacutegena Disentildeo En este estudio se

emplearon 30 cepas distribuidas en 24 serogrupos de Leptospira Se tomaron

paraacutemetros como tipos de mezclas extraccioacuten por calentamiento y por el Kit

comercial QUIAGEN la presencia de 5- fluoracilo y muestras fingidas de sangre y

orina de diferentes especies (canino equino porcino y bovino) La sensibilidad se

determinoacute al calcular la cantidad de ADN capaz de detectar en muestras de

sangre y orina La especificidad se demostroacute con el uso de ADN de otros agentes

patoacutegenos Resultados De las 30 cepas que se sometieron al ensayo se

detectaron 15 siendo correspondiente a 12 serogrupos La mezcla maacutes efectiva

fue la mezcla 1 Los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no mostro diferencia

en la capacidad para detectar la Leptospira La extraccioacuten maacutes adecuada resultoacute

ser por calentamiento en la que se identificaron 8 muestras de 19 mientras que

por extraccioacuten con kit comercial soacutelo 2 muestras de 8 La teacutecnica es capaz de

identificar una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira correspondiente a

una dilucioacuten 110000 La sensibilidad mostrada fue de 50 IC 95 (3044 ndash 6956)

mientras que la especificidad fue de 100 IC 95 (95 ndash 100) Conclusioacuten La PCR

multiplex fue estandarizada mostrando su utilidad en el diagnoacutestico temprano de

animales portadores lo que seraacute importante para la identificacioacuten de zonas

vulnerables a la aparicioacuten de casos de leptospirosis humana a si como una

respuesta temprana en el abordaje integral de brotes

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 4

IV ABREVIATURA

ADN Acido desoxirribonucleico

ADNr ADN ribosoacutemico

ARN Acido ribonucleico

ARNr El ARN ribosoacutemico

CF Fijacioacuten de complemento

CGH Hibridacioacuten Genoacutemica Comparada

dATP Trifosfato de desoxiadenosina del ingleacutes deoxyadenosine triphosphate

dCTP Trifosfato de desoxicitidina del ingleacutes deoxycytidine triphosphate

dGTP Trifosfato de desoxiguanosina del ingleacutes deoxyguanosine triphosphate

dTTP Trifosfato de desoxitimidin del ingleacutes deoxythymidine triphosphate

ELISA Ensayo por inmunoabsorcioacuten ligado a enzimas

EMJH Ellinghausen-Mcllough-Johnson-Harries

Et al Procede de la expresioacuten latiacuten et alii que significa lsquoy otrosrsquo

IC Intervalo de confianza

IG Inmunoglobulina

KCl Cloruro de potasio

LCR Liacutequido cefalorraquiacutedeo

MAT Prueba de Aglutinacioacuten Microscoacutepica (por sus siglas en ingleacutes)

MgCl2 Cloruro de magnesio

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 5

NaCl Cloruro de sodio

Ng Nanogramo

OIE Organizacioacuten Mundial de Sanidad Animal

OMS Organizacioacuten Mundial de la Salud

OPS Organizacioacuten Panamericana de la Salud

Pb Pares de bases

Pg Picogramo

PCR Reaccioacuten en Cadena de la Polimerasa (por sus siglas en ingleacutes)

RFLP Polimorfismo de Longitud de Fragmentos de Restriccioacuten (por sus siglas en

ingleacutes)

Spp Especies

SSCP Polimorfismo de Conformacioacuten de Cadena Simple (por sus siglas en

ingleacutes)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 6

V GLOSARIO

Aglutinacioacuten Agrupamiento en pequentildeos cuacutemulos de cuerpos formes (microbios

hematiacutees) portadores de un antiacutegeno y en suspensioacuten en un liacutequido originado

cuando se introduce el anticuerpo correspondiente en el liacutequido

Amplicones conjunto de moleacuteculas de ADN ideacutenticas resultado de una reaccioacuten

en cadena de la polimerasa (PCR) Esencialmente se trata de un clon molecular

Anticuerpo Es una proteiacutena producida por el sistema inmunitario del cuerpo

cuando detecta sustancias dantildeinas llamadas antiacutegenos

Antiacutegeno Toda sustancia que introducida en un organismo que no la poseiacutea

provoca en eacutel la formacioacuten de un anticuerpo especiacutefico con el cual puede

combinarse de forma electiva

Cebadores Oligonucleoacutetido de 5-20 nucleoacutetidos de longitud que sirve como punto

de partida para la replicacioacuten de ADN

Desnaturalizacioacuten cambio estructural de las proteiacutenas o aacutecidos nucleicos donde

pierden su estructura nativa y de esta forma su oacuteptimo funcionamiento y a veces

tambieacuten cambian sus propiedades fiacutesico-quiacutemicas

Electroforesis La electroforesis es un meacutetodo de laboratorio en el que se utiliza

una corriente eleacutectrica controlada con la finalidad de separar biomoleculas seguacuten

su tamantildeo y carga eleacutectrica a traveacutes de una matriz gelatinosa

Endemicidad Persistencia en una regioacuten de una enfermedad particular bien

porque estaacute presente constantemente o bien porque reaparece en eacutepocas

determinadas

Endemoepideacutemico aumento de incidencia superior al esperado en el contexto de

una epidemia

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 7

Endonucleasa es aquella que puede reconocer una secuencia caracteriacutestica de

nucleoacutetidos dentro de una moleacutecula de ADN y cortar el ADN en ese punto en

concreto llamado sitio o diana de restriccioacuten o en un sitio no muy lejano a este

Los sitios de restriccioacuten cuentan con entre 4 y 12 pares de bases con las que son

reconocidos

Espiroquetas Protozoario espiral de cuerpo delgado y flexible que se desplaza

por movimientos activos Las espiroquetas son bacterias que poseen unas

caracteriacutesticas morfoloacutegicas y unos oacuterganos de locomocioacuten que les diferencian del

resto de las bacterias

Gen Un gen es una secuencia ordenada de nucleoacutetidos en la moleacutecula de ADN (o

ARN en el caso de algunos virus) que contiene la informacioacuten necesaria para la

siacutentesis de una macromoleacutecula con funcioacuten celular especiacutefica habitualmente

proteiacutenas pero tambieacuten ARNm ARNr y ARNt

Genoma es todo el ADN de un organismo incluidos sus genes unos treinta mil

en el caso de los humanos (hasta hace poco se pensaba que eran sobre ochenta

mil)

Glicoproteiacutenas moleacuteculas compuestas por una proteiacutena unida a uno o varios

gluacutecidos simples o compuestos Tienen entre otras funciones el reconocimiento

celular cuando estaacuten presentes en la superficie de las membranas plasmaacuteticas

(glucocaacutelix)

Leptospirosis enfermedad infecto-contagiosa que afecta a los seres humanos

los animales domeacutesticos y silvestres

Lisis Rompimiento de la membrana celular

Monoclonal es un anticuerpo homogeacuteneo producido por una ceacutelula hiacutebrida

producto de la fusioacuten de un clon de linfocitos B descendiente de una sola y uacutenica

ceacutelula madre y una ceacutelula plasmaacutetica tumoral

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 8

Nucleasa son enzimas que pueden ser tanto ribonucleasas (RNasas) como

desoxirribonucleasas (DNasas) las primeras hidrolizan al ARN y las segundas al

ADN

Nucleoacutetidos son moleacuteculas orgaacutenicas formadas por la unioacuten covalente de un

monosacaacuterido de cinco carbonos (pentosa) una base nitrogenada y un grupo

fosfato

Opsonizacioacuten proceso por el que se marca a un patoacutegeno para su ingestioacuten y

destruccioacuten por un fagocito

Oligonucleoacutetidos es una secuencia corta de ADN o ARN con cincuenta pares

de bases o menos

Patoacutegena es todo agente que puede producir enfermedad

Polimerasa La polimerasa es una enzima capaz de transcribir o replicar aacutecidos

nucleicos

Polimorfismo hace referencia a la existencia en una poblacioacuten de muacuteltiples

alelos de un gen

Saproacutefita bacterias que no se desarrollan en el organismo vivo y que se

alimentan de los desperdicios de alimentos generados por el propio organismo

Serotipo Categoriacutea en la que se clasifican los microbios o los virus seguacuten su

reaccioacuten en presencia de suero que contiene anticuerpos especiacuteficos

Tamizaje exaacutemenes aplicados con el fin de identificar una poblacioacuten

aparentemente sana en mayor riesgo de tener una determinada enfermedad que

hasta ese momento no se les ha diagnosticado

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 9

1 INTRODUCCIOacuteN

Las Leptospira son bacterias Gram negativas que miden 0-1microm de diaacutemetro y 6-

20microm de largo Estas espiroquetas pertenecen a la familia Leptospiraceae orden

Spirochaetales y claacutesicamente comprenden 2 especies L interrogans y L biflexa

siendo la primera patoacutegena y la segunda saproacutefita Leptospira interrogans incluye

alrededor de 23 serogrupos y 218 serovares y L biflexa 28 serogrupos y 60

serovares (Zunido et al 2007 Desvars et al 2008)

Los hueacutespedes reservorios son los animales silvestres y domeacutesticos aunque el

agente tambieacuten se ha aislado de otros vertebrados como aves y anfibios los que

eliminan las Leptospira con la orina por periodos de tiempos variables

dependiendo de la especie animal (Ceacutespedes et al 2007)

La leptospirosis tiene en Nicaragua un comportamiento endemo-epideacutemico con

una notificacioacuten 2 casos como promedio semanal En el periacuteodo de lluvias

(octubre-noviembre) este promedio semanal se eleva hasta 8 casos La regioacuten

Occidental (Departamentos de Leoacuten y Chinandega) son los que con maacutes

frecuencia reportan la ocurrencia de brotes epideacutemicos

Los cuadros de leptospirosis humana en cuya fase terminal ocurre la hemorragia

pulmonar se han presentado en Nicaragua a partir de 1995 con grandes brotes

epideacutemicos en 1995 1998 y 2007 todos ellos asociados a intensas lluvias (Pelaacuteez

et al 2007)

En Nicaragua como en el resto de paiacuteses del mundo la prueba de oro para el

diagnoacutestico de Leptospira es la prueba de Aglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) (OPS

2008) sin embargo esta teacutecnica tiene desventajas tales como no diferencia entre

anticuerpos vacunales y de infeccioacuten utiliza como antiacutegeno Leptospira vivas

siendo tedioso el mantenimiento de las cepas y un riesgo potencial para el

personal del laboratorio Para obtener una sensibilidad adecuada se deben utilizar

como antiacutegenos cepas representativas de todos los serogrupos presentes en el

paiacutes o regioacuten y de todos los serovares adaptados a la especie objeto de estudio

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 10

Otro meacutetodo directo de diagnoacutestico es el cultivo pero es limitado y requiere de

mucho tiempo (Alonso et al 2001)

Diversos estudios han demostrado una sensibilidad y especificad de la PCR de

hasta el 100 siendo asiacute una herramienta uacutetil en el diagnoacutestico precoz de

leptospirosis sobre todo en las formas graves de la enfermedad (Ceacutespedes et al

2007)

Por las razones citadas anteriormente se pretende estandarizar una multiplex PCR

para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y patoacutegena en muestras de animales

domeacutesticos y asiacute validar su alta sensibilidad y especificidad Esta teacutecnica ha

servido para detectar e identificar Leptospira en sangre liacutequido cefalorraquiacutedeo

humor acuoso y orina Ademaacutes puede diferenciar con rapidez las formas

patoacutegenas de las no patoacutegenas (Green et al 2008)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 11

11 ANTECEDENTES

En 2001 se llevoacute a cabo la identificacioacuten de aislamientos de Leptospira por

meacutetodos seroloacutegicos y geneacuteticos en tres provincias de Cuba Se estudiaron 18

cepas de Leptospira aisladas de pacientes con leptospirosis humana en los

resultados por MAT las cepas fueron agrupadas entre los serogrupos ballum

pomoma caniacutecola e icterohaemorrhagiae Se determinoacute el serovar de 7 de las

cepas estudiadas con el uso de los anticuerpos monoclonales Para la totalidad de

las cepas se obtuvo por reaccioacuten en cadena de la polimerasa un fragmento

amplificado de 631 pb El anaacutelisis con enzimas de restriccioacuten del producto

amplificado originoacute iguales patrones de restriccioacuten en todas las cepas estudiadas

(Victoria et al 2001)

En 2007 se efectuoacute la deteccioacuten de Leptospira patoacutegenas en animales por PCR

basado en los genes lipL21 y lipL32 en India Se recogieron muestras de suero y

tejido de bovinos buacutefalos y cobayos junto a becerros experimentalmente

infectados A los cuales se les realizoacute PCR usando los genes lipL21 y lipL32 asiacute

como los cebadores G1G2 y se determinoacute que todos los sueros tanto las

muestras colectada en campo como la de los animales infectados

experimentalmente fueron positivos tanto con el uso de cebadores G1G2 asiacute

como con los genes lipL21 y lipL32 (Cheema et al 2006)

Se desarrolloacute un estudio para la deteccioacuten y diferenciacioacuten entre Leptospira spp

patoacutegenas y saproacutefitas por multiplex PCR en la ciudad de Bangkok Tailandia Este

meacutetodo pudo amplificar 27 serovares patoacutegenos y 5 serovares saproacutefitas

mostrando una amplificacioacuten de 615 y 316 pares de bases (pb) respectivamente

(Kositanont et al 2007)

En 2007 se llevoacute a cabo la estandarizacioacuten y validacioacuten de una prueba de PCR

para el diagnoacutestico precoz de leptospirosis humana en zonas endeacutemicas del Peruacute

Amplificoacute el ADN de 25 serovares de seis especies de Leptospira spp No

amplificoacute las muestras de ADN de otros microorganismos patoacutegenos La

sensibilidad y especificidad del meacutetodo fue 100 in vitro Su sensibilidad fue de

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 12

100 (IC95 979 - 100) en muestras de sangre antes de los ocho primeros diacuteas

de enfermedad y de 30 (IC95 163 - 43-7) cuando el tiempo de enfermedad fue

mayor El PCR en orina tiene una baja sensibilidad (Ceacutespedes et al 2007)

En 2009 se realizoacute la deteccioacuten de Leptospira patoacutegenas en tejido renal de perros

vagos mediante PCR en tiempo real en la ciudad de Chillan Chile De los 72

perros a los que se les extrajo ADN de tejido renal el 597 de los perros resultoacute

infectado (Campos 2009)

En 2010 se realizoacute un estudio para la aplicacioacuten de las pruebas de PCR

convencional simple y muacuteltiple para la identificacioacuten de aislamientos de Leptospira

spp en Colombia los resultados maacutes consistentes fueron obtenidos con la PCR

simple lipL32 tanto en limite de deteccioacuten especificidad y utilidad para la

identificacioacuten de Leptospira spp (Moreno et al 2010)

Una multiplex PCR fue desarrollada para la deteccioacuten de Leptospira en muestras

de agua del ambiente obtenidas en un asentamiento de barrio en Petroacutepolis

ciudad de Rio de Janeiro Tres de las 100 muestras analizadas fueron positivas en

la multiplex PCR se consideroacute que dos muestras teniacutean Leptospira saproacutefitas y

una Leptospira patoacutegenas (Vital et al 2010)

En 2012 se caracterizoacute aislamientos cliacutenicos de Leptospira por meacutetodos

fenotiacutepicos y moleculares en la repuacuteblica de Nicaragua De las 8 cepas de

Leptospira aisladas de casos cliacutenicos mediante meacutetodos fenotiacutepicos y

moleculares para el primer meacutetodo ninguna de estas mostraron crecimiento a

13degC en medio suplementado con 8-azaguanina (225 mgMl) y para el segundo

meacutetodo los resultados de este ensayo demostraron la presencia de bandas de

amplificacioacuten de los genes OmpL1 y lipL32 para los ocho aislamientos (Rosario et

al 2012)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 13

12 JUSTIFICACIOacuteN

La leptospirosis es una zoonosis de distribucioacuten mundial que afecta a los

mamiacuteferos tanto domeacutesticos como silvestres aunque el agente tambieacuten se ha

aislado de otros vertebrados como aves y anfibios La enfermedad puede estar

causada por cualquiera de las espiroquetas paraacutesitas clasificadas dentro del

geacutenero Leptospira (Alonso et al 2001)

Es una zoonosis en Nicaragua que presenta una endemicidad constante tal y

como lo demuestran las estadiacutesticas de la enfermedad principalmente despueacutes de

lluvias fuertes e inundaciones Afectando de igual manera a humanos y animales

produciendo un gran impacto socioeconoacutemico para la poblacioacuten en general

El diagnoacutestico de la enfermedad es complejo debido a que no manifiesta siacutentomas

especiacuteficos y resulta difiacutecil realizar e interpretar los meacutetodos diagnoacutesticos de

referencia en base a cultivos bacterianos y a test seroloacutegicos para la identificacioacuten

de la especie y serovares (Levett et al 2001)

La reaccioacuten en cadena de la polimerasa (PCR) es una prueba de diagnoacutestico

molecular muy sensible y especiacutefico que sirve para detectar e identificar

Leptospira en sangre liacutequido cefalorraquiacutedeo humor acuoso y orina Esta teacutecnica

puede diferenciar con rapidez las formas patoacutegenas de las no patoacutegenas (Greene

et al 2008) Sin embargo la teacutecnica debe ser estandarizada en cada laboratorio

antes de ser utilidad en el diagnoacutestico y vigilancia de la enfermedad El objetivo de

este estudio fue estandarizar una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira

saproacutefita y patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos Esta teacutecnica

proporcionaraacute una alterativa maacutes raacutepida que el aislamiento asiacute como una

clasificacioacuten confiable de Leptospira patoacutegenas y saproacutefitas circulante en animales

domeacutesticos

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 14

13 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

iquestCuaacuteles son los paraacutemetros oacuteptimos en la estandarizacioacuten de una multiplex PCR

para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y patoacutegena en muestras de animales

domeacutesticos

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 15

2 OBJETIVOS

21 General

Estandarizar una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y

patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos

22 Especiacutefico

Establecer el liacutemite deteccioacuten de multiplex PCR en muestras sanguiacuteneas y orina

Determinar la sensibilidad y especificidad de muacuteltiplex PCR para el diagnoacutestico de

Leptospira

Clasificar las cepas de Leptospira como saproacutefita y patoacutegena a traveacutes de multiplex

PCR

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 16

3 MARCO TEOacuteRICO

Las Leptospira son bacterias pertenecientes al orden Spirochaetales familia

Leptospiraceae y geacutenero Leptospira Aunque son bacterias Gram negativas no se

tintildeen bien mediante los colorantes convencionales por lo que habitualmente se

visualizan por medio de la microscopiacutea de campo oscuro La impregnacioacuten

argeacutentica y las teacutecnicas de inmunohistoquiacutemicas se utilizan para poner en

manifiesto su presencia en tejidos (Quinn et al 2002)

Su tamantildeo es de 025 por 6-25 microm tienen forma ciliacutendrica y helicoidal con dos

filamentos axiales insertados en los extremos del cuerpo celular que actuacutean como

citoesqueleto y le permiten el movimiento (Bharti et al 2003)

Estas son moacuteviles describen tres tipos de movimientos rotacioacuten alrededor de su

eje central movimientos progresivos rectos y movimientos circulares (Bharti et al

2003) son aerobios obligados que se desarrollan a una temperatura de 28 a

30degC Son catalasa y oxidasa positivo creciendo en medios simples enriquecidos

con vitaminas aacutecidos grasos de cadena larga y sales de amonio (Levett 2001)

Su genoma consiste en dos cromosomas circulares uno de mayor tamantildeo que

asciende a 4332241 bp y uno pequentildeo de 358943 bp los que juntos suman

4691184 bp (Ren et al 2003)

La bacteria no se multiplica fuera del hueacutesped y es considerablemente

dependiente del medio puesto que es muy susceptible a la desecacioacuten a pH

inferiores a 6 o superiores a 8 y temperaturas menores a 10ordmC o mayores a 34ordmC

le resultan nocivos (McDonough 2001) Asiacute como la luz solar directa la

hipersalinidad los desinfectantes corrientes los detergentes y el jaboacuten pueden

afectar al microorganismo (Zamora et al 1999)

Los organismos de Leptospira sobreviven hasta 180 diacuteas en suelos huacutemedos por

varios meses en superficies acuosas y sobreviven auacuten mejor en agua estancada

que en movimiento (McDonough 2001 Acosta et al 1994)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 17

31 Mecanismos de transmisioacuten

Las Leptospira se transmiten por contacto directo o indirecto La transmisioacuten

directa ocurre a traveacutes de orina infectada transferencia veneacuterea o

transplacentaria heridas por mordedura o ingestioacuten de tejidos infectados La

transmisioacuten indirecta se da a traveacutes de la exposicioacuten de los animales susceptibles

agua suelo alimento o camas contaminadas (Greene et al 2008)

Existen dos tipos de hueacutespedes involucrados en la transmisioacuten de la enfermedad

Los hueacutespedes primarios constituidos por aquellas especies que no desarrollan

una sintomatologiacutea evidente y que son capaces de eliminar por periodos

prolongados la bacteria y los hueacutespedes secundarios conformados por aquellas

especies que por el contrario enferman gravemente y no alcanzan a liberar la

bacteria o lo hacen por un periodo reducido (McDonough 2001)

32 Clasificacioacuten

A partir de 1989 el geacutenero Leptospira fue dividido en dos especies L interrogans

que comprendiacutea a todas las cepas patoacutegenas y L biflexa que incluiacutea a las cepas

saproacutefitas aisladas del medio ambiente Ambas fueron divididas en numerosos

serovares definidos por aglutinacioacuten Sobre 60 y 200 serovares han sido

reconocidos para L biflexa y L interrogans respectivamente Los serovares que

se encontraban relacionados antigeacutenicamente fueron agrupados como serogrupos

(Levett 2001)

33 Patogeacutenesis

La Leptospira es resistente a la actividad bactericida del suero normal y en

ausencia de anticuerpos especiacuteficos no es fagocitada ni destruida por los

polimorfonucleares o macroacutefagos Despueacutes de penetrar la piel o las mucosas la

Leptospira hace una bacteriemia que inicialmente alcanza todas las partes del

cuerpo incluyendo el liacutequido cefalorraquiacutedeo (LCR) y los ojos y genera la

produccioacuten de anticuerpos aglutinantes y el fenoacutemeno de opsonizacioacuten entre los

diacuteas 5 y 7 Si esta respuesta no es suficiente para detener su progreso la

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 18

Leptospira avanza en los tejidos Alliacute se multiplica en forma acelerada deja de ser

encontrada en la sangre y se elimina por la orina durante semanas o meses (fase

inmune o de leptospiruria) (Acosta et al 1994)

La leptospirosis puede presentarse con diferentes formas grados y combinaciones

de compromiso orgaacutenico ya sea como un cuadro febril inespeciacutefico como

afeccioacuten preferente de uno o maacutes oacuterganos involucrados o como una enfermedad

grave con compromiso multiorgaacutenico y alta letalidad (Zunino y Pizarro 2007)

La etapa aguda o septiceacutemica de alrededor de 1 semana seguida de una fase

inmune caracterizada por la produccioacuten de anticuerpos y eliminacioacuten de la

bacteria a traveacutes de la orina La mayor complicacioacuten de la patologiacutea se encuentra

asociada a la localizacioacuten de las bacterias en los tejidos durante la fase inmune

alrededor de la segunda semana de la patologiacutea (Levett 2001)

En animales susceptibles la lesioacuten de las membranas de los gloacutebulos rojos y de

las ceacutelulas endoteliales junto con el dantildeo hepatocelular desencadena anemia

hemoliacutetica ictericia hemoglobinuria y hemorragia (Quinn et al 2002)

La superficie de las ceacutelulas bacterianas constituye una interfase entre el patoacutegeno

y el hospedador formando un sitio de interaccioacuten con los tejidos durante la

infeccioacuten Para los patoacutegenos extracelulares la superficie bacteriana es tambieacuten el

blanco de la respuesta inmune del hospedador (Cullen et al 2005) Se ha

sentildealado que LipL32 interactuacutea con componentes de la matriz extracelular como el

colaacutegeno y que existe una respuesta de inmunoglobulina M contra la lipoproteiacutena

durante la fase aguda y convaleciente de leptospirosis en humanos (Hauk et al

2008)

34 Sintomatologiacutea

Las manifestaciones oculares incluyen efusioacuten conjuntival presencia de ictericia

en la escleroacutetica y uveiacutetis Esta uacuteltima puede ser unilateral o bilateral y puede

presentarse semanas meses y ocasionalmente en antildeos posterior a la

enfermedad aguda (Levett 2001)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 19

Las alteraciones reproductivas pueden ocurrir posterior a una infeccioacuten y la

leptospirosis debe ser considerada como diagnoacutestico diferencial en casos de

aborto o muerte perinatal (Andreacute Fontaine 2006)

En bovinos la enfermedad puede ser aguda subaguda y croacutenica En la forma

aguda son maacutes susceptibles los animales de un mes de edad Se caracteriza por

septicemia fiebre de 405 Cdeg anorexia petequias en mucosas depresioacuten

ictericia anemia hemoliacutetica con hemoglobinuria palidez de las mucosas disnea

suele ocurrir aborto baja de la produccioacuten de la leche y ocasionalmente mastitis

En la forma subaguda se presentan los mismos siacutentomas la fiebre es de 39 a 40

Cdeg existe baja de la produccioacuten laacutectea y esta es de color rojo o anaranjado

amarillento En la forma croacutenica generalmente los siacutentomas son aborto que se

presenta en el uacuteltimo tercio de la gestacioacuten ocasionalmente se puede presentar

meningitis leptospiroacutesica incoordinacioacuten sialorrea conjuntivitis y rigidez muscular

En porcinos generalmente se presenta la forma croacutenica en ovinos y caprinos no

se conoce mucho la enfermedad debido a su poca frecuencia y la mayor parte de

los animales afectados se encuentran muertos con apariencia septiceacutemica en

equinos se presenta la forma subaguda en perros y gatos se presenta la

enfermedad desde formas subcliacutenicas hasta formas graves en animales

silvestres la mayoriacutea estaacuten adaptados y no manifiestan siacutentomas cliacutenicos (Acha et

al 1978)

35 Diagnoacutestico

Debido a que las manifestaciones cliacutenicas de la leptospirosis variacutean en tipo y

gravedad tanto en los hombres como en animales es difiacutecil su diagnoacutestico cliacutenico

hacieacutendose necesaria la confirmacioacuten de los casos mediante pruebas de

laboratorio existen pruebas que sin ser especiacuteficas para la enfermedad pueden

orientar al cliacutenico hacia el diagnoacutestico de leptospirosis (Ceacutespedes 2005)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 20

351 Diagnoacutestico epidemioloacutegico

La anamnesis debe incluir datos sobre la eacutepoca del antildeo en la que aparecioacute el

brote la aptitud del rebantildeo el estado sanitario del mismo el contacto con otras

especies domeacutesticas la sintomatologiacutea predominante y si se realiza vacunacioacuten

frente a la leptospirosis Asimismo deberaacute obtenerse informacioacuten sobre el nuacutemero

de animales afectados la edad de los mismos y la fase de la gestacioacuten en que se

produce el aborto (Alonso et al 2001)

352 Pruebas Diagnoacutesticas

Se basa en el cultivo del organismo la demostracioacuten seroloacutegica o el diagnoacutestico

molecular (Dammert 2005)

3521 Cultivo

La Leptospira se puede aislar de muestras de sangre y liacutequido cefalorraquiacutedeo en

los primeros 7-10 diacuteas de la enfermedad y en la orina puede ser detectada durante

la segunda y tercera semana de la enfermedad (Bharti 2003) Una vez tomada la

muestra esta se debe inocular en 10 ml de medio semisoacutelido que contenga 5-

fluoracilo

El cultivo debe ser incubado a 28-30 degC y ser examinado semanalmente en el

microscopio de campo oscuro durante 13 semanas antes de ser descartado Los

cultivos contaminados pueden ser filtrados antes de recultivarlos a un medio

nuevo (Levett 2001)

Existen otros medios recientemente desarrollados uacutetiles en el aislamiento de la

Leptospira medio EMJH (Ellinghausen y Mcllough modificado por Johnson y

Harries) y el medio Tween 80-albuacutemina este uacuteltimo considerado el mejor

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 21

Como el cultivo tiene el inconveniente de ser muy largo (5-6 semanas de

incubacioacuten) no se debe considerar para definir una conducta terapeacuteutica inicial

(Acosta et al 1994)

3522 Pruebas seroloacutegicas

Las pruebas seroloacutegicas constituyen el procedimiento de laboratorio utilizado con

maacutes frecuencia para confirmar el diagnoacutestico cliacutenico para determinar la

prevalencia en el rebantildeo y para realizar los estudios epidemioloacutegicos Los

anticuerpos de las Leptospira aparecen a los pocos diacuteas del comienzo de la

enfermedad y persisten durante semanas o meses y en algunos casos antildeos

Desafortunadamente los tiacutetulos de anticuerpos puede que desciendan hasta

niveles indetectables mientras los animales permanecen infectados croacutenicamente

Para superar este problema se necesitan meacutetodos sensibles que detecten el

microorganismo en la orina o en el tracto genital de portadores croacutenicos

Se ha descrito una amplia variedad de pruebas seroloacutegicas que muestran grados

variables de especificidad de serogrupo y de serotipo La prueba de la aglutinacioacuten

microscoacutepica (MAT) y el enzimoinmunoensayo (ELISA) contribuyen al diagnoacutestico

veterinario (OIE 2008)

35221 Prueba de Aglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) La prueba MAT en la

que se emplean antiacutegenos vivos es la prueba seroloacutegica maacutes ampliamente

utilizada Constituye la prueba de referencia frente a la que se evaluacutean todas las

otras pruebas seroloacutegicas y se utiliza en las comprobaciones para la

importacioacutenexportacioacuten (OIE 2008)

El MAT posee una alta sensibilidad y especificidad siendo sus resultados

utilizados para identificar el serovar o serogrupo infectante pero requiere de la

experiencia del operador y la variacioacuten diagnoacutestica entre laboratorios es elevada

(Bharti et al 2003) Para llevarlo a cabo se requiere que el laboratorio cuente con

cultivos vivos de todos los serovares para emplearlos como antiacutegenos

consideraacutendose que su interpretacioacuten es complicada debido a la alta degradacioacuten

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 22

presencia de reaccioacuten cruzada entre diferentes serogrupos y a reacciones

paradoacutejicas (Levett 2001)

35222 Otras pruebas seroloacutegicas Debido a la complejidad de la prueba de

Aglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) se ha desarrollado otras pruebas seroloacutegicas

para la deteccioacuten de anticuerpos antileptospira en la fase aguda de la infeccioacuten La

fijacioacuten de complemento (CF) fue ampliamente usado pero el meacutetodo no fue

estandarizado La prueba de Fijacioacuten de complemento ha sido reemplazada por el

meacutetodo ELISA (Levett 2001)

El ELISA se utiliza tanto para la deteccioacuten de anticuerpos en la leche como en el

suero permitiendo ademaacutes diferenciar entre IgG e IgM (Alonso et al 2001) En

este ensayo se detecta IgM antileptospira tan solo 1 semana despueacutes de la

infeccioacuten antes de que esteacuten presentes los anticuerpos aglutinantes Los

anticuerpos IgG se detectan comenzando 2 semanas despueacutes de la infeccioacuten y

persisten durante largos periodos de tiempo (OIE 2008)

La deteccioacuten de IgM en suero por ELISA es maacutes sensible que el MAT cuando la

primera muestra se toma en la fase aguda de la enfermedad (Ceacutespedes 2005)

Ademaacutes presenta otras ventajas frente al MAT como es el hecho de no presentar

riesgo sanitario para los operarios ser de faacutecil estandarizacioacuten y ser una prueba

en la que las reacciones cruzadas son poco frecuentes Sus principales

desventajas son que normalmente son serovar especiacuteficos con lo cual no

obtendremos informacioacuten acerca de una posible infeccioacuten por otros serovares y

que no permite diferenciar entre anticuerpos vacunales y de infeccioacuten (Alonso et

al 2001)

3523 Diagnoacutestico molecular

35231 Reaccioacuten en cadena de la polimerasa (PCR)

La PCR es un meacutetodo in vitro de siacutentesis de ADN con el que un segmento

particular de este es especiacuteficamente amplificado al ser delimitado por un par de

cebadores o iniciadores que lo flanquean Su copiado se logra en forma

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 23

exponencial a traveacutes de repetidos ciclos de diferentes periodos y temperaturas de

incubacioacuten en presencia de una enzima ADN polimerasa termoestable Asiacute se

obtienen en cuestioacuten de horas millones de copias de la secuencia deseada del

ADN

La PCR es una teacutecnica de biologiacutea molecular altamente especiacutefica raacutepida

sensible y versaacutetil para detectar cantidades iacutenfimas de un cierto ADN especiacutefico

posibilitando su faacutecil identificacioacuten (Rodriacuteguez et al 2004)

El meacutetodo se basa en su forma maacutes simple en la realizacioacuten de tres reacciones

sucesivas llevadas a cabo a distintas temperaturas Estas reacciones se repiten

ciacuteclicamente entre veinte y cuarenta veces La muestra se calienta en el primer

paso hasta lograr la separacioacuten de las dos cadenas que constituyen el ADN

hecho que se conoce como desnaturalizacioacuten (Satz et al 1993) En el segundo

ocurre la hibridacioacuten de las cadenas desnaturalizadas del ADN blanco con los

denominados cebadores o iniciadores (ADN sinteacutetico de hebra sencilla) a una

temperatura que facilita el apareamiento de las bases nitrogenadas

complementarias de ambas clases de ADNs (Rodriacuteguez et al 2004) Por uacuteltimo se

da la reaccioacuten de extensioacuten que generalmente es llevada a cabo a una

temperatura intermedia en la cual la ADN polimerasa copia el ADN entre las

secuencias correspondientes a los oligonucleoacutetidos iniciadores (Torres et al

1995) La deteccioacuten se realiza mediante electroforesis en gel de agarosa y tincioacuten

con bromuro de etidio (Costa 2004)

En los uacuteltimos antildeos se ha desarrollado PCR en muestras bioloacutegicas como orina

suero liacutequido cefalorraquiacutedeo y tejido renal posicionaacutendose la teacutecnica como una

herramienta de diagnoacutestico sensible y especiacutefica en la deteccioacuten e identificacioacuten

de Leptospira spp (Levett 2001 Branger et al 2005)

Una limitacioacuten de diagnoacutestico basado en la PCR de la leptospirosis es la

incapacidad de la mayoriacutea de los ensayos de PCR para identificar el serovar

infectante Si bien esto no es significativo para la gestioacuten individual del paciente la

identidad del serovar tiene un importante valor epidemioloacutegico y en salud puacuteblica

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 24

Las estrategias disentildeadas para superar este obstaacuteculo han incluido la digestioacuten de

productos de PCR con endonucleasas de restriccioacuten secuenciacioacuten directa de los

amplicones y Anaacutelisis de Conformacioacuten de Cadena Sencilla (SSCP)

Genomospecies de Leptospira pueden ser diferenciadas despueacutes de la PCR por

electroforesis en geles de poliacrilamida no desnaturalizante seguido por tincioacuten

con plata y sin el paso adicional de purificacioacuten y desnaturalizacioacuten (Ahmad et al

2005)

35232 Reaccioacuten en cadena de la polimerasa muacuteltiple

La PCR muacuteltiple son reacciones que consiguen amplificar simultaacuteneamente y en

un uacutenico tubo diferentes secuencias diana permitiendo la deteccioacuten e

identificacioacuten simultaacutenea de distintos genes de intereacutes (Mendez et al 2004)

35233 Fingerprinting

Un desarrollo reciente en el anaacutelisis del ADN ribotipificacioacuten se basa en el

Polimorfismo de Longitud de Fragmentos de Restriccioacuten (RFLP) Posterior a la

electroforesis del gel Agarosa el ADN es trasferido sobre una membrana y

posteriormente hibridado con sondas marcadas desde el 16S al 23S de la cadena

de ARN por lo tanto nos da una interpretacioacuten maacutes raacutepida y faacutecil del Fingerprints

Este meacutetodo es una herramienta uacutetil para la tipificacioacuten molecular de Leptospira

ya que esta metodologiacutea utiliza reactivos disponibles comercialmente puede ser

aplicada por laboratorio de diagnoacutestico y no requiere el mantenimiento de todas

las cepas de referencia y correspondientemente suero inmune de conejo La

tipificacioacuten ribosomal tambieacuten nos provee informacioacuten sobre la relacioacuten genoacutemica

basado en la similitud que tienen en comuacuten fragmentos de cadenas de Leptospira

(Terpstra et al 1986)

35234 Anticuerpo monoclonales

Los anticuerpos monoclonales son glicoproteiacutenas especializadas que hacen parte

del sistema inmune producidas por las ceacutelulas B con la capacidad de conocer

moleacuteculas especificas (Antiacutegenos) Los anticuerpos monoclonales son

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 25

herramientas esenciales en el aacutembito cliacutenico y biotecnoloacutegico y han probado ser

uacutetiles en el diagnoacutestico y tratamiento de enfermedades infecciosas inmunoloacutegicas

y neoplaacutesicas asiacute como tambieacuten en el estudio de las interacciones patoacutegenas-

hospedador y la marcacioacuten deteccioacuten y cuantificacioacuten de diversas moleacuteculas

(Machado et al 2006)

Se han preparado anticuerpos monoclonales de conejo que aglutinan Leptospira y

los serovares pueden ser identificados con base en patrones caracteriacutesticos de

aglutinacioacuten Preparar anticuerpos monoclonales es difiacutecil y toma tiempo pero

usarlos en la MAT para serotipificar es faacutecil y da resultados raacutepidos Actualmente

estaacuten disponibles anticuerpos monoclonales para tipificar cerca de la mitad de los

serovares maacutes comunes actualmente reconocidos (OMS 2008)

35235 Secuenciacioacuten del ARNr 16S

La amplificacioacuten del gen para su posterior secuenciacioacuten parte preferentemente

de ADN extraiacutedo de un cultivo puro de la bacteria pero tambieacuten puede

conseguirse directamente de una muestra cliacutenica

El meacutetodo molecular de identificacioacuten bacteriana mediante secuenciacioacuten del

ADNr 16S incluye tres etapas a) amplificacioacuten del gen a partir de la muestra

apropiada b) determinacioacuten de la secuencia de nucleoacutetidos del amplicoacuten y c)

anaacutelisis de la secuencia (Rodicio et al 2004)

La secuenciacioacuten del ARNr 16S es un meacutetodo potente y simplificado para la

identificacioacuten de especies Leptospira (Morey et al 2006)

35236 Microarrays

El anaacutelisis de microarray consiste en la deteccioacuten e identificacioacuten simultaacutenea de un

patoacutegeno desde la misma muestra para asiacute ser implementado en los laboratorios

cliacutenicos de microbiologiacutea con facilidad y exactitud

Microarray simplemente se define como una coleccioacuten de caracteriacutesticas

microscoacutepicas (maacutes comuacutenmente ADN) que se puede probar con moleacuteculas diana

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 26

para producir ya sea (expresioacuten geacutenica) cuantitativa o los datos cualitativos

(diagnoacutestico)

El anaacutelisis por medio de microarray tiene la capacidad de ofrecer una fuerte

deteccioacuten muacuteltiple Existen plataformas de microarrays muacuteltiples incluyendo

impresos de ADN de doble cadena y matrices de oligonucleoacutetidos

Los microarrays permiten el depoacutesito de miles de puntos conteniendo genes o

parte de genes sobre un portaobjetos para su estudio en paralelo De esta manera

es posible tener una visioacuten instantaacutenea de actividad de genomas completos o de

un grupo selecto de genes (Miller et al 2009)

En los estudios de microarrays se combinan las teacutecnicas de hibridizacioacuten de

aacutecidos nucleicos y deteccioacuten por fluorescencia De esta manera soacutelo en los

puntos del portaobjeto donde haya ocurrido hibridizacioacuten habraacute fluorescencia y la

intensidad de la fluorescencia detectada seraacute proporcional al nivel de expresioacuten

del gen en estudio

Una condicioacuten indispensable es que cada uno de los genes que esteacute representado

sea faacutecilmente distinguible de otros En otras palabras la porcioacuten del gen

inmovilizada en el portaobjeto debe llevar consigo independientemente de su

tamantildeo su ceacutedula de identidad (Barrero 2005)

La hibridacioacuten genoacutemica comparada (CGH) ha demostrado ser una herramienta

muy poderosa para las comparaciones genoacutemicas de alto rendimiento entre

especies patoacutegenas y no patoacutegenas y la exploracioacuten del genoma de muchas

especies bacterianas Las secuencias genoacutemicas disponibles de L interrogans

serovar Lai y copenhageni se utilizaron para disentildear una matriz de mosaico (Eribo

et al 2012)

35237 Enzimas de Restriccioacuten

El meacutetodo consiste en la extraccioacuten de ADN a partir de una poblacioacuten homogeacutenea

de organismos la digestioacuten del ADN con una endonucleasa de restriccioacuten y la

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 27

electroforesis en gel de agarosa del ADN Debido a que las endonucleasas de

restriccioacuten reconocen y se unen al ADN de doble cadena especiacuteficamente a la

secuencia 4 oacute 6 de pares de bases se genera un conjunto de fragmentos La

migracioacuten de estos fragmentos en gel de agarosa estaacute relacionada con el peso

molecular un patroacuten de bandas se puede ver en el gel por la luz ultravioleta siacute se

tintildeeron con bromuro de etidio o por autorradiografiacutea Estos modelos constituyen

una huella digital caracteriacutestico de cualquier ADN en particular (Marshall et al

1981)

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 28

4 MATERIAL Y MEacuteTODO

41 Tipo de estudio Ensayo de laboratorio

42 Cepas En este estudio se emplearon 30 cepas distribuidas en 24 serogrupos

de Leptospira proporcionados por Centro Nacional de Diagnoacutestico y Referencia

(CNDR)

43 Muestras Las condiciones de crecimiento para la Leptospira fueron de 28-

30degC durante siete diacuteas en el medio Ellinghaussen-McCullough-Johnson-Harris

(EMJH)

45 PCR cebadores y condiciones de amplificacioacuten

Los cebadores de oligonucleoacutetidos LepF1 PU1 y LepR1 que corresponden a las

posiciones 8461 a 8480 8720 a 8738 y 9334 a 9316 respectivamente fueron

disentildeados para unirse a regioacuten 23S del ADNr la cual corresponde a la secuencia

de Leptospira interrogans (patoacutegena)

Los cebadores SU1 y LepR1 fueron disentildeados para serovares de saproacutefitas que

corresponden a la posicioacuten 326 a 343 y 641 a 623 respectivamente basado en la

secuencia parcial del ADNr de Leptospira biflexa La secuencia de los cebadores

se demuestra en la tabla 1

Tabla1 Cebadores utilizados en la amplificacioacuten

Cebador Secuenciacioacuten 5` a 3` Especificidad Posicioacuten de la base

LepF1 GTTACCAAGCACAAGATTAG Leptospira spp 8461 - 8480

LepR1 TAGTCCCGATTACATTTTC Leptospira spp 9334 - 9316

PU1 TATCAGAGCCTT TTAATGG Patoacutegena 8720 - 8738

SU1 TTTAGGGTTAGCGTGGTA Saproacutefita 326 - 343

LepR1 TAGTCCCGATTACATTTTC Leptospira spp 641 - 623

El ADN de la Leptospira fue amplificado usando LepF1 (5

GTTACCAAGCACAAGATTAG 3) y LepR1 (5 TAGTCCCGATTACATTTTC 3)

Para la multiplex PCR fueron usado como cebadores internos PU1 (5

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 29

TATCAGAGCCTTTTAATGG 3) SU1 (5 TTTAGGGTTAGCGTGGTA 3) y LepR1

(5 TAGTCCCGATTACATTTTC 3)

Para la amplificacioacuten del ADN se utilizoacute como control positivo de patoacutegena la cepa

icterohaemorrhagiae mientras que como control de saproacutefita se utilizoacute la cepa

patoc ambas se encontraban en caldo de cultivo Ellinghausen-McCullough-

Johnson-Harris (EMJH) y como control negativo se utilizoacute agua libre de nucleasa

Los segmentos de ADN amplificado para patoacutegenas corresponde a 615 pb y para

saproacutefitas 316 pb (gen 23S ADNr) Esta amplificacioacuten fue realizada en el

termociclador Las condiciones de la PCR consistieron en 40 ciclos Una

desnaturalizacioacuten inicial fue de 94degC por 5 minutos Cada ciclo comprendioacute una

desnaturalizacioacuten a 94degC por 1 minuto temperatura de anneling a 50degC por 50

segundos y una extensioacuten a 72degC por 1 minuto El uacuteltimo paso fue la elongacioacuten a

72degC por 7 minutos

46 Paraacutemetros a probar en la estandarizacioacuten

461 Mezcla

Se sometieron a prueba tres tipos de mezcla cada una con concentraciones

distintas pero con un volumen final de 50 microl reflejadas en la tabla 2

Tabla 2 Mezclas de reactivos puestas a prueba

Componente Mezcla 1 Mezcla 2 Mezcla 3

Agua free nucleasa 19 microl 26 microl 14 microl

Master mix 16 microl 8 microl 16 microl

Cebador 1 (LepF1) 2 microl 2 microl 2 microl

Cebador 2-5 (LepR1) 4 microl 2 microl 4 microl

Cebador 3 (PU1) 2 microl 1 microl 2 microl

Cebador 4 (SU1) 2 microl 1 microl 2 microl

AND (muestral o control) 5 microl 10 microl 10 microl

Volumen final 50 microl 50 microl 50 microl

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 30

462 5-Fluoracilo

Se puso a prueba el papel que juega el 5-fluoracilo debido a su utilizacioacuten en los

medios de cultivo para evitar la contaminacioacuten bacteriana de las Leptospira

ademaacutes que permite un mejor crecimiento de eacutestas (WHO 1967) Su eficacia

radica en que se une de forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial

para la siacutentesis de nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases

nitrogenadas que forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se

puede replicar lo que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002)

463 Tipo de extraccioacuten de ADN

El ADN genoacutemico de las cepas de Leptospira y de las muestras sanguiacuteneas y

orina fue extraiacutedo de acuerdo a las instrucciones del kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) siguiendo los procedimientos de manufactura (ver anexo

1)

Se ensayaron extracciones por calentamiento a 90degC ndash 100degC por 20 minutos El

ADN extraiacutedo fue almacenado a -20deg C hasta su amplificacioacuten

464 Muestras fingidas

Se obtuvieron muestras de suero y orina de cada especie (canino bovino porcino

y equino) y se mezclaron con cepas de referencia proporcionados por el Centro

Nacional De Investigacioacuten de Holanda para posteriormente realizar PCR A cada

muestra se le realizoacute extracciones por calentamiento y por el kit de extraccioacuten

QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

47 Determinacioacuten del liacutemite de deteccioacuten

Se determinoacute al calcular la cantidad de ADN que capaz de detectar la teacutecnica en

un ml de muestras de sangre y orina para esto se realizoacute una serie de diluciones

(desde 11 hasta 110000000) de las muestras a partir de una concentracioacuten de

ADN conocida (120 ng)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 31

48 Sensibilidad

Se sometieron 29 serovares patoacutegenas y 1 saproacutefita como controles positivos

proporcionados por Centro Nacional de Diagnoacutestico y Referencia

Se calculoacute la sensibilidad y el intervalo de confianza del 95 en el programa

EPIDAT 31 de acuerdo a la siguiente foacutermula

VP= Verdaderos positivos

FN= Falsos negativos

49 Especificidad

Se realizoacute un ensayo de especificidad utilizando ADN de 10 muestras con otras

cepas bacterianas diferentes a Leptospira que fueron inoculadas en medio EMJH

y suero para detectar falsos positivos el panel de muestras se describe en la

siguiente tabla

Tabla 3 Cepas bacterianas utilizadas para la determinacioacuten de la

especificidad

Cepa Nuacutemero de muestras

Staphyloccocus aureus 2

Escherichi coli 2

Salmonella spp 2

Proteus spp 2

Streptococcus pyogenes 2

Se calculoacute la especificidad y el correspondiente intervalo de confianza (95) en el

programa EPIDAT 31 de acuerdo a la siguiente foacutermula

VN= Verdaderas negativos

FP= Falso Positivos

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 32

5 RESULTADOS

De los 30 serovares que se sometieron al ensayo se detectaron 15 siendo

correspondiente a 12 serogrupos dentro los que se encuentran pomona e

icterohaemorrhagia dentro las patoacutegenas de importancia asiacute como el serogrupo

patoc de la saprofitas puesta a prueba Ver foto 1

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute ser la nuacutemero 1 compuesta por

Agua free nucleasa 19 microl Master mix 16 microl Primer 1 (Lep F1) 2 microl Primer 2-5

(LepR1) 4 microl Primer 3 (PU1) 2 microl Primer4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl Ver foto 2

En los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia en la

capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y saprofitas Ver

foto 2

La extraccioacuten maacutes adecuada resultoacute ser por calentamiento en la que se

identificaron 8 muestras de 19 mientras que las extracciones con el kit de

extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg) solo 2 muestras de 8 fueron

identificadas Ver foto 3

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten se encontroacute que la teacutecnica es capaz de identificar

una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira correspondiente a una

dilucioacuten 110000 Ver foto 4

En la determinacioacuten de la capacidad de la teacutecnica para detectar e identificar

Leptospira en muestras de campo se encontroacute que de 12 muestras de suero se

identificaron 3 mientras que de 13 muestras de orina fueron identificadas 5 Ver

foto 3

La sensibilidad mostrada fue de 50 IC 95 (3044 ndash 6956) mientras que la

especificidad fue de 100 IC 95 (95 ndash 100) con un valor predictivo positivos de

100 IC 95 (9667 ndash 100) y un valor predictivo negativo de 40 IC 95 (1880 ndash

6120) esto con una prevalencia de 75 IC 95 (6033 ndash 8967) mostrando un

Iacutendice de validez de 6550 IC 95 (4625 ndash 7875)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 33

6 DISCUSIOacuteN

Actualmente el meacutetodo para diagnosticar leptospirosis es la prueba de

Microaglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) pero esta resulta tediosa por la necesidad

de mantener las cepas lo que implica tambieacuten un riesgo potencial para el personal

de laboratorio ademaacutes no diferencia entre anticuerpos vacunales y de infeccioacuten

Otro meacutetodo directo de diagnoacutestico es el cultivo pero es limitado y requiere de

mucho tiempo (Alonso et al 2001)

Debido a las restricciones que generan estas pruebas diagnoacutesticas se ha

estandarizado una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y

patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos

En este estudio se sometieron 30 serovares al ensayo de los que se detectaron

15 correspondiente a 12 serogrupos amplificados mostrando una sensibilidad del

50 diferente a los resultados obtenidos por Ceacutespedes et al (2007) en cuyo

estudio la PCR pudo amplificar el ADN de 25 serovares de seis especies de

Leptospira spp con una sensibilidad del 100 in vitro Moreno et al (2010) mostroacute

un amplificado especiacutefico para 2122 cepas de referencia con la PCR simple

lipL32 mientras que la PCR muacuteltiple secYflaB amplificoacute 1822 cepas

Esta sensibilidad baja indica que la teacutecnica no es recomendada como una prueba

de tamizaje ya que ademaacutes del alto costo no es capaz de detectar a toda la

poblacioacuten infectada en cambio la especificidad que se obtuvo fue del 100

demostrada con el uso de ADN de otros agentes patoacutegenos (Staphyloccocus

Aureus Escherichi coli Salmonella spp Proteus spp y Streptococcus pyogenes)

los cuales no fueron amplificados Esto coincide con los ensayo realizado por

Ceacutespedes et al (2007) Moreno et al (2010) Kositanont et al (2007) y Boonsilp et al

(2011) los cuales muestran una especificad del 100 al no obtener amplificado del

ADN de otras cepas patoacutegenas que causan enfermedades febriles en sus paiacuteses

La causa de una especificidad tan alta de la reaccioacuten se debe a las secuencias

nucleotiacutedicas especiacuteficas formadas por los oligonucleoacutetidos (cebadores) LepF1 (5rsquo

GTTACCAAGCACAAGATTAG 3rsquo) LepR1 (5rsquo TAGTCCCGATTACATTTTC 3rsquo)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 34

PU1 (5rsquo TATCAGAGCCTTTTAATGG 3rsquo) y SU1 (5rsquo TTTAGGGTTAGCGTGGTA 3rsquo)

que fueron disentildeados para detectar secuencias nucleotiacutedicas especiacuteficas en este

caso el genoma de Leptospira spp (OIE 2006) Tambieacuten se debe tomar en cuenta

que la especificidad de la PCR depende ademaacutes de la temperatura empleada en

la fase de hibridacioacuten y de la cantidad de iones divalentes que se incorporan a la

reaccioacuten Cuanto mayor sea la temperatura utilizada en la fase de hibridacioacuten maacutes

especiacutefica es la reaccioacuten Esto se debe a que a mayor temperatura maacutes dificultada

se ve la unioacuten entre el cebador y la cadena molde en condiciones de

temperaturas de hibridacioacuten elevadas el cebador soacutelo se uniraacute a la cadena molde

si son complementarios en todos sus nucleoacutetidos (McPherson et al 1991)

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten por la diluciones de ADN puro (120ng) de L

interrogans serovar Australis se obtuvo un producto de 615pb hasta la dilucioacuten

110000 correspondiente a una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira

lo que coincide con la investigacioacuten realizada por Moreno et al (2010) cuyo liacutemite

de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR simple lipL32 obtuvo productos especiacuteficos

de 423 pb L interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten

110000 pero para el caso del liacutemite de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR

muacuteltiple secYflaB se obtuvieron productos especiacuteficos de 285 pb y 793 pb de L

interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten 1100 para secY y

11000 para flaB Estas diluciones se hicieron a partir de 120 ng de ADN extraiacutedo

de la cepa de referencia de Leptospira

El liacutemite de deteccioacuten para la PCR muacuteltiple indica una alta sensibilidad analiacutetica en

condiciones de PCR real esto lo posiciona como un meacutetodo de diagnoacutestico

molecular de eleccioacuten para estudios posteriores que busquen validar su uso

potencial para el diagnoacutestico de leptospirosis (Levett et al 2005)

La teacutecnica fue capaz de identificar Leptospira patoacutegena y saproacutefita lo que coincide

con el estudio de Kositanont et al (2007) que muestran resultados similares esto

se atribuye al uso de los cebadores especiacuteficos para la amplificacioacuten de genes

conservados en cepas patoacutegenas y saprofitas Otros estudios como los realizados

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 35

por Cheema et al (2007) Moreno et al (2010) y Rosario et al (2012) no

lograron detectar Leptospira saprofitas soacutelo patoacutegenas pues en ese estudio se

implicoacute solamente los genes conservados en cepas patoacutegenas de Leptospira La

inhabilidad de poder diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y no patoacutegenas puede

ser una dificultad en estudios ambientales donde se quiera diferenciar entre los

distintos serovares sin embargo no tiene importancia en el aspecto cliacutenico pues

no se aiacutesla Leptospira saprofitas en muestras animales (Ceacutespedes et al 2010)

Sin embargo otros estudios (Ibaacutentildeez et al 2010)) han mostrado anticuerpos contra

Leptospira sp serovariedad patoc en 1159 monos Rhesus (Macaca mulatta) en

condiciones de cautiverio Con tiacutetulos que variaron de 120 a 180 Silva et al

(2010) recogioacute muestra de 388 animales (aves reptiles mamiacuteferos y peces) tanto

salvajes como en cautiverio resultando positivo a MAT el 265 de los animales

Los tiacutetulos seroloacutegicos predominante fueron de 140 y 180 para los serotipos

patoc andamana canicola icterohaemorrhagiae y panamaacute

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute estar compuesta por 19 microl de Agua

free nucleasa 16 microl de GoTaqreg qPCR Master Mix 2 microl de cada uno de los

iniciadores (Lep F1 Lep R1 PU1 SU1 y Lep R1) a una concentracioacuten de 100

[Pmol] y 5 microl de ADN a un volumen final de 50 microl con una amplificacioacuten de 40

ciclos En una publicacioacuten similar realizada por Kosinatont et al (2007) utilizan 5microl

de buffer PCR 8 microl de MgCl2 1microl de cada iniciador a 20 [Pmol] y 5 microl de ADN a un

volumen final de 50microl Las condiciones de PCR consistieron de 35 ciclos Las

diferentes concentraciones de reactivos en ambos estudios se deben

probablemente a que las condiciones de laboratorio son diferentes en todas las

regiones ademaacutes del uso en el presente ensayo de un master mix comercial que

incluye todos los componentes para la PCR cuantitativa como son ADN Taq

polimerasa dATP dGTP dCTP dTTP y MgCl2 a excepcioacuten del ADN de la

muestra los cebadores y agua Utilizar este master mix evita errores en el

alineamiento de los cebadores en la temperatura de disociacioacuten de las cadenas

tanto del templado como del producto de la PCR la especificad del producto la

formacioacuten de diacutemero de cebadores y en la inhibicioacuten de la Taq polimerasa por

altas concentraciones de KCl o NaCl (Martinez et al 2004)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 36

En cuanto a los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia

en la capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y

saproacutefitas Eacuteste se puso a prueba debido a su utilizacioacuten en los medios de cultivo

cuando se toman muestras en el campo Su eficacia radica en que se une de

forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial para la siacutentesis de

nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases nitrogenadas que

forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se puede replicar lo

que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002) el 5-fluoracilo no fue una

sustancia inhibidora de la PCR pues no provoca el bloqueo directo total o parcial

de la actividad cataliacutetica de la ADN polimerasa o inhibe la unioacuten directa al ADN de

doble cadena (Newsletter Microbial 2009)

La extraccioacuten de ADN se hizo por calentamiento y con el kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) con el fin de determinar cuaacutel de los meacutetodos era el maacutes

efectivo para la extraccioacuten resultando ser la extraccioacuten por calentamiento ya que

fue capaz de detectar 8 muestras de 19 mientras que con el kit de extraccioacuten soacutelo

se lograron identificar 2 de 8 muestras Aunque con este meacutetodo ademaacutes de ser

de menor costoso se obtiene mayores valores de concentracioacuten y rendimiento de

ADN en el menor tiempo aportaacutendole rapidez y simplicidad a la prueba la pureza

del mismo es baja La importancia del proceso de purificacioacuten del material

geneacutetico es recobrar el producto maacuteximo de ADN de alto peso molecular libre de

proteiacutenas fenol e inhibidores de la Taq polimerasa El ADN de alta calidad es un

prerrequisito para su uso en teacutecnicas de biologiacutea molecular en este caso PCR

para la identificacioacuten de las secuencias especificas de ADN mediante el uso de

cebadores no asiacute el ADN degradado no sustenta la integridad de los sitios

blancos para los cebadores y consecuentemente afectar la calidad de la PCR

(Rada et al 1998)

Ademaacutes de la extraccioacuten de ADN por calentamiento existen otras teacutecnicas como

son meacutetodo fenol-cloroformo meacutetodo del acetato de potasio meacutetodo del acetato

de potasio modificado y meacutetodo de bromuro de cetil-trimetil amonio cuya base

principal es provocar una lisis celular para inactivar las nucleasas celulares y

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 37

separar los aacutecidos nucleicos de los restos de ceacutelulas (Fraga et al 2004) (Velasco

2005)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 38

7 CONCLUSIOacuteN

El PCR multiplex fue capaz de diferenciar entre Leptospira saprofita y

patoacutegena

Se obtuvo una baja sensibilidad pero alta especificidad

El 5-fluoracilo no mostro alteracioacuten en el proceso de amplificacioacuten

La mezcla maacutes adecuada fue la mezcla 1 compuesta por Agua free

nucleasa 19 microl Master mix 16 microl cebador 1 (Lep F1) 2 microl cebador 2-5

(LepR1) 4 microl cebador 3 (PU1) 2 microl cebador 4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl

Se obtuvo una alta sensibilidad analiacutetica o liacutemite de deteccioacuten capaz de

detectar hasta 0012 ng de ADN

El meacutetodo de extraccioacuten maacutes efectivo fue por calentamiento que por el kit

de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 39

8 RECOMENDACIONES

Validar la teacutecnica con una poblacioacuten maacutes representativa

Publicar los resultados de esta investigacioacuten con el fin de seguir mejorando

el diagnoacutestico de leptospirosis por PCR

Promover el uso de la PCR para un diagnoacutestico raacutepido de leptospirosis en

animales domeacutesticos

Realizar estudios de las fuentes de agua para la caracterizacioacuten de las

zonas de riesgo

Estandarizar teacutecnicas de diagnoacutestico de campo para fortalecer los sistemas

de vigilancia activa

Ofrecer charlas a las poblaciones con mayor prevalencia de leptospirosis

sobre el papel que juegan los animales en la transmisioacuten de la enfermedad

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 40

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Organizacioacuten Mundial de la Salud Leptospirosis humana guiacutea para el diagnoacutestico

vigilancia y control Rio de Janeiro OMS 2008 Serie de Manuales Teacutecnicos 12

Organizacioacuten Mundial de Sanidad Animal Validacioacuten y control de calidad de los

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Disponible en

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Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

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ANEXOS

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Kit de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

1 20 microl de proteinasa K en eppendorf

2 Agregar 200 microl de la muestra

3 Agregar 200 microl de buffer AL y bortear por 5 segundos

4 Incubar a 56 ordmC por 10 minutos

5 Centrifugar brevemente

6 Agregar 200 microl de etanol (96 ndash 100)

7 Pasar la mezcla del paso 6 y colocarlo en un tubo de ensayo colector

procurando no tocar los bordes y centrifugar a 8000 rpm por 1 minuto Cambiar el

tubo colector descartando el contenido

8 Agregar en el centro de la columna 500 microl de buffer AW1 Centrifugar por 8000

rpm por 1 minuto luego descartar tubo colector y el contenido cambiando a un

nuevo tubo colector

9 Agregar 500 microl de buffer AW2 en el centro de la membrana y centrifugar a

14000 rpm por 3 minutos

10 Pasar la columna a eppendorf y centrifugar a velocidad maacutexima por 1 minuto

11 Pasar la columna a eppendorf y agregar 100 microl de buffer AE incubar a

temperatura ambiente por 1 minuto luego centrifugar a 8000 rpm por un minuto

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 53

Tabla 4 Cepario de referencia de Holanda

Especie Serogrupo Serovar Cepa de referencia

L Interrogans

Australis Australis Ballico

Autumnalis Autumnalis Akiyami A

Betaviae Betaviae Swart

Canicola Canicola Hond Utrechit IV

Djasiman Djasiman Djasiman

Hebdomadis Hebdomadis Hebdomadis

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagica RGA

Icterohaemorrhagia Copenhageni M20

Icterohaemorrhagia Copenhageni Wijnberg

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagia Kantorowic

Pomona Pomona Pomona

Pyrogenes Pyrogenes Salinem

Sejroe Hardjo Hardjoprajitho

Sejroe Wolffi 3705

L Noguchi

Australis Nicaragua 1011

Lousiana Lousiana LSU 1945

Panama Panama CZ 214

L Biorgpetersenii

Ballum Castellones Castellon 3

Javanica Javanica Veldrat Batavia

Mini Mini Sari

Serjoe Serjoe M 84

Tarassovi Tarassovi Pereplitsin

L welii

Celledoni Celledoni Celledoni

Manhao Qingshui L 105

Sarnin Sarm 11 Sarnin

L Kirschneri

Cynopteri Cynopteri 3522 C

Grippotyphosa Grippotyphosa Moskva V

L Neyeri Ranarum Ranarum ICF

L Santarosal Sherman Shermani 1342 K

L Biflexa Semaranga Patoc Patoc 1

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 2

II AGRADECIMIENTOS

A Dios por darnos la vida sabiduriacutea y perseverancia para vencer los obstaacuteculos

que se nos presentaron en nuestro camino y asiacute poder culminar con eacutexito nuestros

estudios

A nuestros guiacuteas en este trabajo investigativo Lic Byron Flores Somarriba

MSc y Jessica Sheleby Eliacuteas MSc por darnos la oportunidad de trabajar en

esta tesis y confiar en que la culminariacuteamos con eacutexito

Al Dr William Jiroacuten por brindarnos su apoyo incondicional en todo momento y

aconsejarnos en culminar nuestra tesis con eacutexito

A la Lic Brenda Mora por apoyarnos en todo momento en el laboratorio por ser

una buena profesora y amiga y ser siempre participe en todo el proceso de

elaboracioacuten de esta tesis

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 3

III RESUMEN

La leptospirosis tiene en Nicaragua un comportamiento endemo-epideacutemico por

ello es preciso mejorar su diagnoacutestico mediante un multiplex PCR Objetivo

Estandarizar una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y

patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos Para esto se debe calcular el

liacutemite de deteccioacuten la sensibilidad y especificidad asiacute como la clasificacioacuten de las

cepas de Leptospira como saproacutefita y patoacutegena Disentildeo En este estudio se

emplearon 30 cepas distribuidas en 24 serogrupos de Leptospira Se tomaron

paraacutemetros como tipos de mezclas extraccioacuten por calentamiento y por el Kit

comercial QUIAGEN la presencia de 5- fluoracilo y muestras fingidas de sangre y

orina de diferentes especies (canino equino porcino y bovino) La sensibilidad se

determinoacute al calcular la cantidad de ADN capaz de detectar en muestras de

sangre y orina La especificidad se demostroacute con el uso de ADN de otros agentes

patoacutegenos Resultados De las 30 cepas que se sometieron al ensayo se

detectaron 15 siendo correspondiente a 12 serogrupos La mezcla maacutes efectiva

fue la mezcla 1 Los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no mostro diferencia

en la capacidad para detectar la Leptospira La extraccioacuten maacutes adecuada resultoacute

ser por calentamiento en la que se identificaron 8 muestras de 19 mientras que

por extraccioacuten con kit comercial soacutelo 2 muestras de 8 La teacutecnica es capaz de

identificar una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira correspondiente a

una dilucioacuten 110000 La sensibilidad mostrada fue de 50 IC 95 (3044 ndash 6956)

mientras que la especificidad fue de 100 IC 95 (95 ndash 100) Conclusioacuten La PCR

multiplex fue estandarizada mostrando su utilidad en el diagnoacutestico temprano de

animales portadores lo que seraacute importante para la identificacioacuten de zonas

vulnerables a la aparicioacuten de casos de leptospirosis humana a si como una

respuesta temprana en el abordaje integral de brotes

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 4

IV ABREVIATURA

ADN Acido desoxirribonucleico

ADNr ADN ribosoacutemico

ARN Acido ribonucleico

ARNr El ARN ribosoacutemico

CF Fijacioacuten de complemento

CGH Hibridacioacuten Genoacutemica Comparada

dATP Trifosfato de desoxiadenosina del ingleacutes deoxyadenosine triphosphate

dCTP Trifosfato de desoxicitidina del ingleacutes deoxycytidine triphosphate

dGTP Trifosfato de desoxiguanosina del ingleacutes deoxyguanosine triphosphate

dTTP Trifosfato de desoxitimidin del ingleacutes deoxythymidine triphosphate

ELISA Ensayo por inmunoabsorcioacuten ligado a enzimas

EMJH Ellinghausen-Mcllough-Johnson-Harries

Et al Procede de la expresioacuten latiacuten et alii que significa lsquoy otrosrsquo

IC Intervalo de confianza

IG Inmunoglobulina

KCl Cloruro de potasio

LCR Liacutequido cefalorraquiacutedeo

MAT Prueba de Aglutinacioacuten Microscoacutepica (por sus siglas en ingleacutes)

MgCl2 Cloruro de magnesio

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 5

NaCl Cloruro de sodio

Ng Nanogramo

OIE Organizacioacuten Mundial de Sanidad Animal

OMS Organizacioacuten Mundial de la Salud

OPS Organizacioacuten Panamericana de la Salud

Pb Pares de bases

Pg Picogramo

PCR Reaccioacuten en Cadena de la Polimerasa (por sus siglas en ingleacutes)

RFLP Polimorfismo de Longitud de Fragmentos de Restriccioacuten (por sus siglas en

ingleacutes)

Spp Especies

SSCP Polimorfismo de Conformacioacuten de Cadena Simple (por sus siglas en

ingleacutes)

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 6

V GLOSARIO

Aglutinacioacuten Agrupamiento en pequentildeos cuacutemulos de cuerpos formes (microbios

hematiacutees) portadores de un antiacutegeno y en suspensioacuten en un liacutequido originado

cuando se introduce el anticuerpo correspondiente en el liacutequido

Amplicones conjunto de moleacuteculas de ADN ideacutenticas resultado de una reaccioacuten

en cadena de la polimerasa (PCR) Esencialmente se trata de un clon molecular

Anticuerpo Es una proteiacutena producida por el sistema inmunitario del cuerpo

cuando detecta sustancias dantildeinas llamadas antiacutegenos

Antiacutegeno Toda sustancia que introducida en un organismo que no la poseiacutea

provoca en eacutel la formacioacuten de un anticuerpo especiacutefico con el cual puede

combinarse de forma electiva

Cebadores Oligonucleoacutetido de 5-20 nucleoacutetidos de longitud que sirve como punto

de partida para la replicacioacuten de ADN

Desnaturalizacioacuten cambio estructural de las proteiacutenas o aacutecidos nucleicos donde

pierden su estructura nativa y de esta forma su oacuteptimo funcionamiento y a veces

tambieacuten cambian sus propiedades fiacutesico-quiacutemicas

Electroforesis La electroforesis es un meacutetodo de laboratorio en el que se utiliza

una corriente eleacutectrica controlada con la finalidad de separar biomoleculas seguacuten

su tamantildeo y carga eleacutectrica a traveacutes de una matriz gelatinosa

Endemicidad Persistencia en una regioacuten de una enfermedad particular bien

porque estaacute presente constantemente o bien porque reaparece en eacutepocas

determinadas

Endemoepideacutemico aumento de incidencia superior al esperado en el contexto de

una epidemia

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 7

Endonucleasa es aquella que puede reconocer una secuencia caracteriacutestica de

nucleoacutetidos dentro de una moleacutecula de ADN y cortar el ADN en ese punto en

concreto llamado sitio o diana de restriccioacuten o en un sitio no muy lejano a este

Los sitios de restriccioacuten cuentan con entre 4 y 12 pares de bases con las que son

reconocidos

Espiroquetas Protozoario espiral de cuerpo delgado y flexible que se desplaza

por movimientos activos Las espiroquetas son bacterias que poseen unas

caracteriacutesticas morfoloacutegicas y unos oacuterganos de locomocioacuten que les diferencian del

resto de las bacterias

Gen Un gen es una secuencia ordenada de nucleoacutetidos en la moleacutecula de ADN (o

ARN en el caso de algunos virus) que contiene la informacioacuten necesaria para la

siacutentesis de una macromoleacutecula con funcioacuten celular especiacutefica habitualmente

proteiacutenas pero tambieacuten ARNm ARNr y ARNt

Genoma es todo el ADN de un organismo incluidos sus genes unos treinta mil

en el caso de los humanos (hasta hace poco se pensaba que eran sobre ochenta

mil)

Glicoproteiacutenas moleacuteculas compuestas por una proteiacutena unida a uno o varios

gluacutecidos simples o compuestos Tienen entre otras funciones el reconocimiento

celular cuando estaacuten presentes en la superficie de las membranas plasmaacuteticas

(glucocaacutelix)

Leptospirosis enfermedad infecto-contagiosa que afecta a los seres humanos

los animales domeacutesticos y silvestres

Lisis Rompimiento de la membrana celular

Monoclonal es un anticuerpo homogeacuteneo producido por una ceacutelula hiacutebrida

producto de la fusioacuten de un clon de linfocitos B descendiente de una sola y uacutenica

ceacutelula madre y una ceacutelula plasmaacutetica tumoral

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 8

Nucleasa son enzimas que pueden ser tanto ribonucleasas (RNasas) como

desoxirribonucleasas (DNasas) las primeras hidrolizan al ARN y las segundas al

ADN

Nucleoacutetidos son moleacuteculas orgaacutenicas formadas por la unioacuten covalente de un

monosacaacuterido de cinco carbonos (pentosa) una base nitrogenada y un grupo

fosfato

Opsonizacioacuten proceso por el que se marca a un patoacutegeno para su ingestioacuten y

destruccioacuten por un fagocito

Oligonucleoacutetidos es una secuencia corta de ADN o ARN con cincuenta pares

de bases o menos

Patoacutegena es todo agente que puede producir enfermedad

Polimerasa La polimerasa es una enzima capaz de transcribir o replicar aacutecidos

nucleicos

Polimorfismo hace referencia a la existencia en una poblacioacuten de muacuteltiples

alelos de un gen

Saproacutefita bacterias que no se desarrollan en el organismo vivo y que se

alimentan de los desperdicios de alimentos generados por el propio organismo

Serotipo Categoriacutea en la que se clasifican los microbios o los virus seguacuten su

reaccioacuten en presencia de suero que contiene anticuerpos especiacuteficos

Tamizaje exaacutemenes aplicados con el fin de identificar una poblacioacuten

aparentemente sana en mayor riesgo de tener una determinada enfermedad que

hasta ese momento no se les ha diagnosticado

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 9

1 INTRODUCCIOacuteN

Las Leptospira son bacterias Gram negativas que miden 0-1microm de diaacutemetro y 6-

20microm de largo Estas espiroquetas pertenecen a la familia Leptospiraceae orden

Spirochaetales y claacutesicamente comprenden 2 especies L interrogans y L biflexa

siendo la primera patoacutegena y la segunda saproacutefita Leptospira interrogans incluye

alrededor de 23 serogrupos y 218 serovares y L biflexa 28 serogrupos y 60

serovares (Zunido et al 2007 Desvars et al 2008)

Los hueacutespedes reservorios son los animales silvestres y domeacutesticos aunque el

agente tambieacuten se ha aislado de otros vertebrados como aves y anfibios los que

eliminan las Leptospira con la orina por periodos de tiempos variables

dependiendo de la especie animal (Ceacutespedes et al 2007)

La leptospirosis tiene en Nicaragua un comportamiento endemo-epideacutemico con

una notificacioacuten 2 casos como promedio semanal En el periacuteodo de lluvias

(octubre-noviembre) este promedio semanal se eleva hasta 8 casos La regioacuten

Occidental (Departamentos de Leoacuten y Chinandega) son los que con maacutes

frecuencia reportan la ocurrencia de brotes epideacutemicos

Los cuadros de leptospirosis humana en cuya fase terminal ocurre la hemorragia

pulmonar se han presentado en Nicaragua a partir de 1995 con grandes brotes

epideacutemicos en 1995 1998 y 2007 todos ellos asociados a intensas lluvias (Pelaacuteez

et al 2007)

En Nicaragua como en el resto de paiacuteses del mundo la prueba de oro para el

diagnoacutestico de Leptospira es la prueba de Aglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) (OPS

2008) sin embargo esta teacutecnica tiene desventajas tales como no diferencia entre

anticuerpos vacunales y de infeccioacuten utiliza como antiacutegeno Leptospira vivas

siendo tedioso el mantenimiento de las cepas y un riesgo potencial para el

personal del laboratorio Para obtener una sensibilidad adecuada se deben utilizar

como antiacutegenos cepas representativas de todos los serogrupos presentes en el

paiacutes o regioacuten y de todos los serovares adaptados a la especie objeto de estudio

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 10

Otro meacutetodo directo de diagnoacutestico es el cultivo pero es limitado y requiere de

mucho tiempo (Alonso et al 2001)

Diversos estudios han demostrado una sensibilidad y especificad de la PCR de

hasta el 100 siendo asiacute una herramienta uacutetil en el diagnoacutestico precoz de

leptospirosis sobre todo en las formas graves de la enfermedad (Ceacutespedes et al

2007)

Por las razones citadas anteriormente se pretende estandarizar una multiplex PCR

para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y patoacutegena en muestras de animales

domeacutesticos y asiacute validar su alta sensibilidad y especificidad Esta teacutecnica ha

servido para detectar e identificar Leptospira en sangre liacutequido cefalorraquiacutedeo

humor acuoso y orina Ademaacutes puede diferenciar con rapidez las formas

patoacutegenas de las no patoacutegenas (Green et al 2008)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 11

11 ANTECEDENTES

En 2001 se llevoacute a cabo la identificacioacuten de aislamientos de Leptospira por

meacutetodos seroloacutegicos y geneacuteticos en tres provincias de Cuba Se estudiaron 18

cepas de Leptospira aisladas de pacientes con leptospirosis humana en los

resultados por MAT las cepas fueron agrupadas entre los serogrupos ballum

pomoma caniacutecola e icterohaemorrhagiae Se determinoacute el serovar de 7 de las

cepas estudiadas con el uso de los anticuerpos monoclonales Para la totalidad de

las cepas se obtuvo por reaccioacuten en cadena de la polimerasa un fragmento

amplificado de 631 pb El anaacutelisis con enzimas de restriccioacuten del producto

amplificado originoacute iguales patrones de restriccioacuten en todas las cepas estudiadas

(Victoria et al 2001)

En 2007 se efectuoacute la deteccioacuten de Leptospira patoacutegenas en animales por PCR

basado en los genes lipL21 y lipL32 en India Se recogieron muestras de suero y

tejido de bovinos buacutefalos y cobayos junto a becerros experimentalmente

infectados A los cuales se les realizoacute PCR usando los genes lipL21 y lipL32 asiacute

como los cebadores G1G2 y se determinoacute que todos los sueros tanto las

muestras colectada en campo como la de los animales infectados

experimentalmente fueron positivos tanto con el uso de cebadores G1G2 asiacute

como con los genes lipL21 y lipL32 (Cheema et al 2006)

Se desarrolloacute un estudio para la deteccioacuten y diferenciacioacuten entre Leptospira spp

patoacutegenas y saproacutefitas por multiplex PCR en la ciudad de Bangkok Tailandia Este

meacutetodo pudo amplificar 27 serovares patoacutegenos y 5 serovares saproacutefitas

mostrando una amplificacioacuten de 615 y 316 pares de bases (pb) respectivamente

(Kositanont et al 2007)

En 2007 se llevoacute a cabo la estandarizacioacuten y validacioacuten de una prueba de PCR

para el diagnoacutestico precoz de leptospirosis humana en zonas endeacutemicas del Peruacute

Amplificoacute el ADN de 25 serovares de seis especies de Leptospira spp No

amplificoacute las muestras de ADN de otros microorganismos patoacutegenos La

sensibilidad y especificidad del meacutetodo fue 100 in vitro Su sensibilidad fue de

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 12

100 (IC95 979 - 100) en muestras de sangre antes de los ocho primeros diacuteas

de enfermedad y de 30 (IC95 163 - 43-7) cuando el tiempo de enfermedad fue

mayor El PCR en orina tiene una baja sensibilidad (Ceacutespedes et al 2007)

En 2009 se realizoacute la deteccioacuten de Leptospira patoacutegenas en tejido renal de perros

vagos mediante PCR en tiempo real en la ciudad de Chillan Chile De los 72

perros a los que se les extrajo ADN de tejido renal el 597 de los perros resultoacute

infectado (Campos 2009)

En 2010 se realizoacute un estudio para la aplicacioacuten de las pruebas de PCR

convencional simple y muacuteltiple para la identificacioacuten de aislamientos de Leptospira

spp en Colombia los resultados maacutes consistentes fueron obtenidos con la PCR

simple lipL32 tanto en limite de deteccioacuten especificidad y utilidad para la

identificacioacuten de Leptospira spp (Moreno et al 2010)

Una multiplex PCR fue desarrollada para la deteccioacuten de Leptospira en muestras

de agua del ambiente obtenidas en un asentamiento de barrio en Petroacutepolis

ciudad de Rio de Janeiro Tres de las 100 muestras analizadas fueron positivas en

la multiplex PCR se consideroacute que dos muestras teniacutean Leptospira saproacutefitas y

una Leptospira patoacutegenas (Vital et al 2010)

En 2012 se caracterizoacute aislamientos cliacutenicos de Leptospira por meacutetodos

fenotiacutepicos y moleculares en la repuacuteblica de Nicaragua De las 8 cepas de

Leptospira aisladas de casos cliacutenicos mediante meacutetodos fenotiacutepicos y

moleculares para el primer meacutetodo ninguna de estas mostraron crecimiento a

13degC en medio suplementado con 8-azaguanina (225 mgMl) y para el segundo

meacutetodo los resultados de este ensayo demostraron la presencia de bandas de

amplificacioacuten de los genes OmpL1 y lipL32 para los ocho aislamientos (Rosario et

al 2012)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 13

12 JUSTIFICACIOacuteN

La leptospirosis es una zoonosis de distribucioacuten mundial que afecta a los

mamiacuteferos tanto domeacutesticos como silvestres aunque el agente tambieacuten se ha

aislado de otros vertebrados como aves y anfibios La enfermedad puede estar

causada por cualquiera de las espiroquetas paraacutesitas clasificadas dentro del

geacutenero Leptospira (Alonso et al 2001)

Es una zoonosis en Nicaragua que presenta una endemicidad constante tal y

como lo demuestran las estadiacutesticas de la enfermedad principalmente despueacutes de

lluvias fuertes e inundaciones Afectando de igual manera a humanos y animales

produciendo un gran impacto socioeconoacutemico para la poblacioacuten en general

El diagnoacutestico de la enfermedad es complejo debido a que no manifiesta siacutentomas

especiacuteficos y resulta difiacutecil realizar e interpretar los meacutetodos diagnoacutesticos de

referencia en base a cultivos bacterianos y a test seroloacutegicos para la identificacioacuten

de la especie y serovares (Levett et al 2001)

La reaccioacuten en cadena de la polimerasa (PCR) es una prueba de diagnoacutestico

molecular muy sensible y especiacutefico que sirve para detectar e identificar

Leptospira en sangre liacutequido cefalorraquiacutedeo humor acuoso y orina Esta teacutecnica

puede diferenciar con rapidez las formas patoacutegenas de las no patoacutegenas (Greene

et al 2008) Sin embargo la teacutecnica debe ser estandarizada en cada laboratorio

antes de ser utilidad en el diagnoacutestico y vigilancia de la enfermedad El objetivo de

este estudio fue estandarizar una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira

saproacutefita y patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos Esta teacutecnica

proporcionaraacute una alterativa maacutes raacutepida que el aislamiento asiacute como una

clasificacioacuten confiable de Leptospira patoacutegenas y saproacutefitas circulante en animales

domeacutesticos

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 14

13 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

iquestCuaacuteles son los paraacutemetros oacuteptimos en la estandarizacioacuten de una multiplex PCR

para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y patoacutegena en muestras de animales

domeacutesticos

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

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2 OBJETIVOS

21 General

Estandarizar una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y

patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos

22 Especiacutefico

Establecer el liacutemite deteccioacuten de multiplex PCR en muestras sanguiacuteneas y orina

Determinar la sensibilidad y especificidad de muacuteltiplex PCR para el diagnoacutestico de

Leptospira

Clasificar las cepas de Leptospira como saproacutefita y patoacutegena a traveacutes de multiplex

PCR

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3 MARCO TEOacuteRICO

Las Leptospira son bacterias pertenecientes al orden Spirochaetales familia

Leptospiraceae y geacutenero Leptospira Aunque son bacterias Gram negativas no se

tintildeen bien mediante los colorantes convencionales por lo que habitualmente se

visualizan por medio de la microscopiacutea de campo oscuro La impregnacioacuten

argeacutentica y las teacutecnicas de inmunohistoquiacutemicas se utilizan para poner en

manifiesto su presencia en tejidos (Quinn et al 2002)

Su tamantildeo es de 025 por 6-25 microm tienen forma ciliacutendrica y helicoidal con dos

filamentos axiales insertados en los extremos del cuerpo celular que actuacutean como

citoesqueleto y le permiten el movimiento (Bharti et al 2003)

Estas son moacuteviles describen tres tipos de movimientos rotacioacuten alrededor de su

eje central movimientos progresivos rectos y movimientos circulares (Bharti et al

2003) son aerobios obligados que se desarrollan a una temperatura de 28 a

30degC Son catalasa y oxidasa positivo creciendo en medios simples enriquecidos

con vitaminas aacutecidos grasos de cadena larga y sales de amonio (Levett 2001)

Su genoma consiste en dos cromosomas circulares uno de mayor tamantildeo que

asciende a 4332241 bp y uno pequentildeo de 358943 bp los que juntos suman

4691184 bp (Ren et al 2003)

La bacteria no se multiplica fuera del hueacutesped y es considerablemente

dependiente del medio puesto que es muy susceptible a la desecacioacuten a pH

inferiores a 6 o superiores a 8 y temperaturas menores a 10ordmC o mayores a 34ordmC

le resultan nocivos (McDonough 2001) Asiacute como la luz solar directa la

hipersalinidad los desinfectantes corrientes los detergentes y el jaboacuten pueden

afectar al microorganismo (Zamora et al 1999)

Los organismos de Leptospira sobreviven hasta 180 diacuteas en suelos huacutemedos por

varios meses en superficies acuosas y sobreviven auacuten mejor en agua estancada

que en movimiento (McDonough 2001 Acosta et al 1994)

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31 Mecanismos de transmisioacuten

Las Leptospira se transmiten por contacto directo o indirecto La transmisioacuten

directa ocurre a traveacutes de orina infectada transferencia veneacuterea o

transplacentaria heridas por mordedura o ingestioacuten de tejidos infectados La

transmisioacuten indirecta se da a traveacutes de la exposicioacuten de los animales susceptibles

agua suelo alimento o camas contaminadas (Greene et al 2008)

Existen dos tipos de hueacutespedes involucrados en la transmisioacuten de la enfermedad

Los hueacutespedes primarios constituidos por aquellas especies que no desarrollan

una sintomatologiacutea evidente y que son capaces de eliminar por periodos

prolongados la bacteria y los hueacutespedes secundarios conformados por aquellas

especies que por el contrario enferman gravemente y no alcanzan a liberar la

bacteria o lo hacen por un periodo reducido (McDonough 2001)

32 Clasificacioacuten

A partir de 1989 el geacutenero Leptospira fue dividido en dos especies L interrogans

que comprendiacutea a todas las cepas patoacutegenas y L biflexa que incluiacutea a las cepas

saproacutefitas aisladas del medio ambiente Ambas fueron divididas en numerosos

serovares definidos por aglutinacioacuten Sobre 60 y 200 serovares han sido

reconocidos para L biflexa y L interrogans respectivamente Los serovares que

se encontraban relacionados antigeacutenicamente fueron agrupados como serogrupos

(Levett 2001)

33 Patogeacutenesis

La Leptospira es resistente a la actividad bactericida del suero normal y en

ausencia de anticuerpos especiacuteficos no es fagocitada ni destruida por los

polimorfonucleares o macroacutefagos Despueacutes de penetrar la piel o las mucosas la

Leptospira hace una bacteriemia que inicialmente alcanza todas las partes del

cuerpo incluyendo el liacutequido cefalorraquiacutedeo (LCR) y los ojos y genera la

produccioacuten de anticuerpos aglutinantes y el fenoacutemeno de opsonizacioacuten entre los

diacuteas 5 y 7 Si esta respuesta no es suficiente para detener su progreso la

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Leptospira avanza en los tejidos Alliacute se multiplica en forma acelerada deja de ser

encontrada en la sangre y se elimina por la orina durante semanas o meses (fase

inmune o de leptospiruria) (Acosta et al 1994)

La leptospirosis puede presentarse con diferentes formas grados y combinaciones

de compromiso orgaacutenico ya sea como un cuadro febril inespeciacutefico como

afeccioacuten preferente de uno o maacutes oacuterganos involucrados o como una enfermedad

grave con compromiso multiorgaacutenico y alta letalidad (Zunino y Pizarro 2007)

La etapa aguda o septiceacutemica de alrededor de 1 semana seguida de una fase

inmune caracterizada por la produccioacuten de anticuerpos y eliminacioacuten de la

bacteria a traveacutes de la orina La mayor complicacioacuten de la patologiacutea se encuentra

asociada a la localizacioacuten de las bacterias en los tejidos durante la fase inmune

alrededor de la segunda semana de la patologiacutea (Levett 2001)

En animales susceptibles la lesioacuten de las membranas de los gloacutebulos rojos y de

las ceacutelulas endoteliales junto con el dantildeo hepatocelular desencadena anemia

hemoliacutetica ictericia hemoglobinuria y hemorragia (Quinn et al 2002)

La superficie de las ceacutelulas bacterianas constituye una interfase entre el patoacutegeno

y el hospedador formando un sitio de interaccioacuten con los tejidos durante la

infeccioacuten Para los patoacutegenos extracelulares la superficie bacteriana es tambieacuten el

blanco de la respuesta inmune del hospedador (Cullen et al 2005) Se ha

sentildealado que LipL32 interactuacutea con componentes de la matriz extracelular como el

colaacutegeno y que existe una respuesta de inmunoglobulina M contra la lipoproteiacutena

durante la fase aguda y convaleciente de leptospirosis en humanos (Hauk et al

2008)

34 Sintomatologiacutea

Las manifestaciones oculares incluyen efusioacuten conjuntival presencia de ictericia

en la escleroacutetica y uveiacutetis Esta uacuteltima puede ser unilateral o bilateral y puede

presentarse semanas meses y ocasionalmente en antildeos posterior a la

enfermedad aguda (Levett 2001)

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Las alteraciones reproductivas pueden ocurrir posterior a una infeccioacuten y la

leptospirosis debe ser considerada como diagnoacutestico diferencial en casos de

aborto o muerte perinatal (Andreacute Fontaine 2006)

En bovinos la enfermedad puede ser aguda subaguda y croacutenica En la forma

aguda son maacutes susceptibles los animales de un mes de edad Se caracteriza por

septicemia fiebre de 405 Cdeg anorexia petequias en mucosas depresioacuten

ictericia anemia hemoliacutetica con hemoglobinuria palidez de las mucosas disnea

suele ocurrir aborto baja de la produccioacuten de la leche y ocasionalmente mastitis

En la forma subaguda se presentan los mismos siacutentomas la fiebre es de 39 a 40

Cdeg existe baja de la produccioacuten laacutectea y esta es de color rojo o anaranjado

amarillento En la forma croacutenica generalmente los siacutentomas son aborto que se

presenta en el uacuteltimo tercio de la gestacioacuten ocasionalmente se puede presentar

meningitis leptospiroacutesica incoordinacioacuten sialorrea conjuntivitis y rigidez muscular

En porcinos generalmente se presenta la forma croacutenica en ovinos y caprinos no

se conoce mucho la enfermedad debido a su poca frecuencia y la mayor parte de

los animales afectados se encuentran muertos con apariencia septiceacutemica en

equinos se presenta la forma subaguda en perros y gatos se presenta la

enfermedad desde formas subcliacutenicas hasta formas graves en animales

silvestres la mayoriacutea estaacuten adaptados y no manifiestan siacutentomas cliacutenicos (Acha et

al 1978)

35 Diagnoacutestico

Debido a que las manifestaciones cliacutenicas de la leptospirosis variacutean en tipo y

gravedad tanto en los hombres como en animales es difiacutecil su diagnoacutestico cliacutenico

hacieacutendose necesaria la confirmacioacuten de los casos mediante pruebas de

laboratorio existen pruebas que sin ser especiacuteficas para la enfermedad pueden

orientar al cliacutenico hacia el diagnoacutestico de leptospirosis (Ceacutespedes 2005)

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351 Diagnoacutestico epidemioloacutegico

La anamnesis debe incluir datos sobre la eacutepoca del antildeo en la que aparecioacute el

brote la aptitud del rebantildeo el estado sanitario del mismo el contacto con otras

especies domeacutesticas la sintomatologiacutea predominante y si se realiza vacunacioacuten

frente a la leptospirosis Asimismo deberaacute obtenerse informacioacuten sobre el nuacutemero

de animales afectados la edad de los mismos y la fase de la gestacioacuten en que se

produce el aborto (Alonso et al 2001)

352 Pruebas Diagnoacutesticas

Se basa en el cultivo del organismo la demostracioacuten seroloacutegica o el diagnoacutestico

molecular (Dammert 2005)

3521 Cultivo

La Leptospira se puede aislar de muestras de sangre y liacutequido cefalorraquiacutedeo en

los primeros 7-10 diacuteas de la enfermedad y en la orina puede ser detectada durante

la segunda y tercera semana de la enfermedad (Bharti 2003) Una vez tomada la

muestra esta se debe inocular en 10 ml de medio semisoacutelido que contenga 5-

fluoracilo

El cultivo debe ser incubado a 28-30 degC y ser examinado semanalmente en el

microscopio de campo oscuro durante 13 semanas antes de ser descartado Los

cultivos contaminados pueden ser filtrados antes de recultivarlos a un medio

nuevo (Levett 2001)

Existen otros medios recientemente desarrollados uacutetiles en el aislamiento de la

Leptospira medio EMJH (Ellinghausen y Mcllough modificado por Johnson y

Harries) y el medio Tween 80-albuacutemina este uacuteltimo considerado el mejor

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Como el cultivo tiene el inconveniente de ser muy largo (5-6 semanas de

incubacioacuten) no se debe considerar para definir una conducta terapeacuteutica inicial

(Acosta et al 1994)

3522 Pruebas seroloacutegicas

Las pruebas seroloacutegicas constituyen el procedimiento de laboratorio utilizado con

maacutes frecuencia para confirmar el diagnoacutestico cliacutenico para determinar la

prevalencia en el rebantildeo y para realizar los estudios epidemioloacutegicos Los

anticuerpos de las Leptospira aparecen a los pocos diacuteas del comienzo de la

enfermedad y persisten durante semanas o meses y en algunos casos antildeos

Desafortunadamente los tiacutetulos de anticuerpos puede que desciendan hasta

niveles indetectables mientras los animales permanecen infectados croacutenicamente

Para superar este problema se necesitan meacutetodos sensibles que detecten el

microorganismo en la orina o en el tracto genital de portadores croacutenicos

Se ha descrito una amplia variedad de pruebas seroloacutegicas que muestran grados

variables de especificidad de serogrupo y de serotipo La prueba de la aglutinacioacuten

microscoacutepica (MAT) y el enzimoinmunoensayo (ELISA) contribuyen al diagnoacutestico

veterinario (OIE 2008)

35221 Prueba de Aglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) La prueba MAT en la

que se emplean antiacutegenos vivos es la prueba seroloacutegica maacutes ampliamente

utilizada Constituye la prueba de referencia frente a la que se evaluacutean todas las

otras pruebas seroloacutegicas y se utiliza en las comprobaciones para la

importacioacutenexportacioacuten (OIE 2008)

El MAT posee una alta sensibilidad y especificidad siendo sus resultados

utilizados para identificar el serovar o serogrupo infectante pero requiere de la

experiencia del operador y la variacioacuten diagnoacutestica entre laboratorios es elevada

(Bharti et al 2003) Para llevarlo a cabo se requiere que el laboratorio cuente con

cultivos vivos de todos los serovares para emplearlos como antiacutegenos

consideraacutendose que su interpretacioacuten es complicada debido a la alta degradacioacuten

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presencia de reaccioacuten cruzada entre diferentes serogrupos y a reacciones

paradoacutejicas (Levett 2001)

35222 Otras pruebas seroloacutegicas Debido a la complejidad de la prueba de

Aglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) se ha desarrollado otras pruebas seroloacutegicas

para la deteccioacuten de anticuerpos antileptospira en la fase aguda de la infeccioacuten La

fijacioacuten de complemento (CF) fue ampliamente usado pero el meacutetodo no fue

estandarizado La prueba de Fijacioacuten de complemento ha sido reemplazada por el

meacutetodo ELISA (Levett 2001)

El ELISA se utiliza tanto para la deteccioacuten de anticuerpos en la leche como en el

suero permitiendo ademaacutes diferenciar entre IgG e IgM (Alonso et al 2001) En

este ensayo se detecta IgM antileptospira tan solo 1 semana despueacutes de la

infeccioacuten antes de que esteacuten presentes los anticuerpos aglutinantes Los

anticuerpos IgG se detectan comenzando 2 semanas despueacutes de la infeccioacuten y

persisten durante largos periodos de tiempo (OIE 2008)

La deteccioacuten de IgM en suero por ELISA es maacutes sensible que el MAT cuando la

primera muestra se toma en la fase aguda de la enfermedad (Ceacutespedes 2005)

Ademaacutes presenta otras ventajas frente al MAT como es el hecho de no presentar

riesgo sanitario para los operarios ser de faacutecil estandarizacioacuten y ser una prueba

en la que las reacciones cruzadas son poco frecuentes Sus principales

desventajas son que normalmente son serovar especiacuteficos con lo cual no

obtendremos informacioacuten acerca de una posible infeccioacuten por otros serovares y

que no permite diferenciar entre anticuerpos vacunales y de infeccioacuten (Alonso et

al 2001)

3523 Diagnoacutestico molecular

35231 Reaccioacuten en cadena de la polimerasa (PCR)

La PCR es un meacutetodo in vitro de siacutentesis de ADN con el que un segmento

particular de este es especiacuteficamente amplificado al ser delimitado por un par de

cebadores o iniciadores que lo flanquean Su copiado se logra en forma

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exponencial a traveacutes de repetidos ciclos de diferentes periodos y temperaturas de

incubacioacuten en presencia de una enzima ADN polimerasa termoestable Asiacute se

obtienen en cuestioacuten de horas millones de copias de la secuencia deseada del

ADN

La PCR es una teacutecnica de biologiacutea molecular altamente especiacutefica raacutepida

sensible y versaacutetil para detectar cantidades iacutenfimas de un cierto ADN especiacutefico

posibilitando su faacutecil identificacioacuten (Rodriacuteguez et al 2004)

El meacutetodo se basa en su forma maacutes simple en la realizacioacuten de tres reacciones

sucesivas llevadas a cabo a distintas temperaturas Estas reacciones se repiten

ciacuteclicamente entre veinte y cuarenta veces La muestra se calienta en el primer

paso hasta lograr la separacioacuten de las dos cadenas que constituyen el ADN

hecho que se conoce como desnaturalizacioacuten (Satz et al 1993) En el segundo

ocurre la hibridacioacuten de las cadenas desnaturalizadas del ADN blanco con los

denominados cebadores o iniciadores (ADN sinteacutetico de hebra sencilla) a una

temperatura que facilita el apareamiento de las bases nitrogenadas

complementarias de ambas clases de ADNs (Rodriacuteguez et al 2004) Por uacuteltimo se

da la reaccioacuten de extensioacuten que generalmente es llevada a cabo a una

temperatura intermedia en la cual la ADN polimerasa copia el ADN entre las

secuencias correspondientes a los oligonucleoacutetidos iniciadores (Torres et al

1995) La deteccioacuten se realiza mediante electroforesis en gel de agarosa y tincioacuten

con bromuro de etidio (Costa 2004)

En los uacuteltimos antildeos se ha desarrollado PCR en muestras bioloacutegicas como orina

suero liacutequido cefalorraquiacutedeo y tejido renal posicionaacutendose la teacutecnica como una

herramienta de diagnoacutestico sensible y especiacutefica en la deteccioacuten e identificacioacuten

de Leptospira spp (Levett 2001 Branger et al 2005)

Una limitacioacuten de diagnoacutestico basado en la PCR de la leptospirosis es la

incapacidad de la mayoriacutea de los ensayos de PCR para identificar el serovar

infectante Si bien esto no es significativo para la gestioacuten individual del paciente la

identidad del serovar tiene un importante valor epidemioloacutegico y en salud puacuteblica

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Las estrategias disentildeadas para superar este obstaacuteculo han incluido la digestioacuten de

productos de PCR con endonucleasas de restriccioacuten secuenciacioacuten directa de los

amplicones y Anaacutelisis de Conformacioacuten de Cadena Sencilla (SSCP)

Genomospecies de Leptospira pueden ser diferenciadas despueacutes de la PCR por

electroforesis en geles de poliacrilamida no desnaturalizante seguido por tincioacuten

con plata y sin el paso adicional de purificacioacuten y desnaturalizacioacuten (Ahmad et al

2005)

35232 Reaccioacuten en cadena de la polimerasa muacuteltiple

La PCR muacuteltiple son reacciones que consiguen amplificar simultaacuteneamente y en

un uacutenico tubo diferentes secuencias diana permitiendo la deteccioacuten e

identificacioacuten simultaacutenea de distintos genes de intereacutes (Mendez et al 2004)

35233 Fingerprinting

Un desarrollo reciente en el anaacutelisis del ADN ribotipificacioacuten se basa en el

Polimorfismo de Longitud de Fragmentos de Restriccioacuten (RFLP) Posterior a la

electroforesis del gel Agarosa el ADN es trasferido sobre una membrana y

posteriormente hibridado con sondas marcadas desde el 16S al 23S de la cadena

de ARN por lo tanto nos da una interpretacioacuten maacutes raacutepida y faacutecil del Fingerprints

Este meacutetodo es una herramienta uacutetil para la tipificacioacuten molecular de Leptospira

ya que esta metodologiacutea utiliza reactivos disponibles comercialmente puede ser

aplicada por laboratorio de diagnoacutestico y no requiere el mantenimiento de todas

las cepas de referencia y correspondientemente suero inmune de conejo La

tipificacioacuten ribosomal tambieacuten nos provee informacioacuten sobre la relacioacuten genoacutemica

basado en la similitud que tienen en comuacuten fragmentos de cadenas de Leptospira

(Terpstra et al 1986)

35234 Anticuerpo monoclonales

Los anticuerpos monoclonales son glicoproteiacutenas especializadas que hacen parte

del sistema inmune producidas por las ceacutelulas B con la capacidad de conocer

moleacuteculas especificas (Antiacutegenos) Los anticuerpos monoclonales son

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herramientas esenciales en el aacutembito cliacutenico y biotecnoloacutegico y han probado ser

uacutetiles en el diagnoacutestico y tratamiento de enfermedades infecciosas inmunoloacutegicas

y neoplaacutesicas asiacute como tambieacuten en el estudio de las interacciones patoacutegenas-

hospedador y la marcacioacuten deteccioacuten y cuantificacioacuten de diversas moleacuteculas

(Machado et al 2006)

Se han preparado anticuerpos monoclonales de conejo que aglutinan Leptospira y

los serovares pueden ser identificados con base en patrones caracteriacutesticos de

aglutinacioacuten Preparar anticuerpos monoclonales es difiacutecil y toma tiempo pero

usarlos en la MAT para serotipificar es faacutecil y da resultados raacutepidos Actualmente

estaacuten disponibles anticuerpos monoclonales para tipificar cerca de la mitad de los

serovares maacutes comunes actualmente reconocidos (OMS 2008)

35235 Secuenciacioacuten del ARNr 16S

La amplificacioacuten del gen para su posterior secuenciacioacuten parte preferentemente

de ADN extraiacutedo de un cultivo puro de la bacteria pero tambieacuten puede

conseguirse directamente de una muestra cliacutenica

El meacutetodo molecular de identificacioacuten bacteriana mediante secuenciacioacuten del

ADNr 16S incluye tres etapas a) amplificacioacuten del gen a partir de la muestra

apropiada b) determinacioacuten de la secuencia de nucleoacutetidos del amplicoacuten y c)

anaacutelisis de la secuencia (Rodicio et al 2004)

La secuenciacioacuten del ARNr 16S es un meacutetodo potente y simplificado para la

identificacioacuten de especies Leptospira (Morey et al 2006)

35236 Microarrays

El anaacutelisis de microarray consiste en la deteccioacuten e identificacioacuten simultaacutenea de un

patoacutegeno desde la misma muestra para asiacute ser implementado en los laboratorios

cliacutenicos de microbiologiacutea con facilidad y exactitud

Microarray simplemente se define como una coleccioacuten de caracteriacutesticas

microscoacutepicas (maacutes comuacutenmente ADN) que se puede probar con moleacuteculas diana

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para producir ya sea (expresioacuten geacutenica) cuantitativa o los datos cualitativos

(diagnoacutestico)

El anaacutelisis por medio de microarray tiene la capacidad de ofrecer una fuerte

deteccioacuten muacuteltiple Existen plataformas de microarrays muacuteltiples incluyendo

impresos de ADN de doble cadena y matrices de oligonucleoacutetidos

Los microarrays permiten el depoacutesito de miles de puntos conteniendo genes o

parte de genes sobre un portaobjetos para su estudio en paralelo De esta manera

es posible tener una visioacuten instantaacutenea de actividad de genomas completos o de

un grupo selecto de genes (Miller et al 2009)

En los estudios de microarrays se combinan las teacutecnicas de hibridizacioacuten de

aacutecidos nucleicos y deteccioacuten por fluorescencia De esta manera soacutelo en los

puntos del portaobjeto donde haya ocurrido hibridizacioacuten habraacute fluorescencia y la

intensidad de la fluorescencia detectada seraacute proporcional al nivel de expresioacuten

del gen en estudio

Una condicioacuten indispensable es que cada uno de los genes que esteacute representado

sea faacutecilmente distinguible de otros En otras palabras la porcioacuten del gen

inmovilizada en el portaobjeto debe llevar consigo independientemente de su

tamantildeo su ceacutedula de identidad (Barrero 2005)

La hibridacioacuten genoacutemica comparada (CGH) ha demostrado ser una herramienta

muy poderosa para las comparaciones genoacutemicas de alto rendimiento entre

especies patoacutegenas y no patoacutegenas y la exploracioacuten del genoma de muchas

especies bacterianas Las secuencias genoacutemicas disponibles de L interrogans

serovar Lai y copenhageni se utilizaron para disentildear una matriz de mosaico (Eribo

et al 2012)

35237 Enzimas de Restriccioacuten

El meacutetodo consiste en la extraccioacuten de ADN a partir de una poblacioacuten homogeacutenea

de organismos la digestioacuten del ADN con una endonucleasa de restriccioacuten y la

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electroforesis en gel de agarosa del ADN Debido a que las endonucleasas de

restriccioacuten reconocen y se unen al ADN de doble cadena especiacuteficamente a la

secuencia 4 oacute 6 de pares de bases se genera un conjunto de fragmentos La

migracioacuten de estos fragmentos en gel de agarosa estaacute relacionada con el peso

molecular un patroacuten de bandas se puede ver en el gel por la luz ultravioleta siacute se

tintildeeron con bromuro de etidio o por autorradiografiacutea Estos modelos constituyen

una huella digital caracteriacutestico de cualquier ADN en particular (Marshall et al

1981)

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4 MATERIAL Y MEacuteTODO

41 Tipo de estudio Ensayo de laboratorio

42 Cepas En este estudio se emplearon 30 cepas distribuidas en 24 serogrupos

de Leptospira proporcionados por Centro Nacional de Diagnoacutestico y Referencia

(CNDR)

43 Muestras Las condiciones de crecimiento para la Leptospira fueron de 28-

30degC durante siete diacuteas en el medio Ellinghaussen-McCullough-Johnson-Harris

(EMJH)

45 PCR cebadores y condiciones de amplificacioacuten

Los cebadores de oligonucleoacutetidos LepF1 PU1 y LepR1 que corresponden a las

posiciones 8461 a 8480 8720 a 8738 y 9334 a 9316 respectivamente fueron

disentildeados para unirse a regioacuten 23S del ADNr la cual corresponde a la secuencia

de Leptospira interrogans (patoacutegena)

Los cebadores SU1 y LepR1 fueron disentildeados para serovares de saproacutefitas que

corresponden a la posicioacuten 326 a 343 y 641 a 623 respectivamente basado en la

secuencia parcial del ADNr de Leptospira biflexa La secuencia de los cebadores

se demuestra en la tabla 1

Tabla1 Cebadores utilizados en la amplificacioacuten

Cebador Secuenciacioacuten 5` a 3` Especificidad Posicioacuten de la base

LepF1 GTTACCAAGCACAAGATTAG Leptospira spp 8461 - 8480

LepR1 TAGTCCCGATTACATTTTC Leptospira spp 9334 - 9316

PU1 TATCAGAGCCTT TTAATGG Patoacutegena 8720 - 8738

SU1 TTTAGGGTTAGCGTGGTA Saproacutefita 326 - 343

LepR1 TAGTCCCGATTACATTTTC Leptospira spp 641 - 623

El ADN de la Leptospira fue amplificado usando LepF1 (5

GTTACCAAGCACAAGATTAG 3) y LepR1 (5 TAGTCCCGATTACATTTTC 3)

Para la multiplex PCR fueron usado como cebadores internos PU1 (5

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TATCAGAGCCTTTTAATGG 3) SU1 (5 TTTAGGGTTAGCGTGGTA 3) y LepR1

(5 TAGTCCCGATTACATTTTC 3)

Para la amplificacioacuten del ADN se utilizoacute como control positivo de patoacutegena la cepa

icterohaemorrhagiae mientras que como control de saproacutefita se utilizoacute la cepa

patoc ambas se encontraban en caldo de cultivo Ellinghausen-McCullough-

Johnson-Harris (EMJH) y como control negativo se utilizoacute agua libre de nucleasa

Los segmentos de ADN amplificado para patoacutegenas corresponde a 615 pb y para

saproacutefitas 316 pb (gen 23S ADNr) Esta amplificacioacuten fue realizada en el

termociclador Las condiciones de la PCR consistieron en 40 ciclos Una

desnaturalizacioacuten inicial fue de 94degC por 5 minutos Cada ciclo comprendioacute una

desnaturalizacioacuten a 94degC por 1 minuto temperatura de anneling a 50degC por 50

segundos y una extensioacuten a 72degC por 1 minuto El uacuteltimo paso fue la elongacioacuten a

72degC por 7 minutos

46 Paraacutemetros a probar en la estandarizacioacuten

461 Mezcla

Se sometieron a prueba tres tipos de mezcla cada una con concentraciones

distintas pero con un volumen final de 50 microl reflejadas en la tabla 2

Tabla 2 Mezclas de reactivos puestas a prueba

Componente Mezcla 1 Mezcla 2 Mezcla 3

Agua free nucleasa 19 microl 26 microl 14 microl

Master mix 16 microl 8 microl 16 microl

Cebador 1 (LepF1) 2 microl 2 microl 2 microl

Cebador 2-5 (LepR1) 4 microl 2 microl 4 microl

Cebador 3 (PU1) 2 microl 1 microl 2 microl

Cebador 4 (SU1) 2 microl 1 microl 2 microl

AND (muestral o control) 5 microl 10 microl 10 microl

Volumen final 50 microl 50 microl 50 microl

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 30

462 5-Fluoracilo

Se puso a prueba el papel que juega el 5-fluoracilo debido a su utilizacioacuten en los

medios de cultivo para evitar la contaminacioacuten bacteriana de las Leptospira

ademaacutes que permite un mejor crecimiento de eacutestas (WHO 1967) Su eficacia

radica en que se une de forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial

para la siacutentesis de nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases

nitrogenadas que forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se

puede replicar lo que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002)

463 Tipo de extraccioacuten de ADN

El ADN genoacutemico de las cepas de Leptospira y de las muestras sanguiacuteneas y

orina fue extraiacutedo de acuerdo a las instrucciones del kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) siguiendo los procedimientos de manufactura (ver anexo

1)

Se ensayaron extracciones por calentamiento a 90degC ndash 100degC por 20 minutos El

ADN extraiacutedo fue almacenado a -20deg C hasta su amplificacioacuten

464 Muestras fingidas

Se obtuvieron muestras de suero y orina de cada especie (canino bovino porcino

y equino) y se mezclaron con cepas de referencia proporcionados por el Centro

Nacional De Investigacioacuten de Holanda para posteriormente realizar PCR A cada

muestra se le realizoacute extracciones por calentamiento y por el kit de extraccioacuten

QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

47 Determinacioacuten del liacutemite de deteccioacuten

Se determinoacute al calcular la cantidad de ADN que capaz de detectar la teacutecnica en

un ml de muestras de sangre y orina para esto se realizoacute una serie de diluciones

(desde 11 hasta 110000000) de las muestras a partir de una concentracioacuten de

ADN conocida (120 ng)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 31

48 Sensibilidad

Se sometieron 29 serovares patoacutegenas y 1 saproacutefita como controles positivos

proporcionados por Centro Nacional de Diagnoacutestico y Referencia

Se calculoacute la sensibilidad y el intervalo de confianza del 95 en el programa

EPIDAT 31 de acuerdo a la siguiente foacutermula

VP= Verdaderos positivos

FN= Falsos negativos

49 Especificidad

Se realizoacute un ensayo de especificidad utilizando ADN de 10 muestras con otras

cepas bacterianas diferentes a Leptospira que fueron inoculadas en medio EMJH

y suero para detectar falsos positivos el panel de muestras se describe en la

siguiente tabla

Tabla 3 Cepas bacterianas utilizadas para la determinacioacuten de la

especificidad

Cepa Nuacutemero de muestras

Staphyloccocus aureus 2

Escherichi coli 2

Salmonella spp 2

Proteus spp 2

Streptococcus pyogenes 2

Se calculoacute la especificidad y el correspondiente intervalo de confianza (95) en el

programa EPIDAT 31 de acuerdo a la siguiente foacutermula

VN= Verdaderas negativos

FP= Falso Positivos

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 32

5 RESULTADOS

De los 30 serovares que se sometieron al ensayo se detectaron 15 siendo

correspondiente a 12 serogrupos dentro los que se encuentran pomona e

icterohaemorrhagia dentro las patoacutegenas de importancia asiacute como el serogrupo

patoc de la saprofitas puesta a prueba Ver foto 1

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute ser la nuacutemero 1 compuesta por

Agua free nucleasa 19 microl Master mix 16 microl Primer 1 (Lep F1) 2 microl Primer 2-5

(LepR1) 4 microl Primer 3 (PU1) 2 microl Primer4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl Ver foto 2

En los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia en la

capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y saprofitas Ver

foto 2

La extraccioacuten maacutes adecuada resultoacute ser por calentamiento en la que se

identificaron 8 muestras de 19 mientras que las extracciones con el kit de

extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg) solo 2 muestras de 8 fueron

identificadas Ver foto 3

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten se encontroacute que la teacutecnica es capaz de identificar

una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira correspondiente a una

dilucioacuten 110000 Ver foto 4

En la determinacioacuten de la capacidad de la teacutecnica para detectar e identificar

Leptospira en muestras de campo se encontroacute que de 12 muestras de suero se

identificaron 3 mientras que de 13 muestras de orina fueron identificadas 5 Ver

foto 3

La sensibilidad mostrada fue de 50 IC 95 (3044 ndash 6956) mientras que la

especificidad fue de 100 IC 95 (95 ndash 100) con un valor predictivo positivos de

100 IC 95 (9667 ndash 100) y un valor predictivo negativo de 40 IC 95 (1880 ndash

6120) esto con una prevalencia de 75 IC 95 (6033 ndash 8967) mostrando un

Iacutendice de validez de 6550 IC 95 (4625 ndash 7875)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 33

6 DISCUSIOacuteN

Actualmente el meacutetodo para diagnosticar leptospirosis es la prueba de

Microaglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) pero esta resulta tediosa por la necesidad

de mantener las cepas lo que implica tambieacuten un riesgo potencial para el personal

de laboratorio ademaacutes no diferencia entre anticuerpos vacunales y de infeccioacuten

Otro meacutetodo directo de diagnoacutestico es el cultivo pero es limitado y requiere de

mucho tiempo (Alonso et al 2001)

Debido a las restricciones que generan estas pruebas diagnoacutesticas se ha

estandarizado una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y

patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos

En este estudio se sometieron 30 serovares al ensayo de los que se detectaron

15 correspondiente a 12 serogrupos amplificados mostrando una sensibilidad del

50 diferente a los resultados obtenidos por Ceacutespedes et al (2007) en cuyo

estudio la PCR pudo amplificar el ADN de 25 serovares de seis especies de

Leptospira spp con una sensibilidad del 100 in vitro Moreno et al (2010) mostroacute

un amplificado especiacutefico para 2122 cepas de referencia con la PCR simple

lipL32 mientras que la PCR muacuteltiple secYflaB amplificoacute 1822 cepas

Esta sensibilidad baja indica que la teacutecnica no es recomendada como una prueba

de tamizaje ya que ademaacutes del alto costo no es capaz de detectar a toda la

poblacioacuten infectada en cambio la especificidad que se obtuvo fue del 100

demostrada con el uso de ADN de otros agentes patoacutegenos (Staphyloccocus

Aureus Escherichi coli Salmonella spp Proteus spp y Streptococcus pyogenes)

los cuales no fueron amplificados Esto coincide con los ensayo realizado por

Ceacutespedes et al (2007) Moreno et al (2010) Kositanont et al (2007) y Boonsilp et al

(2011) los cuales muestran una especificad del 100 al no obtener amplificado del

ADN de otras cepas patoacutegenas que causan enfermedades febriles en sus paiacuteses

La causa de una especificidad tan alta de la reaccioacuten se debe a las secuencias

nucleotiacutedicas especiacuteficas formadas por los oligonucleoacutetidos (cebadores) LepF1 (5rsquo

GTTACCAAGCACAAGATTAG 3rsquo) LepR1 (5rsquo TAGTCCCGATTACATTTTC 3rsquo)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 34

PU1 (5rsquo TATCAGAGCCTTTTAATGG 3rsquo) y SU1 (5rsquo TTTAGGGTTAGCGTGGTA 3rsquo)

que fueron disentildeados para detectar secuencias nucleotiacutedicas especiacuteficas en este

caso el genoma de Leptospira spp (OIE 2006) Tambieacuten se debe tomar en cuenta

que la especificidad de la PCR depende ademaacutes de la temperatura empleada en

la fase de hibridacioacuten y de la cantidad de iones divalentes que se incorporan a la

reaccioacuten Cuanto mayor sea la temperatura utilizada en la fase de hibridacioacuten maacutes

especiacutefica es la reaccioacuten Esto se debe a que a mayor temperatura maacutes dificultada

se ve la unioacuten entre el cebador y la cadena molde en condiciones de

temperaturas de hibridacioacuten elevadas el cebador soacutelo se uniraacute a la cadena molde

si son complementarios en todos sus nucleoacutetidos (McPherson et al 1991)

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten por la diluciones de ADN puro (120ng) de L

interrogans serovar Australis se obtuvo un producto de 615pb hasta la dilucioacuten

110000 correspondiente a una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira

lo que coincide con la investigacioacuten realizada por Moreno et al (2010) cuyo liacutemite

de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR simple lipL32 obtuvo productos especiacuteficos

de 423 pb L interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten

110000 pero para el caso del liacutemite de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR

muacuteltiple secYflaB se obtuvieron productos especiacuteficos de 285 pb y 793 pb de L

interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten 1100 para secY y

11000 para flaB Estas diluciones se hicieron a partir de 120 ng de ADN extraiacutedo

de la cepa de referencia de Leptospira

El liacutemite de deteccioacuten para la PCR muacuteltiple indica una alta sensibilidad analiacutetica en

condiciones de PCR real esto lo posiciona como un meacutetodo de diagnoacutestico

molecular de eleccioacuten para estudios posteriores que busquen validar su uso

potencial para el diagnoacutestico de leptospirosis (Levett et al 2005)

La teacutecnica fue capaz de identificar Leptospira patoacutegena y saproacutefita lo que coincide

con el estudio de Kositanont et al (2007) que muestran resultados similares esto

se atribuye al uso de los cebadores especiacuteficos para la amplificacioacuten de genes

conservados en cepas patoacutegenas y saprofitas Otros estudios como los realizados

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 35

por Cheema et al (2007) Moreno et al (2010) y Rosario et al (2012) no

lograron detectar Leptospira saprofitas soacutelo patoacutegenas pues en ese estudio se

implicoacute solamente los genes conservados en cepas patoacutegenas de Leptospira La

inhabilidad de poder diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y no patoacutegenas puede

ser una dificultad en estudios ambientales donde se quiera diferenciar entre los

distintos serovares sin embargo no tiene importancia en el aspecto cliacutenico pues

no se aiacutesla Leptospira saprofitas en muestras animales (Ceacutespedes et al 2010)

Sin embargo otros estudios (Ibaacutentildeez et al 2010)) han mostrado anticuerpos contra

Leptospira sp serovariedad patoc en 1159 monos Rhesus (Macaca mulatta) en

condiciones de cautiverio Con tiacutetulos que variaron de 120 a 180 Silva et al

(2010) recogioacute muestra de 388 animales (aves reptiles mamiacuteferos y peces) tanto

salvajes como en cautiverio resultando positivo a MAT el 265 de los animales

Los tiacutetulos seroloacutegicos predominante fueron de 140 y 180 para los serotipos

patoc andamana canicola icterohaemorrhagiae y panamaacute

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute estar compuesta por 19 microl de Agua

free nucleasa 16 microl de GoTaqreg qPCR Master Mix 2 microl de cada uno de los

iniciadores (Lep F1 Lep R1 PU1 SU1 y Lep R1) a una concentracioacuten de 100

[Pmol] y 5 microl de ADN a un volumen final de 50 microl con una amplificacioacuten de 40

ciclos En una publicacioacuten similar realizada por Kosinatont et al (2007) utilizan 5microl

de buffer PCR 8 microl de MgCl2 1microl de cada iniciador a 20 [Pmol] y 5 microl de ADN a un

volumen final de 50microl Las condiciones de PCR consistieron de 35 ciclos Las

diferentes concentraciones de reactivos en ambos estudios se deben

probablemente a que las condiciones de laboratorio son diferentes en todas las

regiones ademaacutes del uso en el presente ensayo de un master mix comercial que

incluye todos los componentes para la PCR cuantitativa como son ADN Taq

polimerasa dATP dGTP dCTP dTTP y MgCl2 a excepcioacuten del ADN de la

muestra los cebadores y agua Utilizar este master mix evita errores en el

alineamiento de los cebadores en la temperatura de disociacioacuten de las cadenas

tanto del templado como del producto de la PCR la especificad del producto la

formacioacuten de diacutemero de cebadores y en la inhibicioacuten de la Taq polimerasa por

altas concentraciones de KCl o NaCl (Martinez et al 2004)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 36

En cuanto a los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia

en la capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y

saproacutefitas Eacuteste se puso a prueba debido a su utilizacioacuten en los medios de cultivo

cuando se toman muestras en el campo Su eficacia radica en que se une de

forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial para la siacutentesis de

nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases nitrogenadas que

forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se puede replicar lo

que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002) el 5-fluoracilo no fue una

sustancia inhibidora de la PCR pues no provoca el bloqueo directo total o parcial

de la actividad cataliacutetica de la ADN polimerasa o inhibe la unioacuten directa al ADN de

doble cadena (Newsletter Microbial 2009)

La extraccioacuten de ADN se hizo por calentamiento y con el kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) con el fin de determinar cuaacutel de los meacutetodos era el maacutes

efectivo para la extraccioacuten resultando ser la extraccioacuten por calentamiento ya que

fue capaz de detectar 8 muestras de 19 mientras que con el kit de extraccioacuten soacutelo

se lograron identificar 2 de 8 muestras Aunque con este meacutetodo ademaacutes de ser

de menor costoso se obtiene mayores valores de concentracioacuten y rendimiento de

ADN en el menor tiempo aportaacutendole rapidez y simplicidad a la prueba la pureza

del mismo es baja La importancia del proceso de purificacioacuten del material

geneacutetico es recobrar el producto maacuteximo de ADN de alto peso molecular libre de

proteiacutenas fenol e inhibidores de la Taq polimerasa El ADN de alta calidad es un

prerrequisito para su uso en teacutecnicas de biologiacutea molecular en este caso PCR

para la identificacioacuten de las secuencias especificas de ADN mediante el uso de

cebadores no asiacute el ADN degradado no sustenta la integridad de los sitios

blancos para los cebadores y consecuentemente afectar la calidad de la PCR

(Rada et al 1998)

Ademaacutes de la extraccioacuten de ADN por calentamiento existen otras teacutecnicas como

son meacutetodo fenol-cloroformo meacutetodo del acetato de potasio meacutetodo del acetato

de potasio modificado y meacutetodo de bromuro de cetil-trimetil amonio cuya base

principal es provocar una lisis celular para inactivar las nucleasas celulares y

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 37

separar los aacutecidos nucleicos de los restos de ceacutelulas (Fraga et al 2004) (Velasco

2005)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 38

7 CONCLUSIOacuteN

El PCR multiplex fue capaz de diferenciar entre Leptospira saprofita y

patoacutegena

Se obtuvo una baja sensibilidad pero alta especificidad

El 5-fluoracilo no mostro alteracioacuten en el proceso de amplificacioacuten

La mezcla maacutes adecuada fue la mezcla 1 compuesta por Agua free

nucleasa 19 microl Master mix 16 microl cebador 1 (Lep F1) 2 microl cebador 2-5

(LepR1) 4 microl cebador 3 (PU1) 2 microl cebador 4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl

Se obtuvo una alta sensibilidad analiacutetica o liacutemite de deteccioacuten capaz de

detectar hasta 0012 ng de ADN

El meacutetodo de extraccioacuten maacutes efectivo fue por calentamiento que por el kit

de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 39

8 RECOMENDACIONES

Validar la teacutecnica con una poblacioacuten maacutes representativa

Publicar los resultados de esta investigacioacuten con el fin de seguir mejorando

el diagnoacutestico de leptospirosis por PCR

Promover el uso de la PCR para un diagnoacutestico raacutepido de leptospirosis en

animales domeacutesticos

Realizar estudios de las fuentes de agua para la caracterizacioacuten de las

zonas de riesgo

Estandarizar teacutecnicas de diagnoacutestico de campo para fortalecer los sistemas

de vigilancia activa

Ofrecer charlas a las poblaciones con mayor prevalencia de leptospirosis

sobre el papel que juegan los animales en la transmisioacuten de la enfermedad

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 40

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Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 45

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Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 47

ANEXOS

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Kit de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

1 20 microl de proteinasa K en eppendorf

2 Agregar 200 microl de la muestra

3 Agregar 200 microl de buffer AL y bortear por 5 segundos

4 Incubar a 56 ordmC por 10 minutos

5 Centrifugar brevemente

6 Agregar 200 microl de etanol (96 ndash 100)

7 Pasar la mezcla del paso 6 y colocarlo en un tubo de ensayo colector

procurando no tocar los bordes y centrifugar a 8000 rpm por 1 minuto Cambiar el

tubo colector descartando el contenido

8 Agregar en el centro de la columna 500 microl de buffer AW1 Centrifugar por 8000

rpm por 1 minuto luego descartar tubo colector y el contenido cambiando a un

nuevo tubo colector

9 Agregar 500 microl de buffer AW2 en el centro de la membrana y centrifugar a

14000 rpm por 3 minutos

10 Pasar la columna a eppendorf y centrifugar a velocidad maacutexima por 1 minuto

11 Pasar la columna a eppendorf y agregar 100 microl de buffer AE incubar a

temperatura ambiente por 1 minuto luego centrifugar a 8000 rpm por un minuto

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

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Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 53

Tabla 4 Cepario de referencia de Holanda

Especie Serogrupo Serovar Cepa de referencia

L Interrogans

Australis Australis Ballico

Autumnalis Autumnalis Akiyami A

Betaviae Betaviae Swart

Canicola Canicola Hond Utrechit IV

Djasiman Djasiman Djasiman

Hebdomadis Hebdomadis Hebdomadis

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagica RGA

Icterohaemorrhagia Copenhageni M20

Icterohaemorrhagia Copenhageni Wijnberg

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagia Kantorowic

Pomona Pomona Pomona

Pyrogenes Pyrogenes Salinem

Sejroe Hardjo Hardjoprajitho

Sejroe Wolffi 3705

L Noguchi

Australis Nicaragua 1011

Lousiana Lousiana LSU 1945

Panama Panama CZ 214

L Biorgpetersenii

Ballum Castellones Castellon 3

Javanica Javanica Veldrat Batavia

Mini Mini Sari

Serjoe Serjoe M 84

Tarassovi Tarassovi Pereplitsin

L welii

Celledoni Celledoni Celledoni

Manhao Qingshui L 105

Sarnin Sarm 11 Sarnin

L Kirschneri

Cynopteri Cynopteri 3522 C

Grippotyphosa Grippotyphosa Moskva V

L Neyeri Ranarum Ranarum ICF

L Santarosal Sherman Shermani 1342 K

L Biflexa Semaranga Patoc Patoc 1

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 3

III RESUMEN

La leptospirosis tiene en Nicaragua un comportamiento endemo-epideacutemico por

ello es preciso mejorar su diagnoacutestico mediante un multiplex PCR Objetivo

Estandarizar una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y

patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos Para esto se debe calcular el

liacutemite de deteccioacuten la sensibilidad y especificidad asiacute como la clasificacioacuten de las

cepas de Leptospira como saproacutefita y patoacutegena Disentildeo En este estudio se

emplearon 30 cepas distribuidas en 24 serogrupos de Leptospira Se tomaron

paraacutemetros como tipos de mezclas extraccioacuten por calentamiento y por el Kit

comercial QUIAGEN la presencia de 5- fluoracilo y muestras fingidas de sangre y

orina de diferentes especies (canino equino porcino y bovino) La sensibilidad se

determinoacute al calcular la cantidad de ADN capaz de detectar en muestras de

sangre y orina La especificidad se demostroacute con el uso de ADN de otros agentes

patoacutegenos Resultados De las 30 cepas que se sometieron al ensayo se

detectaron 15 siendo correspondiente a 12 serogrupos La mezcla maacutes efectiva

fue la mezcla 1 Los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no mostro diferencia

en la capacidad para detectar la Leptospira La extraccioacuten maacutes adecuada resultoacute

ser por calentamiento en la que se identificaron 8 muestras de 19 mientras que

por extraccioacuten con kit comercial soacutelo 2 muestras de 8 La teacutecnica es capaz de

identificar una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira correspondiente a

una dilucioacuten 110000 La sensibilidad mostrada fue de 50 IC 95 (3044 ndash 6956)

mientras que la especificidad fue de 100 IC 95 (95 ndash 100) Conclusioacuten La PCR

multiplex fue estandarizada mostrando su utilidad en el diagnoacutestico temprano de

animales portadores lo que seraacute importante para la identificacioacuten de zonas

vulnerables a la aparicioacuten de casos de leptospirosis humana a si como una

respuesta temprana en el abordaje integral de brotes

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 4

IV ABREVIATURA

ADN Acido desoxirribonucleico

ADNr ADN ribosoacutemico

ARN Acido ribonucleico

ARNr El ARN ribosoacutemico

CF Fijacioacuten de complemento

CGH Hibridacioacuten Genoacutemica Comparada

dATP Trifosfato de desoxiadenosina del ingleacutes deoxyadenosine triphosphate

dCTP Trifosfato de desoxicitidina del ingleacutes deoxycytidine triphosphate

dGTP Trifosfato de desoxiguanosina del ingleacutes deoxyguanosine triphosphate

dTTP Trifosfato de desoxitimidin del ingleacutes deoxythymidine triphosphate

ELISA Ensayo por inmunoabsorcioacuten ligado a enzimas

EMJH Ellinghausen-Mcllough-Johnson-Harries

Et al Procede de la expresioacuten latiacuten et alii que significa lsquoy otrosrsquo

IC Intervalo de confianza

IG Inmunoglobulina

KCl Cloruro de potasio

LCR Liacutequido cefalorraquiacutedeo

MAT Prueba de Aglutinacioacuten Microscoacutepica (por sus siglas en ingleacutes)

MgCl2 Cloruro de magnesio

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 5

NaCl Cloruro de sodio

Ng Nanogramo

OIE Organizacioacuten Mundial de Sanidad Animal

OMS Organizacioacuten Mundial de la Salud

OPS Organizacioacuten Panamericana de la Salud

Pb Pares de bases

Pg Picogramo

PCR Reaccioacuten en Cadena de la Polimerasa (por sus siglas en ingleacutes)

RFLP Polimorfismo de Longitud de Fragmentos de Restriccioacuten (por sus siglas en

ingleacutes)

Spp Especies

SSCP Polimorfismo de Conformacioacuten de Cadena Simple (por sus siglas en

ingleacutes)

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 6

V GLOSARIO

Aglutinacioacuten Agrupamiento en pequentildeos cuacutemulos de cuerpos formes (microbios

hematiacutees) portadores de un antiacutegeno y en suspensioacuten en un liacutequido originado

cuando se introduce el anticuerpo correspondiente en el liacutequido

Amplicones conjunto de moleacuteculas de ADN ideacutenticas resultado de una reaccioacuten

en cadena de la polimerasa (PCR) Esencialmente se trata de un clon molecular

Anticuerpo Es una proteiacutena producida por el sistema inmunitario del cuerpo

cuando detecta sustancias dantildeinas llamadas antiacutegenos

Antiacutegeno Toda sustancia que introducida en un organismo que no la poseiacutea

provoca en eacutel la formacioacuten de un anticuerpo especiacutefico con el cual puede

combinarse de forma electiva

Cebadores Oligonucleoacutetido de 5-20 nucleoacutetidos de longitud que sirve como punto

de partida para la replicacioacuten de ADN

Desnaturalizacioacuten cambio estructural de las proteiacutenas o aacutecidos nucleicos donde

pierden su estructura nativa y de esta forma su oacuteptimo funcionamiento y a veces

tambieacuten cambian sus propiedades fiacutesico-quiacutemicas

Electroforesis La electroforesis es un meacutetodo de laboratorio en el que se utiliza

una corriente eleacutectrica controlada con la finalidad de separar biomoleculas seguacuten

su tamantildeo y carga eleacutectrica a traveacutes de una matriz gelatinosa

Endemicidad Persistencia en una regioacuten de una enfermedad particular bien

porque estaacute presente constantemente o bien porque reaparece en eacutepocas

determinadas

Endemoepideacutemico aumento de incidencia superior al esperado en el contexto de

una epidemia

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 7

Endonucleasa es aquella que puede reconocer una secuencia caracteriacutestica de

nucleoacutetidos dentro de una moleacutecula de ADN y cortar el ADN en ese punto en

concreto llamado sitio o diana de restriccioacuten o en un sitio no muy lejano a este

Los sitios de restriccioacuten cuentan con entre 4 y 12 pares de bases con las que son

reconocidos

Espiroquetas Protozoario espiral de cuerpo delgado y flexible que se desplaza

por movimientos activos Las espiroquetas son bacterias que poseen unas

caracteriacutesticas morfoloacutegicas y unos oacuterganos de locomocioacuten que les diferencian del

resto de las bacterias

Gen Un gen es una secuencia ordenada de nucleoacutetidos en la moleacutecula de ADN (o

ARN en el caso de algunos virus) que contiene la informacioacuten necesaria para la

siacutentesis de una macromoleacutecula con funcioacuten celular especiacutefica habitualmente

proteiacutenas pero tambieacuten ARNm ARNr y ARNt

Genoma es todo el ADN de un organismo incluidos sus genes unos treinta mil

en el caso de los humanos (hasta hace poco se pensaba que eran sobre ochenta

mil)

Glicoproteiacutenas moleacuteculas compuestas por una proteiacutena unida a uno o varios

gluacutecidos simples o compuestos Tienen entre otras funciones el reconocimiento

celular cuando estaacuten presentes en la superficie de las membranas plasmaacuteticas

(glucocaacutelix)

Leptospirosis enfermedad infecto-contagiosa que afecta a los seres humanos

los animales domeacutesticos y silvestres

Lisis Rompimiento de la membrana celular

Monoclonal es un anticuerpo homogeacuteneo producido por una ceacutelula hiacutebrida

producto de la fusioacuten de un clon de linfocitos B descendiente de una sola y uacutenica

ceacutelula madre y una ceacutelula plasmaacutetica tumoral

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 8

Nucleasa son enzimas que pueden ser tanto ribonucleasas (RNasas) como

desoxirribonucleasas (DNasas) las primeras hidrolizan al ARN y las segundas al

ADN

Nucleoacutetidos son moleacuteculas orgaacutenicas formadas por la unioacuten covalente de un

monosacaacuterido de cinco carbonos (pentosa) una base nitrogenada y un grupo

fosfato

Opsonizacioacuten proceso por el que se marca a un patoacutegeno para su ingestioacuten y

destruccioacuten por un fagocito

Oligonucleoacutetidos es una secuencia corta de ADN o ARN con cincuenta pares

de bases o menos

Patoacutegena es todo agente que puede producir enfermedad

Polimerasa La polimerasa es una enzima capaz de transcribir o replicar aacutecidos

nucleicos

Polimorfismo hace referencia a la existencia en una poblacioacuten de muacuteltiples

alelos de un gen

Saproacutefita bacterias que no se desarrollan en el organismo vivo y que se

alimentan de los desperdicios de alimentos generados por el propio organismo

Serotipo Categoriacutea en la que se clasifican los microbios o los virus seguacuten su

reaccioacuten en presencia de suero que contiene anticuerpos especiacuteficos

Tamizaje exaacutemenes aplicados con el fin de identificar una poblacioacuten

aparentemente sana en mayor riesgo de tener una determinada enfermedad que

hasta ese momento no se les ha diagnosticado

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 9

1 INTRODUCCIOacuteN

Las Leptospira son bacterias Gram negativas que miden 0-1microm de diaacutemetro y 6-

20microm de largo Estas espiroquetas pertenecen a la familia Leptospiraceae orden

Spirochaetales y claacutesicamente comprenden 2 especies L interrogans y L biflexa

siendo la primera patoacutegena y la segunda saproacutefita Leptospira interrogans incluye

alrededor de 23 serogrupos y 218 serovares y L biflexa 28 serogrupos y 60

serovares (Zunido et al 2007 Desvars et al 2008)

Los hueacutespedes reservorios son los animales silvestres y domeacutesticos aunque el

agente tambieacuten se ha aislado de otros vertebrados como aves y anfibios los que

eliminan las Leptospira con la orina por periodos de tiempos variables

dependiendo de la especie animal (Ceacutespedes et al 2007)

La leptospirosis tiene en Nicaragua un comportamiento endemo-epideacutemico con

una notificacioacuten 2 casos como promedio semanal En el periacuteodo de lluvias

(octubre-noviembre) este promedio semanal se eleva hasta 8 casos La regioacuten

Occidental (Departamentos de Leoacuten y Chinandega) son los que con maacutes

frecuencia reportan la ocurrencia de brotes epideacutemicos

Los cuadros de leptospirosis humana en cuya fase terminal ocurre la hemorragia

pulmonar se han presentado en Nicaragua a partir de 1995 con grandes brotes

epideacutemicos en 1995 1998 y 2007 todos ellos asociados a intensas lluvias (Pelaacuteez

et al 2007)

En Nicaragua como en el resto de paiacuteses del mundo la prueba de oro para el

diagnoacutestico de Leptospira es la prueba de Aglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) (OPS

2008) sin embargo esta teacutecnica tiene desventajas tales como no diferencia entre

anticuerpos vacunales y de infeccioacuten utiliza como antiacutegeno Leptospira vivas

siendo tedioso el mantenimiento de las cepas y un riesgo potencial para el

personal del laboratorio Para obtener una sensibilidad adecuada se deben utilizar

como antiacutegenos cepas representativas de todos los serogrupos presentes en el

paiacutes o regioacuten y de todos los serovares adaptados a la especie objeto de estudio

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 10

Otro meacutetodo directo de diagnoacutestico es el cultivo pero es limitado y requiere de

mucho tiempo (Alonso et al 2001)

Diversos estudios han demostrado una sensibilidad y especificad de la PCR de

hasta el 100 siendo asiacute una herramienta uacutetil en el diagnoacutestico precoz de

leptospirosis sobre todo en las formas graves de la enfermedad (Ceacutespedes et al

2007)

Por las razones citadas anteriormente se pretende estandarizar una multiplex PCR

para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y patoacutegena en muestras de animales

domeacutesticos y asiacute validar su alta sensibilidad y especificidad Esta teacutecnica ha

servido para detectar e identificar Leptospira en sangre liacutequido cefalorraquiacutedeo

humor acuoso y orina Ademaacutes puede diferenciar con rapidez las formas

patoacutegenas de las no patoacutegenas (Green et al 2008)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 11

11 ANTECEDENTES

En 2001 se llevoacute a cabo la identificacioacuten de aislamientos de Leptospira por

meacutetodos seroloacutegicos y geneacuteticos en tres provincias de Cuba Se estudiaron 18

cepas de Leptospira aisladas de pacientes con leptospirosis humana en los

resultados por MAT las cepas fueron agrupadas entre los serogrupos ballum

pomoma caniacutecola e icterohaemorrhagiae Se determinoacute el serovar de 7 de las

cepas estudiadas con el uso de los anticuerpos monoclonales Para la totalidad de

las cepas se obtuvo por reaccioacuten en cadena de la polimerasa un fragmento

amplificado de 631 pb El anaacutelisis con enzimas de restriccioacuten del producto

amplificado originoacute iguales patrones de restriccioacuten en todas las cepas estudiadas

(Victoria et al 2001)

En 2007 se efectuoacute la deteccioacuten de Leptospira patoacutegenas en animales por PCR

basado en los genes lipL21 y lipL32 en India Se recogieron muestras de suero y

tejido de bovinos buacutefalos y cobayos junto a becerros experimentalmente

infectados A los cuales se les realizoacute PCR usando los genes lipL21 y lipL32 asiacute

como los cebadores G1G2 y se determinoacute que todos los sueros tanto las

muestras colectada en campo como la de los animales infectados

experimentalmente fueron positivos tanto con el uso de cebadores G1G2 asiacute

como con los genes lipL21 y lipL32 (Cheema et al 2006)

Se desarrolloacute un estudio para la deteccioacuten y diferenciacioacuten entre Leptospira spp

patoacutegenas y saproacutefitas por multiplex PCR en la ciudad de Bangkok Tailandia Este

meacutetodo pudo amplificar 27 serovares patoacutegenos y 5 serovares saproacutefitas

mostrando una amplificacioacuten de 615 y 316 pares de bases (pb) respectivamente

(Kositanont et al 2007)

En 2007 se llevoacute a cabo la estandarizacioacuten y validacioacuten de una prueba de PCR

para el diagnoacutestico precoz de leptospirosis humana en zonas endeacutemicas del Peruacute

Amplificoacute el ADN de 25 serovares de seis especies de Leptospira spp No

amplificoacute las muestras de ADN de otros microorganismos patoacutegenos La

sensibilidad y especificidad del meacutetodo fue 100 in vitro Su sensibilidad fue de

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 12

100 (IC95 979 - 100) en muestras de sangre antes de los ocho primeros diacuteas

de enfermedad y de 30 (IC95 163 - 43-7) cuando el tiempo de enfermedad fue

mayor El PCR en orina tiene una baja sensibilidad (Ceacutespedes et al 2007)

En 2009 se realizoacute la deteccioacuten de Leptospira patoacutegenas en tejido renal de perros

vagos mediante PCR en tiempo real en la ciudad de Chillan Chile De los 72

perros a los que se les extrajo ADN de tejido renal el 597 de los perros resultoacute

infectado (Campos 2009)

En 2010 se realizoacute un estudio para la aplicacioacuten de las pruebas de PCR

convencional simple y muacuteltiple para la identificacioacuten de aislamientos de Leptospira

spp en Colombia los resultados maacutes consistentes fueron obtenidos con la PCR

simple lipL32 tanto en limite de deteccioacuten especificidad y utilidad para la

identificacioacuten de Leptospira spp (Moreno et al 2010)

Una multiplex PCR fue desarrollada para la deteccioacuten de Leptospira en muestras

de agua del ambiente obtenidas en un asentamiento de barrio en Petroacutepolis

ciudad de Rio de Janeiro Tres de las 100 muestras analizadas fueron positivas en

la multiplex PCR se consideroacute que dos muestras teniacutean Leptospira saproacutefitas y

una Leptospira patoacutegenas (Vital et al 2010)

En 2012 se caracterizoacute aislamientos cliacutenicos de Leptospira por meacutetodos

fenotiacutepicos y moleculares en la repuacuteblica de Nicaragua De las 8 cepas de

Leptospira aisladas de casos cliacutenicos mediante meacutetodos fenotiacutepicos y

moleculares para el primer meacutetodo ninguna de estas mostraron crecimiento a

13degC en medio suplementado con 8-azaguanina (225 mgMl) y para el segundo

meacutetodo los resultados de este ensayo demostraron la presencia de bandas de

amplificacioacuten de los genes OmpL1 y lipL32 para los ocho aislamientos (Rosario et

al 2012)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 13

12 JUSTIFICACIOacuteN

La leptospirosis es una zoonosis de distribucioacuten mundial que afecta a los

mamiacuteferos tanto domeacutesticos como silvestres aunque el agente tambieacuten se ha

aislado de otros vertebrados como aves y anfibios La enfermedad puede estar

causada por cualquiera de las espiroquetas paraacutesitas clasificadas dentro del

geacutenero Leptospira (Alonso et al 2001)

Es una zoonosis en Nicaragua que presenta una endemicidad constante tal y

como lo demuestran las estadiacutesticas de la enfermedad principalmente despueacutes de

lluvias fuertes e inundaciones Afectando de igual manera a humanos y animales

produciendo un gran impacto socioeconoacutemico para la poblacioacuten en general

El diagnoacutestico de la enfermedad es complejo debido a que no manifiesta siacutentomas

especiacuteficos y resulta difiacutecil realizar e interpretar los meacutetodos diagnoacutesticos de

referencia en base a cultivos bacterianos y a test seroloacutegicos para la identificacioacuten

de la especie y serovares (Levett et al 2001)

La reaccioacuten en cadena de la polimerasa (PCR) es una prueba de diagnoacutestico

molecular muy sensible y especiacutefico que sirve para detectar e identificar

Leptospira en sangre liacutequido cefalorraquiacutedeo humor acuoso y orina Esta teacutecnica

puede diferenciar con rapidez las formas patoacutegenas de las no patoacutegenas (Greene

et al 2008) Sin embargo la teacutecnica debe ser estandarizada en cada laboratorio

antes de ser utilidad en el diagnoacutestico y vigilancia de la enfermedad El objetivo de

este estudio fue estandarizar una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira

saproacutefita y patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos Esta teacutecnica

proporcionaraacute una alterativa maacutes raacutepida que el aislamiento asiacute como una

clasificacioacuten confiable de Leptospira patoacutegenas y saproacutefitas circulante en animales

domeacutesticos

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 14

13 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

iquestCuaacuteles son los paraacutemetros oacuteptimos en la estandarizacioacuten de una multiplex PCR

para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y patoacutegena en muestras de animales

domeacutesticos

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 15

2 OBJETIVOS

21 General

Estandarizar una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y

patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos

22 Especiacutefico

Establecer el liacutemite deteccioacuten de multiplex PCR en muestras sanguiacuteneas y orina

Determinar la sensibilidad y especificidad de muacuteltiplex PCR para el diagnoacutestico de

Leptospira

Clasificar las cepas de Leptospira como saproacutefita y patoacutegena a traveacutes de multiplex

PCR

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 16

3 MARCO TEOacuteRICO

Las Leptospira son bacterias pertenecientes al orden Spirochaetales familia

Leptospiraceae y geacutenero Leptospira Aunque son bacterias Gram negativas no se

tintildeen bien mediante los colorantes convencionales por lo que habitualmente se

visualizan por medio de la microscopiacutea de campo oscuro La impregnacioacuten

argeacutentica y las teacutecnicas de inmunohistoquiacutemicas se utilizan para poner en

manifiesto su presencia en tejidos (Quinn et al 2002)

Su tamantildeo es de 025 por 6-25 microm tienen forma ciliacutendrica y helicoidal con dos

filamentos axiales insertados en los extremos del cuerpo celular que actuacutean como

citoesqueleto y le permiten el movimiento (Bharti et al 2003)

Estas son moacuteviles describen tres tipos de movimientos rotacioacuten alrededor de su

eje central movimientos progresivos rectos y movimientos circulares (Bharti et al

2003) son aerobios obligados que se desarrollan a una temperatura de 28 a

30degC Son catalasa y oxidasa positivo creciendo en medios simples enriquecidos

con vitaminas aacutecidos grasos de cadena larga y sales de amonio (Levett 2001)

Su genoma consiste en dos cromosomas circulares uno de mayor tamantildeo que

asciende a 4332241 bp y uno pequentildeo de 358943 bp los que juntos suman

4691184 bp (Ren et al 2003)

La bacteria no se multiplica fuera del hueacutesped y es considerablemente

dependiente del medio puesto que es muy susceptible a la desecacioacuten a pH

inferiores a 6 o superiores a 8 y temperaturas menores a 10ordmC o mayores a 34ordmC

le resultan nocivos (McDonough 2001) Asiacute como la luz solar directa la

hipersalinidad los desinfectantes corrientes los detergentes y el jaboacuten pueden

afectar al microorganismo (Zamora et al 1999)

Los organismos de Leptospira sobreviven hasta 180 diacuteas en suelos huacutemedos por

varios meses en superficies acuosas y sobreviven auacuten mejor en agua estancada

que en movimiento (McDonough 2001 Acosta et al 1994)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 17

31 Mecanismos de transmisioacuten

Las Leptospira se transmiten por contacto directo o indirecto La transmisioacuten

directa ocurre a traveacutes de orina infectada transferencia veneacuterea o

transplacentaria heridas por mordedura o ingestioacuten de tejidos infectados La

transmisioacuten indirecta se da a traveacutes de la exposicioacuten de los animales susceptibles

agua suelo alimento o camas contaminadas (Greene et al 2008)

Existen dos tipos de hueacutespedes involucrados en la transmisioacuten de la enfermedad

Los hueacutespedes primarios constituidos por aquellas especies que no desarrollan

una sintomatologiacutea evidente y que son capaces de eliminar por periodos

prolongados la bacteria y los hueacutespedes secundarios conformados por aquellas

especies que por el contrario enferman gravemente y no alcanzan a liberar la

bacteria o lo hacen por un periodo reducido (McDonough 2001)

32 Clasificacioacuten

A partir de 1989 el geacutenero Leptospira fue dividido en dos especies L interrogans

que comprendiacutea a todas las cepas patoacutegenas y L biflexa que incluiacutea a las cepas

saproacutefitas aisladas del medio ambiente Ambas fueron divididas en numerosos

serovares definidos por aglutinacioacuten Sobre 60 y 200 serovares han sido

reconocidos para L biflexa y L interrogans respectivamente Los serovares que

se encontraban relacionados antigeacutenicamente fueron agrupados como serogrupos

(Levett 2001)

33 Patogeacutenesis

La Leptospira es resistente a la actividad bactericida del suero normal y en

ausencia de anticuerpos especiacuteficos no es fagocitada ni destruida por los

polimorfonucleares o macroacutefagos Despueacutes de penetrar la piel o las mucosas la

Leptospira hace una bacteriemia que inicialmente alcanza todas las partes del

cuerpo incluyendo el liacutequido cefalorraquiacutedeo (LCR) y los ojos y genera la

produccioacuten de anticuerpos aglutinantes y el fenoacutemeno de opsonizacioacuten entre los

diacuteas 5 y 7 Si esta respuesta no es suficiente para detener su progreso la

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 18

Leptospira avanza en los tejidos Alliacute se multiplica en forma acelerada deja de ser

encontrada en la sangre y se elimina por la orina durante semanas o meses (fase

inmune o de leptospiruria) (Acosta et al 1994)

La leptospirosis puede presentarse con diferentes formas grados y combinaciones

de compromiso orgaacutenico ya sea como un cuadro febril inespeciacutefico como

afeccioacuten preferente de uno o maacutes oacuterganos involucrados o como una enfermedad

grave con compromiso multiorgaacutenico y alta letalidad (Zunino y Pizarro 2007)

La etapa aguda o septiceacutemica de alrededor de 1 semana seguida de una fase

inmune caracterizada por la produccioacuten de anticuerpos y eliminacioacuten de la

bacteria a traveacutes de la orina La mayor complicacioacuten de la patologiacutea se encuentra

asociada a la localizacioacuten de las bacterias en los tejidos durante la fase inmune

alrededor de la segunda semana de la patologiacutea (Levett 2001)

En animales susceptibles la lesioacuten de las membranas de los gloacutebulos rojos y de

las ceacutelulas endoteliales junto con el dantildeo hepatocelular desencadena anemia

hemoliacutetica ictericia hemoglobinuria y hemorragia (Quinn et al 2002)

La superficie de las ceacutelulas bacterianas constituye una interfase entre el patoacutegeno

y el hospedador formando un sitio de interaccioacuten con los tejidos durante la

infeccioacuten Para los patoacutegenos extracelulares la superficie bacteriana es tambieacuten el

blanco de la respuesta inmune del hospedador (Cullen et al 2005) Se ha

sentildealado que LipL32 interactuacutea con componentes de la matriz extracelular como el

colaacutegeno y que existe una respuesta de inmunoglobulina M contra la lipoproteiacutena

durante la fase aguda y convaleciente de leptospirosis en humanos (Hauk et al

2008)

34 Sintomatologiacutea

Las manifestaciones oculares incluyen efusioacuten conjuntival presencia de ictericia

en la escleroacutetica y uveiacutetis Esta uacuteltima puede ser unilateral o bilateral y puede

presentarse semanas meses y ocasionalmente en antildeos posterior a la

enfermedad aguda (Levett 2001)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 19

Las alteraciones reproductivas pueden ocurrir posterior a una infeccioacuten y la

leptospirosis debe ser considerada como diagnoacutestico diferencial en casos de

aborto o muerte perinatal (Andreacute Fontaine 2006)

En bovinos la enfermedad puede ser aguda subaguda y croacutenica En la forma

aguda son maacutes susceptibles los animales de un mes de edad Se caracteriza por

septicemia fiebre de 405 Cdeg anorexia petequias en mucosas depresioacuten

ictericia anemia hemoliacutetica con hemoglobinuria palidez de las mucosas disnea

suele ocurrir aborto baja de la produccioacuten de la leche y ocasionalmente mastitis

En la forma subaguda se presentan los mismos siacutentomas la fiebre es de 39 a 40

Cdeg existe baja de la produccioacuten laacutectea y esta es de color rojo o anaranjado

amarillento En la forma croacutenica generalmente los siacutentomas son aborto que se

presenta en el uacuteltimo tercio de la gestacioacuten ocasionalmente se puede presentar

meningitis leptospiroacutesica incoordinacioacuten sialorrea conjuntivitis y rigidez muscular

En porcinos generalmente se presenta la forma croacutenica en ovinos y caprinos no

se conoce mucho la enfermedad debido a su poca frecuencia y la mayor parte de

los animales afectados se encuentran muertos con apariencia septiceacutemica en

equinos se presenta la forma subaguda en perros y gatos se presenta la

enfermedad desde formas subcliacutenicas hasta formas graves en animales

silvestres la mayoriacutea estaacuten adaptados y no manifiestan siacutentomas cliacutenicos (Acha et

al 1978)

35 Diagnoacutestico

Debido a que las manifestaciones cliacutenicas de la leptospirosis variacutean en tipo y

gravedad tanto en los hombres como en animales es difiacutecil su diagnoacutestico cliacutenico

hacieacutendose necesaria la confirmacioacuten de los casos mediante pruebas de

laboratorio existen pruebas que sin ser especiacuteficas para la enfermedad pueden

orientar al cliacutenico hacia el diagnoacutestico de leptospirosis (Ceacutespedes 2005)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 20

351 Diagnoacutestico epidemioloacutegico

La anamnesis debe incluir datos sobre la eacutepoca del antildeo en la que aparecioacute el

brote la aptitud del rebantildeo el estado sanitario del mismo el contacto con otras

especies domeacutesticas la sintomatologiacutea predominante y si se realiza vacunacioacuten

frente a la leptospirosis Asimismo deberaacute obtenerse informacioacuten sobre el nuacutemero

de animales afectados la edad de los mismos y la fase de la gestacioacuten en que se

produce el aborto (Alonso et al 2001)

352 Pruebas Diagnoacutesticas

Se basa en el cultivo del organismo la demostracioacuten seroloacutegica o el diagnoacutestico

molecular (Dammert 2005)

3521 Cultivo

La Leptospira se puede aislar de muestras de sangre y liacutequido cefalorraquiacutedeo en

los primeros 7-10 diacuteas de la enfermedad y en la orina puede ser detectada durante

la segunda y tercera semana de la enfermedad (Bharti 2003) Una vez tomada la

muestra esta se debe inocular en 10 ml de medio semisoacutelido que contenga 5-

fluoracilo

El cultivo debe ser incubado a 28-30 degC y ser examinado semanalmente en el

microscopio de campo oscuro durante 13 semanas antes de ser descartado Los

cultivos contaminados pueden ser filtrados antes de recultivarlos a un medio

nuevo (Levett 2001)

Existen otros medios recientemente desarrollados uacutetiles en el aislamiento de la

Leptospira medio EMJH (Ellinghausen y Mcllough modificado por Johnson y

Harries) y el medio Tween 80-albuacutemina este uacuteltimo considerado el mejor

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 21

Como el cultivo tiene el inconveniente de ser muy largo (5-6 semanas de

incubacioacuten) no se debe considerar para definir una conducta terapeacuteutica inicial

(Acosta et al 1994)

3522 Pruebas seroloacutegicas

Las pruebas seroloacutegicas constituyen el procedimiento de laboratorio utilizado con

maacutes frecuencia para confirmar el diagnoacutestico cliacutenico para determinar la

prevalencia en el rebantildeo y para realizar los estudios epidemioloacutegicos Los

anticuerpos de las Leptospira aparecen a los pocos diacuteas del comienzo de la

enfermedad y persisten durante semanas o meses y en algunos casos antildeos

Desafortunadamente los tiacutetulos de anticuerpos puede que desciendan hasta

niveles indetectables mientras los animales permanecen infectados croacutenicamente

Para superar este problema se necesitan meacutetodos sensibles que detecten el

microorganismo en la orina o en el tracto genital de portadores croacutenicos

Se ha descrito una amplia variedad de pruebas seroloacutegicas que muestran grados

variables de especificidad de serogrupo y de serotipo La prueba de la aglutinacioacuten

microscoacutepica (MAT) y el enzimoinmunoensayo (ELISA) contribuyen al diagnoacutestico

veterinario (OIE 2008)

35221 Prueba de Aglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) La prueba MAT en la

que se emplean antiacutegenos vivos es la prueba seroloacutegica maacutes ampliamente

utilizada Constituye la prueba de referencia frente a la que se evaluacutean todas las

otras pruebas seroloacutegicas y se utiliza en las comprobaciones para la

importacioacutenexportacioacuten (OIE 2008)

El MAT posee una alta sensibilidad y especificidad siendo sus resultados

utilizados para identificar el serovar o serogrupo infectante pero requiere de la

experiencia del operador y la variacioacuten diagnoacutestica entre laboratorios es elevada

(Bharti et al 2003) Para llevarlo a cabo se requiere que el laboratorio cuente con

cultivos vivos de todos los serovares para emplearlos como antiacutegenos

consideraacutendose que su interpretacioacuten es complicada debido a la alta degradacioacuten

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 22

presencia de reaccioacuten cruzada entre diferentes serogrupos y a reacciones

paradoacutejicas (Levett 2001)

35222 Otras pruebas seroloacutegicas Debido a la complejidad de la prueba de

Aglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) se ha desarrollado otras pruebas seroloacutegicas

para la deteccioacuten de anticuerpos antileptospira en la fase aguda de la infeccioacuten La

fijacioacuten de complemento (CF) fue ampliamente usado pero el meacutetodo no fue

estandarizado La prueba de Fijacioacuten de complemento ha sido reemplazada por el

meacutetodo ELISA (Levett 2001)

El ELISA se utiliza tanto para la deteccioacuten de anticuerpos en la leche como en el

suero permitiendo ademaacutes diferenciar entre IgG e IgM (Alonso et al 2001) En

este ensayo se detecta IgM antileptospira tan solo 1 semana despueacutes de la

infeccioacuten antes de que esteacuten presentes los anticuerpos aglutinantes Los

anticuerpos IgG se detectan comenzando 2 semanas despueacutes de la infeccioacuten y

persisten durante largos periodos de tiempo (OIE 2008)

La deteccioacuten de IgM en suero por ELISA es maacutes sensible que el MAT cuando la

primera muestra se toma en la fase aguda de la enfermedad (Ceacutespedes 2005)

Ademaacutes presenta otras ventajas frente al MAT como es el hecho de no presentar

riesgo sanitario para los operarios ser de faacutecil estandarizacioacuten y ser una prueba

en la que las reacciones cruzadas son poco frecuentes Sus principales

desventajas son que normalmente son serovar especiacuteficos con lo cual no

obtendremos informacioacuten acerca de una posible infeccioacuten por otros serovares y

que no permite diferenciar entre anticuerpos vacunales y de infeccioacuten (Alonso et

al 2001)

3523 Diagnoacutestico molecular

35231 Reaccioacuten en cadena de la polimerasa (PCR)

La PCR es un meacutetodo in vitro de siacutentesis de ADN con el que un segmento

particular de este es especiacuteficamente amplificado al ser delimitado por un par de

cebadores o iniciadores que lo flanquean Su copiado se logra en forma

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 23

exponencial a traveacutes de repetidos ciclos de diferentes periodos y temperaturas de

incubacioacuten en presencia de una enzima ADN polimerasa termoestable Asiacute se

obtienen en cuestioacuten de horas millones de copias de la secuencia deseada del

ADN

La PCR es una teacutecnica de biologiacutea molecular altamente especiacutefica raacutepida

sensible y versaacutetil para detectar cantidades iacutenfimas de un cierto ADN especiacutefico

posibilitando su faacutecil identificacioacuten (Rodriacuteguez et al 2004)

El meacutetodo se basa en su forma maacutes simple en la realizacioacuten de tres reacciones

sucesivas llevadas a cabo a distintas temperaturas Estas reacciones se repiten

ciacuteclicamente entre veinte y cuarenta veces La muestra se calienta en el primer

paso hasta lograr la separacioacuten de las dos cadenas que constituyen el ADN

hecho que se conoce como desnaturalizacioacuten (Satz et al 1993) En el segundo

ocurre la hibridacioacuten de las cadenas desnaturalizadas del ADN blanco con los

denominados cebadores o iniciadores (ADN sinteacutetico de hebra sencilla) a una

temperatura que facilita el apareamiento de las bases nitrogenadas

complementarias de ambas clases de ADNs (Rodriacuteguez et al 2004) Por uacuteltimo se

da la reaccioacuten de extensioacuten que generalmente es llevada a cabo a una

temperatura intermedia en la cual la ADN polimerasa copia el ADN entre las

secuencias correspondientes a los oligonucleoacutetidos iniciadores (Torres et al

1995) La deteccioacuten se realiza mediante electroforesis en gel de agarosa y tincioacuten

con bromuro de etidio (Costa 2004)

En los uacuteltimos antildeos se ha desarrollado PCR en muestras bioloacutegicas como orina

suero liacutequido cefalorraquiacutedeo y tejido renal posicionaacutendose la teacutecnica como una

herramienta de diagnoacutestico sensible y especiacutefica en la deteccioacuten e identificacioacuten

de Leptospira spp (Levett 2001 Branger et al 2005)

Una limitacioacuten de diagnoacutestico basado en la PCR de la leptospirosis es la

incapacidad de la mayoriacutea de los ensayos de PCR para identificar el serovar

infectante Si bien esto no es significativo para la gestioacuten individual del paciente la

identidad del serovar tiene un importante valor epidemioloacutegico y en salud puacuteblica

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 24

Las estrategias disentildeadas para superar este obstaacuteculo han incluido la digestioacuten de

productos de PCR con endonucleasas de restriccioacuten secuenciacioacuten directa de los

amplicones y Anaacutelisis de Conformacioacuten de Cadena Sencilla (SSCP)

Genomospecies de Leptospira pueden ser diferenciadas despueacutes de la PCR por

electroforesis en geles de poliacrilamida no desnaturalizante seguido por tincioacuten

con plata y sin el paso adicional de purificacioacuten y desnaturalizacioacuten (Ahmad et al

2005)

35232 Reaccioacuten en cadena de la polimerasa muacuteltiple

La PCR muacuteltiple son reacciones que consiguen amplificar simultaacuteneamente y en

un uacutenico tubo diferentes secuencias diana permitiendo la deteccioacuten e

identificacioacuten simultaacutenea de distintos genes de intereacutes (Mendez et al 2004)

35233 Fingerprinting

Un desarrollo reciente en el anaacutelisis del ADN ribotipificacioacuten se basa en el

Polimorfismo de Longitud de Fragmentos de Restriccioacuten (RFLP) Posterior a la

electroforesis del gel Agarosa el ADN es trasferido sobre una membrana y

posteriormente hibridado con sondas marcadas desde el 16S al 23S de la cadena

de ARN por lo tanto nos da una interpretacioacuten maacutes raacutepida y faacutecil del Fingerprints

Este meacutetodo es una herramienta uacutetil para la tipificacioacuten molecular de Leptospira

ya que esta metodologiacutea utiliza reactivos disponibles comercialmente puede ser

aplicada por laboratorio de diagnoacutestico y no requiere el mantenimiento de todas

las cepas de referencia y correspondientemente suero inmune de conejo La

tipificacioacuten ribosomal tambieacuten nos provee informacioacuten sobre la relacioacuten genoacutemica

basado en la similitud que tienen en comuacuten fragmentos de cadenas de Leptospira

(Terpstra et al 1986)

35234 Anticuerpo monoclonales

Los anticuerpos monoclonales son glicoproteiacutenas especializadas que hacen parte

del sistema inmune producidas por las ceacutelulas B con la capacidad de conocer

moleacuteculas especificas (Antiacutegenos) Los anticuerpos monoclonales son

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 25

herramientas esenciales en el aacutembito cliacutenico y biotecnoloacutegico y han probado ser

uacutetiles en el diagnoacutestico y tratamiento de enfermedades infecciosas inmunoloacutegicas

y neoplaacutesicas asiacute como tambieacuten en el estudio de las interacciones patoacutegenas-

hospedador y la marcacioacuten deteccioacuten y cuantificacioacuten de diversas moleacuteculas

(Machado et al 2006)

Se han preparado anticuerpos monoclonales de conejo que aglutinan Leptospira y

los serovares pueden ser identificados con base en patrones caracteriacutesticos de

aglutinacioacuten Preparar anticuerpos monoclonales es difiacutecil y toma tiempo pero

usarlos en la MAT para serotipificar es faacutecil y da resultados raacutepidos Actualmente

estaacuten disponibles anticuerpos monoclonales para tipificar cerca de la mitad de los

serovares maacutes comunes actualmente reconocidos (OMS 2008)

35235 Secuenciacioacuten del ARNr 16S

La amplificacioacuten del gen para su posterior secuenciacioacuten parte preferentemente

de ADN extraiacutedo de un cultivo puro de la bacteria pero tambieacuten puede

conseguirse directamente de una muestra cliacutenica

El meacutetodo molecular de identificacioacuten bacteriana mediante secuenciacioacuten del

ADNr 16S incluye tres etapas a) amplificacioacuten del gen a partir de la muestra

apropiada b) determinacioacuten de la secuencia de nucleoacutetidos del amplicoacuten y c)

anaacutelisis de la secuencia (Rodicio et al 2004)

La secuenciacioacuten del ARNr 16S es un meacutetodo potente y simplificado para la

identificacioacuten de especies Leptospira (Morey et al 2006)

35236 Microarrays

El anaacutelisis de microarray consiste en la deteccioacuten e identificacioacuten simultaacutenea de un

patoacutegeno desde la misma muestra para asiacute ser implementado en los laboratorios

cliacutenicos de microbiologiacutea con facilidad y exactitud

Microarray simplemente se define como una coleccioacuten de caracteriacutesticas

microscoacutepicas (maacutes comuacutenmente ADN) que se puede probar con moleacuteculas diana

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 26

para producir ya sea (expresioacuten geacutenica) cuantitativa o los datos cualitativos

(diagnoacutestico)

El anaacutelisis por medio de microarray tiene la capacidad de ofrecer una fuerte

deteccioacuten muacuteltiple Existen plataformas de microarrays muacuteltiples incluyendo

impresos de ADN de doble cadena y matrices de oligonucleoacutetidos

Los microarrays permiten el depoacutesito de miles de puntos conteniendo genes o

parte de genes sobre un portaobjetos para su estudio en paralelo De esta manera

es posible tener una visioacuten instantaacutenea de actividad de genomas completos o de

un grupo selecto de genes (Miller et al 2009)

En los estudios de microarrays se combinan las teacutecnicas de hibridizacioacuten de

aacutecidos nucleicos y deteccioacuten por fluorescencia De esta manera soacutelo en los

puntos del portaobjeto donde haya ocurrido hibridizacioacuten habraacute fluorescencia y la

intensidad de la fluorescencia detectada seraacute proporcional al nivel de expresioacuten

del gen en estudio

Una condicioacuten indispensable es que cada uno de los genes que esteacute representado

sea faacutecilmente distinguible de otros En otras palabras la porcioacuten del gen

inmovilizada en el portaobjeto debe llevar consigo independientemente de su

tamantildeo su ceacutedula de identidad (Barrero 2005)

La hibridacioacuten genoacutemica comparada (CGH) ha demostrado ser una herramienta

muy poderosa para las comparaciones genoacutemicas de alto rendimiento entre

especies patoacutegenas y no patoacutegenas y la exploracioacuten del genoma de muchas

especies bacterianas Las secuencias genoacutemicas disponibles de L interrogans

serovar Lai y copenhageni se utilizaron para disentildear una matriz de mosaico (Eribo

et al 2012)

35237 Enzimas de Restriccioacuten

El meacutetodo consiste en la extraccioacuten de ADN a partir de una poblacioacuten homogeacutenea

de organismos la digestioacuten del ADN con una endonucleasa de restriccioacuten y la

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 27

electroforesis en gel de agarosa del ADN Debido a que las endonucleasas de

restriccioacuten reconocen y se unen al ADN de doble cadena especiacuteficamente a la

secuencia 4 oacute 6 de pares de bases se genera un conjunto de fragmentos La

migracioacuten de estos fragmentos en gel de agarosa estaacute relacionada con el peso

molecular un patroacuten de bandas se puede ver en el gel por la luz ultravioleta siacute se

tintildeeron con bromuro de etidio o por autorradiografiacutea Estos modelos constituyen

una huella digital caracteriacutestico de cualquier ADN en particular (Marshall et al

1981)

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 28

4 MATERIAL Y MEacuteTODO

41 Tipo de estudio Ensayo de laboratorio

42 Cepas En este estudio se emplearon 30 cepas distribuidas en 24 serogrupos

de Leptospira proporcionados por Centro Nacional de Diagnoacutestico y Referencia

(CNDR)

43 Muestras Las condiciones de crecimiento para la Leptospira fueron de 28-

30degC durante siete diacuteas en el medio Ellinghaussen-McCullough-Johnson-Harris

(EMJH)

45 PCR cebadores y condiciones de amplificacioacuten

Los cebadores de oligonucleoacutetidos LepF1 PU1 y LepR1 que corresponden a las

posiciones 8461 a 8480 8720 a 8738 y 9334 a 9316 respectivamente fueron

disentildeados para unirse a regioacuten 23S del ADNr la cual corresponde a la secuencia

de Leptospira interrogans (patoacutegena)

Los cebadores SU1 y LepR1 fueron disentildeados para serovares de saproacutefitas que

corresponden a la posicioacuten 326 a 343 y 641 a 623 respectivamente basado en la

secuencia parcial del ADNr de Leptospira biflexa La secuencia de los cebadores

se demuestra en la tabla 1

Tabla1 Cebadores utilizados en la amplificacioacuten

Cebador Secuenciacioacuten 5` a 3` Especificidad Posicioacuten de la base

LepF1 GTTACCAAGCACAAGATTAG Leptospira spp 8461 - 8480

LepR1 TAGTCCCGATTACATTTTC Leptospira spp 9334 - 9316

PU1 TATCAGAGCCTT TTAATGG Patoacutegena 8720 - 8738

SU1 TTTAGGGTTAGCGTGGTA Saproacutefita 326 - 343

LepR1 TAGTCCCGATTACATTTTC Leptospira spp 641 - 623

El ADN de la Leptospira fue amplificado usando LepF1 (5

GTTACCAAGCACAAGATTAG 3) y LepR1 (5 TAGTCCCGATTACATTTTC 3)

Para la multiplex PCR fueron usado como cebadores internos PU1 (5

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 29

TATCAGAGCCTTTTAATGG 3) SU1 (5 TTTAGGGTTAGCGTGGTA 3) y LepR1

(5 TAGTCCCGATTACATTTTC 3)

Para la amplificacioacuten del ADN se utilizoacute como control positivo de patoacutegena la cepa

icterohaemorrhagiae mientras que como control de saproacutefita se utilizoacute la cepa

patoc ambas se encontraban en caldo de cultivo Ellinghausen-McCullough-

Johnson-Harris (EMJH) y como control negativo se utilizoacute agua libre de nucleasa

Los segmentos de ADN amplificado para patoacutegenas corresponde a 615 pb y para

saproacutefitas 316 pb (gen 23S ADNr) Esta amplificacioacuten fue realizada en el

termociclador Las condiciones de la PCR consistieron en 40 ciclos Una

desnaturalizacioacuten inicial fue de 94degC por 5 minutos Cada ciclo comprendioacute una

desnaturalizacioacuten a 94degC por 1 minuto temperatura de anneling a 50degC por 50

segundos y una extensioacuten a 72degC por 1 minuto El uacuteltimo paso fue la elongacioacuten a

72degC por 7 minutos

46 Paraacutemetros a probar en la estandarizacioacuten

461 Mezcla

Se sometieron a prueba tres tipos de mezcla cada una con concentraciones

distintas pero con un volumen final de 50 microl reflejadas en la tabla 2

Tabla 2 Mezclas de reactivos puestas a prueba

Componente Mezcla 1 Mezcla 2 Mezcla 3

Agua free nucleasa 19 microl 26 microl 14 microl

Master mix 16 microl 8 microl 16 microl

Cebador 1 (LepF1) 2 microl 2 microl 2 microl

Cebador 2-5 (LepR1) 4 microl 2 microl 4 microl

Cebador 3 (PU1) 2 microl 1 microl 2 microl

Cebador 4 (SU1) 2 microl 1 microl 2 microl

AND (muestral o control) 5 microl 10 microl 10 microl

Volumen final 50 microl 50 microl 50 microl

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 30

462 5-Fluoracilo

Se puso a prueba el papel que juega el 5-fluoracilo debido a su utilizacioacuten en los

medios de cultivo para evitar la contaminacioacuten bacteriana de las Leptospira

ademaacutes que permite un mejor crecimiento de eacutestas (WHO 1967) Su eficacia

radica en que se une de forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial

para la siacutentesis de nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases

nitrogenadas que forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se

puede replicar lo que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002)

463 Tipo de extraccioacuten de ADN

El ADN genoacutemico de las cepas de Leptospira y de las muestras sanguiacuteneas y

orina fue extraiacutedo de acuerdo a las instrucciones del kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) siguiendo los procedimientos de manufactura (ver anexo

1)

Se ensayaron extracciones por calentamiento a 90degC ndash 100degC por 20 minutos El

ADN extraiacutedo fue almacenado a -20deg C hasta su amplificacioacuten

464 Muestras fingidas

Se obtuvieron muestras de suero y orina de cada especie (canino bovino porcino

y equino) y se mezclaron con cepas de referencia proporcionados por el Centro

Nacional De Investigacioacuten de Holanda para posteriormente realizar PCR A cada

muestra se le realizoacute extracciones por calentamiento y por el kit de extraccioacuten

QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

47 Determinacioacuten del liacutemite de deteccioacuten

Se determinoacute al calcular la cantidad de ADN que capaz de detectar la teacutecnica en

un ml de muestras de sangre y orina para esto se realizoacute una serie de diluciones

(desde 11 hasta 110000000) de las muestras a partir de una concentracioacuten de

ADN conocida (120 ng)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 31

48 Sensibilidad

Se sometieron 29 serovares patoacutegenas y 1 saproacutefita como controles positivos

proporcionados por Centro Nacional de Diagnoacutestico y Referencia

Se calculoacute la sensibilidad y el intervalo de confianza del 95 en el programa

EPIDAT 31 de acuerdo a la siguiente foacutermula

VP= Verdaderos positivos

FN= Falsos negativos

49 Especificidad

Se realizoacute un ensayo de especificidad utilizando ADN de 10 muestras con otras

cepas bacterianas diferentes a Leptospira que fueron inoculadas en medio EMJH

y suero para detectar falsos positivos el panel de muestras se describe en la

siguiente tabla

Tabla 3 Cepas bacterianas utilizadas para la determinacioacuten de la

especificidad

Cepa Nuacutemero de muestras

Staphyloccocus aureus 2

Escherichi coli 2

Salmonella spp 2

Proteus spp 2

Streptococcus pyogenes 2

Se calculoacute la especificidad y el correspondiente intervalo de confianza (95) en el

programa EPIDAT 31 de acuerdo a la siguiente foacutermula

VN= Verdaderas negativos

FP= Falso Positivos

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 32

5 RESULTADOS

De los 30 serovares que se sometieron al ensayo se detectaron 15 siendo

correspondiente a 12 serogrupos dentro los que se encuentran pomona e

icterohaemorrhagia dentro las patoacutegenas de importancia asiacute como el serogrupo

patoc de la saprofitas puesta a prueba Ver foto 1

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute ser la nuacutemero 1 compuesta por

Agua free nucleasa 19 microl Master mix 16 microl Primer 1 (Lep F1) 2 microl Primer 2-5

(LepR1) 4 microl Primer 3 (PU1) 2 microl Primer4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl Ver foto 2

En los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia en la

capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y saprofitas Ver

foto 2

La extraccioacuten maacutes adecuada resultoacute ser por calentamiento en la que se

identificaron 8 muestras de 19 mientras que las extracciones con el kit de

extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg) solo 2 muestras de 8 fueron

identificadas Ver foto 3

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten se encontroacute que la teacutecnica es capaz de identificar

una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira correspondiente a una

dilucioacuten 110000 Ver foto 4

En la determinacioacuten de la capacidad de la teacutecnica para detectar e identificar

Leptospira en muestras de campo se encontroacute que de 12 muestras de suero se

identificaron 3 mientras que de 13 muestras de orina fueron identificadas 5 Ver

foto 3

La sensibilidad mostrada fue de 50 IC 95 (3044 ndash 6956) mientras que la

especificidad fue de 100 IC 95 (95 ndash 100) con un valor predictivo positivos de

100 IC 95 (9667 ndash 100) y un valor predictivo negativo de 40 IC 95 (1880 ndash

6120) esto con una prevalencia de 75 IC 95 (6033 ndash 8967) mostrando un

Iacutendice de validez de 6550 IC 95 (4625 ndash 7875)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 33

6 DISCUSIOacuteN

Actualmente el meacutetodo para diagnosticar leptospirosis es la prueba de

Microaglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) pero esta resulta tediosa por la necesidad

de mantener las cepas lo que implica tambieacuten un riesgo potencial para el personal

de laboratorio ademaacutes no diferencia entre anticuerpos vacunales y de infeccioacuten

Otro meacutetodo directo de diagnoacutestico es el cultivo pero es limitado y requiere de

mucho tiempo (Alonso et al 2001)

Debido a las restricciones que generan estas pruebas diagnoacutesticas se ha

estandarizado una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y

patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos

En este estudio se sometieron 30 serovares al ensayo de los que se detectaron

15 correspondiente a 12 serogrupos amplificados mostrando una sensibilidad del

50 diferente a los resultados obtenidos por Ceacutespedes et al (2007) en cuyo

estudio la PCR pudo amplificar el ADN de 25 serovares de seis especies de

Leptospira spp con una sensibilidad del 100 in vitro Moreno et al (2010) mostroacute

un amplificado especiacutefico para 2122 cepas de referencia con la PCR simple

lipL32 mientras que la PCR muacuteltiple secYflaB amplificoacute 1822 cepas

Esta sensibilidad baja indica que la teacutecnica no es recomendada como una prueba

de tamizaje ya que ademaacutes del alto costo no es capaz de detectar a toda la

poblacioacuten infectada en cambio la especificidad que se obtuvo fue del 100

demostrada con el uso de ADN de otros agentes patoacutegenos (Staphyloccocus

Aureus Escherichi coli Salmonella spp Proteus spp y Streptococcus pyogenes)

los cuales no fueron amplificados Esto coincide con los ensayo realizado por

Ceacutespedes et al (2007) Moreno et al (2010) Kositanont et al (2007) y Boonsilp et al

(2011) los cuales muestran una especificad del 100 al no obtener amplificado del

ADN de otras cepas patoacutegenas que causan enfermedades febriles en sus paiacuteses

La causa de una especificidad tan alta de la reaccioacuten se debe a las secuencias

nucleotiacutedicas especiacuteficas formadas por los oligonucleoacutetidos (cebadores) LepF1 (5rsquo

GTTACCAAGCACAAGATTAG 3rsquo) LepR1 (5rsquo TAGTCCCGATTACATTTTC 3rsquo)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 34

PU1 (5rsquo TATCAGAGCCTTTTAATGG 3rsquo) y SU1 (5rsquo TTTAGGGTTAGCGTGGTA 3rsquo)

que fueron disentildeados para detectar secuencias nucleotiacutedicas especiacuteficas en este

caso el genoma de Leptospira spp (OIE 2006) Tambieacuten se debe tomar en cuenta

que la especificidad de la PCR depende ademaacutes de la temperatura empleada en

la fase de hibridacioacuten y de la cantidad de iones divalentes que se incorporan a la

reaccioacuten Cuanto mayor sea la temperatura utilizada en la fase de hibridacioacuten maacutes

especiacutefica es la reaccioacuten Esto se debe a que a mayor temperatura maacutes dificultada

se ve la unioacuten entre el cebador y la cadena molde en condiciones de

temperaturas de hibridacioacuten elevadas el cebador soacutelo se uniraacute a la cadena molde

si son complementarios en todos sus nucleoacutetidos (McPherson et al 1991)

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten por la diluciones de ADN puro (120ng) de L

interrogans serovar Australis se obtuvo un producto de 615pb hasta la dilucioacuten

110000 correspondiente a una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira

lo que coincide con la investigacioacuten realizada por Moreno et al (2010) cuyo liacutemite

de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR simple lipL32 obtuvo productos especiacuteficos

de 423 pb L interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten

110000 pero para el caso del liacutemite de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR

muacuteltiple secYflaB se obtuvieron productos especiacuteficos de 285 pb y 793 pb de L

interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten 1100 para secY y

11000 para flaB Estas diluciones se hicieron a partir de 120 ng de ADN extraiacutedo

de la cepa de referencia de Leptospira

El liacutemite de deteccioacuten para la PCR muacuteltiple indica una alta sensibilidad analiacutetica en

condiciones de PCR real esto lo posiciona como un meacutetodo de diagnoacutestico

molecular de eleccioacuten para estudios posteriores que busquen validar su uso

potencial para el diagnoacutestico de leptospirosis (Levett et al 2005)

La teacutecnica fue capaz de identificar Leptospira patoacutegena y saproacutefita lo que coincide

con el estudio de Kositanont et al (2007) que muestran resultados similares esto

se atribuye al uso de los cebadores especiacuteficos para la amplificacioacuten de genes

conservados en cepas patoacutegenas y saprofitas Otros estudios como los realizados

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 35

por Cheema et al (2007) Moreno et al (2010) y Rosario et al (2012) no

lograron detectar Leptospira saprofitas soacutelo patoacutegenas pues en ese estudio se

implicoacute solamente los genes conservados en cepas patoacutegenas de Leptospira La

inhabilidad de poder diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y no patoacutegenas puede

ser una dificultad en estudios ambientales donde se quiera diferenciar entre los

distintos serovares sin embargo no tiene importancia en el aspecto cliacutenico pues

no se aiacutesla Leptospira saprofitas en muestras animales (Ceacutespedes et al 2010)

Sin embargo otros estudios (Ibaacutentildeez et al 2010)) han mostrado anticuerpos contra

Leptospira sp serovariedad patoc en 1159 monos Rhesus (Macaca mulatta) en

condiciones de cautiverio Con tiacutetulos que variaron de 120 a 180 Silva et al

(2010) recogioacute muestra de 388 animales (aves reptiles mamiacuteferos y peces) tanto

salvajes como en cautiverio resultando positivo a MAT el 265 de los animales

Los tiacutetulos seroloacutegicos predominante fueron de 140 y 180 para los serotipos

patoc andamana canicola icterohaemorrhagiae y panamaacute

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute estar compuesta por 19 microl de Agua

free nucleasa 16 microl de GoTaqreg qPCR Master Mix 2 microl de cada uno de los

iniciadores (Lep F1 Lep R1 PU1 SU1 y Lep R1) a una concentracioacuten de 100

[Pmol] y 5 microl de ADN a un volumen final de 50 microl con una amplificacioacuten de 40

ciclos En una publicacioacuten similar realizada por Kosinatont et al (2007) utilizan 5microl

de buffer PCR 8 microl de MgCl2 1microl de cada iniciador a 20 [Pmol] y 5 microl de ADN a un

volumen final de 50microl Las condiciones de PCR consistieron de 35 ciclos Las

diferentes concentraciones de reactivos en ambos estudios se deben

probablemente a que las condiciones de laboratorio son diferentes en todas las

regiones ademaacutes del uso en el presente ensayo de un master mix comercial que

incluye todos los componentes para la PCR cuantitativa como son ADN Taq

polimerasa dATP dGTP dCTP dTTP y MgCl2 a excepcioacuten del ADN de la

muestra los cebadores y agua Utilizar este master mix evita errores en el

alineamiento de los cebadores en la temperatura de disociacioacuten de las cadenas

tanto del templado como del producto de la PCR la especificad del producto la

formacioacuten de diacutemero de cebadores y en la inhibicioacuten de la Taq polimerasa por

altas concentraciones de KCl o NaCl (Martinez et al 2004)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 36

En cuanto a los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia

en la capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y

saproacutefitas Eacuteste se puso a prueba debido a su utilizacioacuten en los medios de cultivo

cuando se toman muestras en el campo Su eficacia radica en que se une de

forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial para la siacutentesis de

nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases nitrogenadas que

forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se puede replicar lo

que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002) el 5-fluoracilo no fue una

sustancia inhibidora de la PCR pues no provoca el bloqueo directo total o parcial

de la actividad cataliacutetica de la ADN polimerasa o inhibe la unioacuten directa al ADN de

doble cadena (Newsletter Microbial 2009)

La extraccioacuten de ADN se hizo por calentamiento y con el kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) con el fin de determinar cuaacutel de los meacutetodos era el maacutes

efectivo para la extraccioacuten resultando ser la extraccioacuten por calentamiento ya que

fue capaz de detectar 8 muestras de 19 mientras que con el kit de extraccioacuten soacutelo

se lograron identificar 2 de 8 muestras Aunque con este meacutetodo ademaacutes de ser

de menor costoso se obtiene mayores valores de concentracioacuten y rendimiento de

ADN en el menor tiempo aportaacutendole rapidez y simplicidad a la prueba la pureza

del mismo es baja La importancia del proceso de purificacioacuten del material

geneacutetico es recobrar el producto maacuteximo de ADN de alto peso molecular libre de

proteiacutenas fenol e inhibidores de la Taq polimerasa El ADN de alta calidad es un

prerrequisito para su uso en teacutecnicas de biologiacutea molecular en este caso PCR

para la identificacioacuten de las secuencias especificas de ADN mediante el uso de

cebadores no asiacute el ADN degradado no sustenta la integridad de los sitios

blancos para los cebadores y consecuentemente afectar la calidad de la PCR

(Rada et al 1998)

Ademaacutes de la extraccioacuten de ADN por calentamiento existen otras teacutecnicas como

son meacutetodo fenol-cloroformo meacutetodo del acetato de potasio meacutetodo del acetato

de potasio modificado y meacutetodo de bromuro de cetil-trimetil amonio cuya base

principal es provocar una lisis celular para inactivar las nucleasas celulares y

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 37

separar los aacutecidos nucleicos de los restos de ceacutelulas (Fraga et al 2004) (Velasco

2005)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 38

7 CONCLUSIOacuteN

El PCR multiplex fue capaz de diferenciar entre Leptospira saprofita y

patoacutegena

Se obtuvo una baja sensibilidad pero alta especificidad

El 5-fluoracilo no mostro alteracioacuten en el proceso de amplificacioacuten

La mezcla maacutes adecuada fue la mezcla 1 compuesta por Agua free

nucleasa 19 microl Master mix 16 microl cebador 1 (Lep F1) 2 microl cebador 2-5

(LepR1) 4 microl cebador 3 (PU1) 2 microl cebador 4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl

Se obtuvo una alta sensibilidad analiacutetica o liacutemite de deteccioacuten capaz de

detectar hasta 0012 ng de ADN

El meacutetodo de extraccioacuten maacutes efectivo fue por calentamiento que por el kit

de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 39

8 RECOMENDACIONES

Validar la teacutecnica con una poblacioacuten maacutes representativa

Publicar los resultados de esta investigacioacuten con el fin de seguir mejorando

el diagnoacutestico de leptospirosis por PCR

Promover el uso de la PCR para un diagnoacutestico raacutepido de leptospirosis en

animales domeacutesticos

Realizar estudios de las fuentes de agua para la caracterizacioacuten de las

zonas de riesgo

Estandarizar teacutecnicas de diagnoacutestico de campo para fortalecer los sistemas

de vigilancia activa

Ofrecer charlas a las poblaciones con mayor prevalencia de leptospirosis

sobre el papel que juegan los animales en la transmisioacuten de la enfermedad

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 40

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wild animals from Ribeiratildeo Preto city zoo in Satildeo Paulo State Brazil Braz j vet

res anim sci 2010 47(3)237-242

Terpstra WJ Korver H Leeuwen J van Kolk AHJ Schoone GJ Alternative

methods for the classification of leptospiral serovars In The present state of

leptospirosis diagnosis and control EdsWA Ellis and TWA Little PublNijhoff

1986

Torrez T Alfredo G Baca Beatriz Eugenia Reaccioacuten en cadena de la polimerasa

Elementos 1995 3(23)16-21

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 46

Velasco M Reinaldo Marcadores moleculares y la extraccioacuten de ADN

Facultcienc agrop2005 3(1) 14-18

Victoria Berta Fernaacutendez Carmen Rodriacuteguez Joseacute E Obregoacuten Ana M

Rodriacuteguez Islay Identificacioacuten de aislamientos de Leptospira por meacutetodos

seroloacutegicos y geneacuteticos Rev cubana med trop 2002 54(1)48-51

Vital-Brazil Juliana Magalhatildees Balassiano Ilana Teruszkin Oliveira Fabiano Sutter

de Costa Alberto Dias de Souza Hillen Leandro Pereira Martha Mariacutea Multiplex

PCR-based detection of Leptospira in environmental water samples obtained from

a slum settlement Mem Inst Oswaldo Cruz 2010 105(3) 353-355

World Health Organization Current problems in leptospirosis research Geneva

WHO 1967 Technical report series 380

Zamora J Riedmann S Encuesta Seroloacutegica de Leptospirosis Humana en

Ocupaciones de alto riesgo en Chile Rev Med Chile 1990 118 247-252

Zunino M Enna Pizarro P Rolando Leptospirosis Puesta al diacutea Rev Chil

Infectol 2007 24(3) 220-226

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 47

ANEXOS

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Kit de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

1 20 microl de proteinasa K en eppendorf

2 Agregar 200 microl de la muestra

3 Agregar 200 microl de buffer AL y bortear por 5 segundos

4 Incubar a 56 ordmC por 10 minutos

5 Centrifugar brevemente

6 Agregar 200 microl de etanol (96 ndash 100)

7 Pasar la mezcla del paso 6 y colocarlo en un tubo de ensayo colector

procurando no tocar los bordes y centrifugar a 8000 rpm por 1 minuto Cambiar el

tubo colector descartando el contenido

8 Agregar en el centro de la columna 500 microl de buffer AW1 Centrifugar por 8000

rpm por 1 minuto luego descartar tubo colector y el contenido cambiando a un

nuevo tubo colector

9 Agregar 500 microl de buffer AW2 en el centro de la membrana y centrifugar a

14000 rpm por 3 minutos

10 Pasar la columna a eppendorf y centrifugar a velocidad maacutexima por 1 minuto

11 Pasar la columna a eppendorf y agregar 100 microl de buffer AE incubar a

temperatura ambiente por 1 minuto luego centrifugar a 8000 rpm por un minuto

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Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 53

Tabla 4 Cepario de referencia de Holanda

Especie Serogrupo Serovar Cepa de referencia

L Interrogans

Australis Australis Ballico

Autumnalis Autumnalis Akiyami A

Betaviae Betaviae Swart

Canicola Canicola Hond Utrechit IV

Djasiman Djasiman Djasiman

Hebdomadis Hebdomadis Hebdomadis

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagica RGA

Icterohaemorrhagia Copenhageni M20

Icterohaemorrhagia Copenhageni Wijnberg

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagia Kantorowic

Pomona Pomona Pomona

Pyrogenes Pyrogenes Salinem

Sejroe Hardjo Hardjoprajitho

Sejroe Wolffi 3705

L Noguchi

Australis Nicaragua 1011

Lousiana Lousiana LSU 1945

Panama Panama CZ 214

L Biorgpetersenii

Ballum Castellones Castellon 3

Javanica Javanica Veldrat Batavia

Mini Mini Sari

Serjoe Serjoe M 84

Tarassovi Tarassovi Pereplitsin

L welii

Celledoni Celledoni Celledoni

Manhao Qingshui L 105

Sarnin Sarm 11 Sarnin

L Kirschneri

Cynopteri Cynopteri 3522 C

Grippotyphosa Grippotyphosa Moskva V

L Neyeri Ranarum Ranarum ICF

L Santarosal Sherman Shermani 1342 K

L Biflexa Semaranga Patoc Patoc 1

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 4

IV ABREVIATURA

ADN Acido desoxirribonucleico

ADNr ADN ribosoacutemico

ARN Acido ribonucleico

ARNr El ARN ribosoacutemico

CF Fijacioacuten de complemento

CGH Hibridacioacuten Genoacutemica Comparada

dATP Trifosfato de desoxiadenosina del ingleacutes deoxyadenosine triphosphate

dCTP Trifosfato de desoxicitidina del ingleacutes deoxycytidine triphosphate

dGTP Trifosfato de desoxiguanosina del ingleacutes deoxyguanosine triphosphate

dTTP Trifosfato de desoxitimidin del ingleacutes deoxythymidine triphosphate

ELISA Ensayo por inmunoabsorcioacuten ligado a enzimas

EMJH Ellinghausen-Mcllough-Johnson-Harries

Et al Procede de la expresioacuten latiacuten et alii que significa lsquoy otrosrsquo

IC Intervalo de confianza

IG Inmunoglobulina

KCl Cloruro de potasio

LCR Liacutequido cefalorraquiacutedeo

MAT Prueba de Aglutinacioacuten Microscoacutepica (por sus siglas en ingleacutes)

MgCl2 Cloruro de magnesio

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 5

NaCl Cloruro de sodio

Ng Nanogramo

OIE Organizacioacuten Mundial de Sanidad Animal

OMS Organizacioacuten Mundial de la Salud

OPS Organizacioacuten Panamericana de la Salud

Pb Pares de bases

Pg Picogramo

PCR Reaccioacuten en Cadena de la Polimerasa (por sus siglas en ingleacutes)

RFLP Polimorfismo de Longitud de Fragmentos de Restriccioacuten (por sus siglas en

ingleacutes)

Spp Especies

SSCP Polimorfismo de Conformacioacuten de Cadena Simple (por sus siglas en

ingleacutes)

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 6

V GLOSARIO

Aglutinacioacuten Agrupamiento en pequentildeos cuacutemulos de cuerpos formes (microbios

hematiacutees) portadores de un antiacutegeno y en suspensioacuten en un liacutequido originado

cuando se introduce el anticuerpo correspondiente en el liacutequido

Amplicones conjunto de moleacuteculas de ADN ideacutenticas resultado de una reaccioacuten

en cadena de la polimerasa (PCR) Esencialmente se trata de un clon molecular

Anticuerpo Es una proteiacutena producida por el sistema inmunitario del cuerpo

cuando detecta sustancias dantildeinas llamadas antiacutegenos

Antiacutegeno Toda sustancia que introducida en un organismo que no la poseiacutea

provoca en eacutel la formacioacuten de un anticuerpo especiacutefico con el cual puede

combinarse de forma electiva

Cebadores Oligonucleoacutetido de 5-20 nucleoacutetidos de longitud que sirve como punto

de partida para la replicacioacuten de ADN

Desnaturalizacioacuten cambio estructural de las proteiacutenas o aacutecidos nucleicos donde

pierden su estructura nativa y de esta forma su oacuteptimo funcionamiento y a veces

tambieacuten cambian sus propiedades fiacutesico-quiacutemicas

Electroforesis La electroforesis es un meacutetodo de laboratorio en el que se utiliza

una corriente eleacutectrica controlada con la finalidad de separar biomoleculas seguacuten

su tamantildeo y carga eleacutectrica a traveacutes de una matriz gelatinosa

Endemicidad Persistencia en una regioacuten de una enfermedad particular bien

porque estaacute presente constantemente o bien porque reaparece en eacutepocas

determinadas

Endemoepideacutemico aumento de incidencia superior al esperado en el contexto de

una epidemia

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 7

Endonucleasa es aquella que puede reconocer una secuencia caracteriacutestica de

nucleoacutetidos dentro de una moleacutecula de ADN y cortar el ADN en ese punto en

concreto llamado sitio o diana de restriccioacuten o en un sitio no muy lejano a este

Los sitios de restriccioacuten cuentan con entre 4 y 12 pares de bases con las que son

reconocidos

Espiroquetas Protozoario espiral de cuerpo delgado y flexible que se desplaza

por movimientos activos Las espiroquetas son bacterias que poseen unas

caracteriacutesticas morfoloacutegicas y unos oacuterganos de locomocioacuten que les diferencian del

resto de las bacterias

Gen Un gen es una secuencia ordenada de nucleoacutetidos en la moleacutecula de ADN (o

ARN en el caso de algunos virus) que contiene la informacioacuten necesaria para la

siacutentesis de una macromoleacutecula con funcioacuten celular especiacutefica habitualmente

proteiacutenas pero tambieacuten ARNm ARNr y ARNt

Genoma es todo el ADN de un organismo incluidos sus genes unos treinta mil

en el caso de los humanos (hasta hace poco se pensaba que eran sobre ochenta

mil)

Glicoproteiacutenas moleacuteculas compuestas por una proteiacutena unida a uno o varios

gluacutecidos simples o compuestos Tienen entre otras funciones el reconocimiento

celular cuando estaacuten presentes en la superficie de las membranas plasmaacuteticas

(glucocaacutelix)

Leptospirosis enfermedad infecto-contagiosa que afecta a los seres humanos

los animales domeacutesticos y silvestres

Lisis Rompimiento de la membrana celular

Monoclonal es un anticuerpo homogeacuteneo producido por una ceacutelula hiacutebrida

producto de la fusioacuten de un clon de linfocitos B descendiente de una sola y uacutenica

ceacutelula madre y una ceacutelula plasmaacutetica tumoral

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 8

Nucleasa son enzimas que pueden ser tanto ribonucleasas (RNasas) como

desoxirribonucleasas (DNasas) las primeras hidrolizan al ARN y las segundas al

ADN

Nucleoacutetidos son moleacuteculas orgaacutenicas formadas por la unioacuten covalente de un

monosacaacuterido de cinco carbonos (pentosa) una base nitrogenada y un grupo

fosfato

Opsonizacioacuten proceso por el que se marca a un patoacutegeno para su ingestioacuten y

destruccioacuten por un fagocito

Oligonucleoacutetidos es una secuencia corta de ADN o ARN con cincuenta pares

de bases o menos

Patoacutegena es todo agente que puede producir enfermedad

Polimerasa La polimerasa es una enzima capaz de transcribir o replicar aacutecidos

nucleicos

Polimorfismo hace referencia a la existencia en una poblacioacuten de muacuteltiples

alelos de un gen

Saproacutefita bacterias que no se desarrollan en el organismo vivo y que se

alimentan de los desperdicios de alimentos generados por el propio organismo

Serotipo Categoriacutea en la que se clasifican los microbios o los virus seguacuten su

reaccioacuten en presencia de suero que contiene anticuerpos especiacuteficos

Tamizaje exaacutemenes aplicados con el fin de identificar una poblacioacuten

aparentemente sana en mayor riesgo de tener una determinada enfermedad que

hasta ese momento no se les ha diagnosticado

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 9

1 INTRODUCCIOacuteN

Las Leptospira son bacterias Gram negativas que miden 0-1microm de diaacutemetro y 6-

20microm de largo Estas espiroquetas pertenecen a la familia Leptospiraceae orden

Spirochaetales y claacutesicamente comprenden 2 especies L interrogans y L biflexa

siendo la primera patoacutegena y la segunda saproacutefita Leptospira interrogans incluye

alrededor de 23 serogrupos y 218 serovares y L biflexa 28 serogrupos y 60

serovares (Zunido et al 2007 Desvars et al 2008)

Los hueacutespedes reservorios son los animales silvestres y domeacutesticos aunque el

agente tambieacuten se ha aislado de otros vertebrados como aves y anfibios los que

eliminan las Leptospira con la orina por periodos de tiempos variables

dependiendo de la especie animal (Ceacutespedes et al 2007)

La leptospirosis tiene en Nicaragua un comportamiento endemo-epideacutemico con

una notificacioacuten 2 casos como promedio semanal En el periacuteodo de lluvias

(octubre-noviembre) este promedio semanal se eleva hasta 8 casos La regioacuten

Occidental (Departamentos de Leoacuten y Chinandega) son los que con maacutes

frecuencia reportan la ocurrencia de brotes epideacutemicos

Los cuadros de leptospirosis humana en cuya fase terminal ocurre la hemorragia

pulmonar se han presentado en Nicaragua a partir de 1995 con grandes brotes

epideacutemicos en 1995 1998 y 2007 todos ellos asociados a intensas lluvias (Pelaacuteez

et al 2007)

En Nicaragua como en el resto de paiacuteses del mundo la prueba de oro para el

diagnoacutestico de Leptospira es la prueba de Aglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) (OPS

2008) sin embargo esta teacutecnica tiene desventajas tales como no diferencia entre

anticuerpos vacunales y de infeccioacuten utiliza como antiacutegeno Leptospira vivas

siendo tedioso el mantenimiento de las cepas y un riesgo potencial para el

personal del laboratorio Para obtener una sensibilidad adecuada se deben utilizar

como antiacutegenos cepas representativas de todos los serogrupos presentes en el

paiacutes o regioacuten y de todos los serovares adaptados a la especie objeto de estudio

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 10

Otro meacutetodo directo de diagnoacutestico es el cultivo pero es limitado y requiere de

mucho tiempo (Alonso et al 2001)

Diversos estudios han demostrado una sensibilidad y especificad de la PCR de

hasta el 100 siendo asiacute una herramienta uacutetil en el diagnoacutestico precoz de

leptospirosis sobre todo en las formas graves de la enfermedad (Ceacutespedes et al

2007)

Por las razones citadas anteriormente se pretende estandarizar una multiplex PCR

para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y patoacutegena en muestras de animales

domeacutesticos y asiacute validar su alta sensibilidad y especificidad Esta teacutecnica ha

servido para detectar e identificar Leptospira en sangre liacutequido cefalorraquiacutedeo

humor acuoso y orina Ademaacutes puede diferenciar con rapidez las formas

patoacutegenas de las no patoacutegenas (Green et al 2008)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 11

11 ANTECEDENTES

En 2001 se llevoacute a cabo la identificacioacuten de aislamientos de Leptospira por

meacutetodos seroloacutegicos y geneacuteticos en tres provincias de Cuba Se estudiaron 18

cepas de Leptospira aisladas de pacientes con leptospirosis humana en los

resultados por MAT las cepas fueron agrupadas entre los serogrupos ballum

pomoma caniacutecola e icterohaemorrhagiae Se determinoacute el serovar de 7 de las

cepas estudiadas con el uso de los anticuerpos monoclonales Para la totalidad de

las cepas se obtuvo por reaccioacuten en cadena de la polimerasa un fragmento

amplificado de 631 pb El anaacutelisis con enzimas de restriccioacuten del producto

amplificado originoacute iguales patrones de restriccioacuten en todas las cepas estudiadas

(Victoria et al 2001)

En 2007 se efectuoacute la deteccioacuten de Leptospira patoacutegenas en animales por PCR

basado en los genes lipL21 y lipL32 en India Se recogieron muestras de suero y

tejido de bovinos buacutefalos y cobayos junto a becerros experimentalmente

infectados A los cuales se les realizoacute PCR usando los genes lipL21 y lipL32 asiacute

como los cebadores G1G2 y se determinoacute que todos los sueros tanto las

muestras colectada en campo como la de los animales infectados

experimentalmente fueron positivos tanto con el uso de cebadores G1G2 asiacute

como con los genes lipL21 y lipL32 (Cheema et al 2006)

Se desarrolloacute un estudio para la deteccioacuten y diferenciacioacuten entre Leptospira spp

patoacutegenas y saproacutefitas por multiplex PCR en la ciudad de Bangkok Tailandia Este

meacutetodo pudo amplificar 27 serovares patoacutegenos y 5 serovares saproacutefitas

mostrando una amplificacioacuten de 615 y 316 pares de bases (pb) respectivamente

(Kositanont et al 2007)

En 2007 se llevoacute a cabo la estandarizacioacuten y validacioacuten de una prueba de PCR

para el diagnoacutestico precoz de leptospirosis humana en zonas endeacutemicas del Peruacute

Amplificoacute el ADN de 25 serovares de seis especies de Leptospira spp No

amplificoacute las muestras de ADN de otros microorganismos patoacutegenos La

sensibilidad y especificidad del meacutetodo fue 100 in vitro Su sensibilidad fue de

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 12

100 (IC95 979 - 100) en muestras de sangre antes de los ocho primeros diacuteas

de enfermedad y de 30 (IC95 163 - 43-7) cuando el tiempo de enfermedad fue

mayor El PCR en orina tiene una baja sensibilidad (Ceacutespedes et al 2007)

En 2009 se realizoacute la deteccioacuten de Leptospira patoacutegenas en tejido renal de perros

vagos mediante PCR en tiempo real en la ciudad de Chillan Chile De los 72

perros a los que se les extrajo ADN de tejido renal el 597 de los perros resultoacute

infectado (Campos 2009)

En 2010 se realizoacute un estudio para la aplicacioacuten de las pruebas de PCR

convencional simple y muacuteltiple para la identificacioacuten de aislamientos de Leptospira

spp en Colombia los resultados maacutes consistentes fueron obtenidos con la PCR

simple lipL32 tanto en limite de deteccioacuten especificidad y utilidad para la

identificacioacuten de Leptospira spp (Moreno et al 2010)

Una multiplex PCR fue desarrollada para la deteccioacuten de Leptospira en muestras

de agua del ambiente obtenidas en un asentamiento de barrio en Petroacutepolis

ciudad de Rio de Janeiro Tres de las 100 muestras analizadas fueron positivas en

la multiplex PCR se consideroacute que dos muestras teniacutean Leptospira saproacutefitas y

una Leptospira patoacutegenas (Vital et al 2010)

En 2012 se caracterizoacute aislamientos cliacutenicos de Leptospira por meacutetodos

fenotiacutepicos y moleculares en la repuacuteblica de Nicaragua De las 8 cepas de

Leptospira aisladas de casos cliacutenicos mediante meacutetodos fenotiacutepicos y

moleculares para el primer meacutetodo ninguna de estas mostraron crecimiento a

13degC en medio suplementado con 8-azaguanina (225 mgMl) y para el segundo

meacutetodo los resultados de este ensayo demostraron la presencia de bandas de

amplificacioacuten de los genes OmpL1 y lipL32 para los ocho aislamientos (Rosario et

al 2012)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 13

12 JUSTIFICACIOacuteN

La leptospirosis es una zoonosis de distribucioacuten mundial que afecta a los

mamiacuteferos tanto domeacutesticos como silvestres aunque el agente tambieacuten se ha

aislado de otros vertebrados como aves y anfibios La enfermedad puede estar

causada por cualquiera de las espiroquetas paraacutesitas clasificadas dentro del

geacutenero Leptospira (Alonso et al 2001)

Es una zoonosis en Nicaragua que presenta una endemicidad constante tal y

como lo demuestran las estadiacutesticas de la enfermedad principalmente despueacutes de

lluvias fuertes e inundaciones Afectando de igual manera a humanos y animales

produciendo un gran impacto socioeconoacutemico para la poblacioacuten en general

El diagnoacutestico de la enfermedad es complejo debido a que no manifiesta siacutentomas

especiacuteficos y resulta difiacutecil realizar e interpretar los meacutetodos diagnoacutesticos de

referencia en base a cultivos bacterianos y a test seroloacutegicos para la identificacioacuten

de la especie y serovares (Levett et al 2001)

La reaccioacuten en cadena de la polimerasa (PCR) es una prueba de diagnoacutestico

molecular muy sensible y especiacutefico que sirve para detectar e identificar

Leptospira en sangre liacutequido cefalorraquiacutedeo humor acuoso y orina Esta teacutecnica

puede diferenciar con rapidez las formas patoacutegenas de las no patoacutegenas (Greene

et al 2008) Sin embargo la teacutecnica debe ser estandarizada en cada laboratorio

antes de ser utilidad en el diagnoacutestico y vigilancia de la enfermedad El objetivo de

este estudio fue estandarizar una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira

saproacutefita y patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos Esta teacutecnica

proporcionaraacute una alterativa maacutes raacutepida que el aislamiento asiacute como una

clasificacioacuten confiable de Leptospira patoacutegenas y saproacutefitas circulante en animales

domeacutesticos

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 14

13 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

iquestCuaacuteles son los paraacutemetros oacuteptimos en la estandarizacioacuten de una multiplex PCR

para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y patoacutegena en muestras de animales

domeacutesticos

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 15

2 OBJETIVOS

21 General

Estandarizar una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y

patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos

22 Especiacutefico

Establecer el liacutemite deteccioacuten de multiplex PCR en muestras sanguiacuteneas y orina

Determinar la sensibilidad y especificidad de muacuteltiplex PCR para el diagnoacutestico de

Leptospira

Clasificar las cepas de Leptospira como saproacutefita y patoacutegena a traveacutes de multiplex

PCR

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 16

3 MARCO TEOacuteRICO

Las Leptospira son bacterias pertenecientes al orden Spirochaetales familia

Leptospiraceae y geacutenero Leptospira Aunque son bacterias Gram negativas no se

tintildeen bien mediante los colorantes convencionales por lo que habitualmente se

visualizan por medio de la microscopiacutea de campo oscuro La impregnacioacuten

argeacutentica y las teacutecnicas de inmunohistoquiacutemicas se utilizan para poner en

manifiesto su presencia en tejidos (Quinn et al 2002)

Su tamantildeo es de 025 por 6-25 microm tienen forma ciliacutendrica y helicoidal con dos

filamentos axiales insertados en los extremos del cuerpo celular que actuacutean como

citoesqueleto y le permiten el movimiento (Bharti et al 2003)

Estas son moacuteviles describen tres tipos de movimientos rotacioacuten alrededor de su

eje central movimientos progresivos rectos y movimientos circulares (Bharti et al

2003) son aerobios obligados que se desarrollan a una temperatura de 28 a

30degC Son catalasa y oxidasa positivo creciendo en medios simples enriquecidos

con vitaminas aacutecidos grasos de cadena larga y sales de amonio (Levett 2001)

Su genoma consiste en dos cromosomas circulares uno de mayor tamantildeo que

asciende a 4332241 bp y uno pequentildeo de 358943 bp los que juntos suman

4691184 bp (Ren et al 2003)

La bacteria no se multiplica fuera del hueacutesped y es considerablemente

dependiente del medio puesto que es muy susceptible a la desecacioacuten a pH

inferiores a 6 o superiores a 8 y temperaturas menores a 10ordmC o mayores a 34ordmC

le resultan nocivos (McDonough 2001) Asiacute como la luz solar directa la

hipersalinidad los desinfectantes corrientes los detergentes y el jaboacuten pueden

afectar al microorganismo (Zamora et al 1999)

Los organismos de Leptospira sobreviven hasta 180 diacuteas en suelos huacutemedos por

varios meses en superficies acuosas y sobreviven auacuten mejor en agua estancada

que en movimiento (McDonough 2001 Acosta et al 1994)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 17

31 Mecanismos de transmisioacuten

Las Leptospira se transmiten por contacto directo o indirecto La transmisioacuten

directa ocurre a traveacutes de orina infectada transferencia veneacuterea o

transplacentaria heridas por mordedura o ingestioacuten de tejidos infectados La

transmisioacuten indirecta se da a traveacutes de la exposicioacuten de los animales susceptibles

agua suelo alimento o camas contaminadas (Greene et al 2008)

Existen dos tipos de hueacutespedes involucrados en la transmisioacuten de la enfermedad

Los hueacutespedes primarios constituidos por aquellas especies que no desarrollan

una sintomatologiacutea evidente y que son capaces de eliminar por periodos

prolongados la bacteria y los hueacutespedes secundarios conformados por aquellas

especies que por el contrario enferman gravemente y no alcanzan a liberar la

bacteria o lo hacen por un periodo reducido (McDonough 2001)

32 Clasificacioacuten

A partir de 1989 el geacutenero Leptospira fue dividido en dos especies L interrogans

que comprendiacutea a todas las cepas patoacutegenas y L biflexa que incluiacutea a las cepas

saproacutefitas aisladas del medio ambiente Ambas fueron divididas en numerosos

serovares definidos por aglutinacioacuten Sobre 60 y 200 serovares han sido

reconocidos para L biflexa y L interrogans respectivamente Los serovares que

se encontraban relacionados antigeacutenicamente fueron agrupados como serogrupos

(Levett 2001)

33 Patogeacutenesis

La Leptospira es resistente a la actividad bactericida del suero normal y en

ausencia de anticuerpos especiacuteficos no es fagocitada ni destruida por los

polimorfonucleares o macroacutefagos Despueacutes de penetrar la piel o las mucosas la

Leptospira hace una bacteriemia que inicialmente alcanza todas las partes del

cuerpo incluyendo el liacutequido cefalorraquiacutedeo (LCR) y los ojos y genera la

produccioacuten de anticuerpos aglutinantes y el fenoacutemeno de opsonizacioacuten entre los

diacuteas 5 y 7 Si esta respuesta no es suficiente para detener su progreso la

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 18

Leptospira avanza en los tejidos Alliacute se multiplica en forma acelerada deja de ser

encontrada en la sangre y se elimina por la orina durante semanas o meses (fase

inmune o de leptospiruria) (Acosta et al 1994)

La leptospirosis puede presentarse con diferentes formas grados y combinaciones

de compromiso orgaacutenico ya sea como un cuadro febril inespeciacutefico como

afeccioacuten preferente de uno o maacutes oacuterganos involucrados o como una enfermedad

grave con compromiso multiorgaacutenico y alta letalidad (Zunino y Pizarro 2007)

La etapa aguda o septiceacutemica de alrededor de 1 semana seguida de una fase

inmune caracterizada por la produccioacuten de anticuerpos y eliminacioacuten de la

bacteria a traveacutes de la orina La mayor complicacioacuten de la patologiacutea se encuentra

asociada a la localizacioacuten de las bacterias en los tejidos durante la fase inmune

alrededor de la segunda semana de la patologiacutea (Levett 2001)

En animales susceptibles la lesioacuten de las membranas de los gloacutebulos rojos y de

las ceacutelulas endoteliales junto con el dantildeo hepatocelular desencadena anemia

hemoliacutetica ictericia hemoglobinuria y hemorragia (Quinn et al 2002)

La superficie de las ceacutelulas bacterianas constituye una interfase entre el patoacutegeno

y el hospedador formando un sitio de interaccioacuten con los tejidos durante la

infeccioacuten Para los patoacutegenos extracelulares la superficie bacteriana es tambieacuten el

blanco de la respuesta inmune del hospedador (Cullen et al 2005) Se ha

sentildealado que LipL32 interactuacutea con componentes de la matriz extracelular como el

colaacutegeno y que existe una respuesta de inmunoglobulina M contra la lipoproteiacutena

durante la fase aguda y convaleciente de leptospirosis en humanos (Hauk et al

2008)

34 Sintomatologiacutea

Las manifestaciones oculares incluyen efusioacuten conjuntival presencia de ictericia

en la escleroacutetica y uveiacutetis Esta uacuteltima puede ser unilateral o bilateral y puede

presentarse semanas meses y ocasionalmente en antildeos posterior a la

enfermedad aguda (Levett 2001)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 19

Las alteraciones reproductivas pueden ocurrir posterior a una infeccioacuten y la

leptospirosis debe ser considerada como diagnoacutestico diferencial en casos de

aborto o muerte perinatal (Andreacute Fontaine 2006)

En bovinos la enfermedad puede ser aguda subaguda y croacutenica En la forma

aguda son maacutes susceptibles los animales de un mes de edad Se caracteriza por

septicemia fiebre de 405 Cdeg anorexia petequias en mucosas depresioacuten

ictericia anemia hemoliacutetica con hemoglobinuria palidez de las mucosas disnea

suele ocurrir aborto baja de la produccioacuten de la leche y ocasionalmente mastitis

En la forma subaguda se presentan los mismos siacutentomas la fiebre es de 39 a 40

Cdeg existe baja de la produccioacuten laacutectea y esta es de color rojo o anaranjado

amarillento En la forma croacutenica generalmente los siacutentomas son aborto que se

presenta en el uacuteltimo tercio de la gestacioacuten ocasionalmente se puede presentar

meningitis leptospiroacutesica incoordinacioacuten sialorrea conjuntivitis y rigidez muscular

En porcinos generalmente se presenta la forma croacutenica en ovinos y caprinos no

se conoce mucho la enfermedad debido a su poca frecuencia y la mayor parte de

los animales afectados se encuentran muertos con apariencia septiceacutemica en

equinos se presenta la forma subaguda en perros y gatos se presenta la

enfermedad desde formas subcliacutenicas hasta formas graves en animales

silvestres la mayoriacutea estaacuten adaptados y no manifiestan siacutentomas cliacutenicos (Acha et

al 1978)

35 Diagnoacutestico

Debido a que las manifestaciones cliacutenicas de la leptospirosis variacutean en tipo y

gravedad tanto en los hombres como en animales es difiacutecil su diagnoacutestico cliacutenico

hacieacutendose necesaria la confirmacioacuten de los casos mediante pruebas de

laboratorio existen pruebas que sin ser especiacuteficas para la enfermedad pueden

orientar al cliacutenico hacia el diagnoacutestico de leptospirosis (Ceacutespedes 2005)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 20

351 Diagnoacutestico epidemioloacutegico

La anamnesis debe incluir datos sobre la eacutepoca del antildeo en la que aparecioacute el

brote la aptitud del rebantildeo el estado sanitario del mismo el contacto con otras

especies domeacutesticas la sintomatologiacutea predominante y si se realiza vacunacioacuten

frente a la leptospirosis Asimismo deberaacute obtenerse informacioacuten sobre el nuacutemero

de animales afectados la edad de los mismos y la fase de la gestacioacuten en que se

produce el aborto (Alonso et al 2001)

352 Pruebas Diagnoacutesticas

Se basa en el cultivo del organismo la demostracioacuten seroloacutegica o el diagnoacutestico

molecular (Dammert 2005)

3521 Cultivo

La Leptospira se puede aislar de muestras de sangre y liacutequido cefalorraquiacutedeo en

los primeros 7-10 diacuteas de la enfermedad y en la orina puede ser detectada durante

la segunda y tercera semana de la enfermedad (Bharti 2003) Una vez tomada la

muestra esta se debe inocular en 10 ml de medio semisoacutelido que contenga 5-

fluoracilo

El cultivo debe ser incubado a 28-30 degC y ser examinado semanalmente en el

microscopio de campo oscuro durante 13 semanas antes de ser descartado Los

cultivos contaminados pueden ser filtrados antes de recultivarlos a un medio

nuevo (Levett 2001)

Existen otros medios recientemente desarrollados uacutetiles en el aislamiento de la

Leptospira medio EMJH (Ellinghausen y Mcllough modificado por Johnson y

Harries) y el medio Tween 80-albuacutemina este uacuteltimo considerado el mejor

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 21

Como el cultivo tiene el inconveniente de ser muy largo (5-6 semanas de

incubacioacuten) no se debe considerar para definir una conducta terapeacuteutica inicial

(Acosta et al 1994)

3522 Pruebas seroloacutegicas

Las pruebas seroloacutegicas constituyen el procedimiento de laboratorio utilizado con

maacutes frecuencia para confirmar el diagnoacutestico cliacutenico para determinar la

prevalencia en el rebantildeo y para realizar los estudios epidemioloacutegicos Los

anticuerpos de las Leptospira aparecen a los pocos diacuteas del comienzo de la

enfermedad y persisten durante semanas o meses y en algunos casos antildeos

Desafortunadamente los tiacutetulos de anticuerpos puede que desciendan hasta

niveles indetectables mientras los animales permanecen infectados croacutenicamente

Para superar este problema se necesitan meacutetodos sensibles que detecten el

microorganismo en la orina o en el tracto genital de portadores croacutenicos

Se ha descrito una amplia variedad de pruebas seroloacutegicas que muestran grados

variables de especificidad de serogrupo y de serotipo La prueba de la aglutinacioacuten

microscoacutepica (MAT) y el enzimoinmunoensayo (ELISA) contribuyen al diagnoacutestico

veterinario (OIE 2008)

35221 Prueba de Aglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) La prueba MAT en la

que se emplean antiacutegenos vivos es la prueba seroloacutegica maacutes ampliamente

utilizada Constituye la prueba de referencia frente a la que se evaluacutean todas las

otras pruebas seroloacutegicas y se utiliza en las comprobaciones para la

importacioacutenexportacioacuten (OIE 2008)

El MAT posee una alta sensibilidad y especificidad siendo sus resultados

utilizados para identificar el serovar o serogrupo infectante pero requiere de la

experiencia del operador y la variacioacuten diagnoacutestica entre laboratorios es elevada

(Bharti et al 2003) Para llevarlo a cabo se requiere que el laboratorio cuente con

cultivos vivos de todos los serovares para emplearlos como antiacutegenos

consideraacutendose que su interpretacioacuten es complicada debido a la alta degradacioacuten

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 22

presencia de reaccioacuten cruzada entre diferentes serogrupos y a reacciones

paradoacutejicas (Levett 2001)

35222 Otras pruebas seroloacutegicas Debido a la complejidad de la prueba de

Aglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) se ha desarrollado otras pruebas seroloacutegicas

para la deteccioacuten de anticuerpos antileptospira en la fase aguda de la infeccioacuten La

fijacioacuten de complemento (CF) fue ampliamente usado pero el meacutetodo no fue

estandarizado La prueba de Fijacioacuten de complemento ha sido reemplazada por el

meacutetodo ELISA (Levett 2001)

El ELISA se utiliza tanto para la deteccioacuten de anticuerpos en la leche como en el

suero permitiendo ademaacutes diferenciar entre IgG e IgM (Alonso et al 2001) En

este ensayo se detecta IgM antileptospira tan solo 1 semana despueacutes de la

infeccioacuten antes de que esteacuten presentes los anticuerpos aglutinantes Los

anticuerpos IgG se detectan comenzando 2 semanas despueacutes de la infeccioacuten y

persisten durante largos periodos de tiempo (OIE 2008)

La deteccioacuten de IgM en suero por ELISA es maacutes sensible que el MAT cuando la

primera muestra se toma en la fase aguda de la enfermedad (Ceacutespedes 2005)

Ademaacutes presenta otras ventajas frente al MAT como es el hecho de no presentar

riesgo sanitario para los operarios ser de faacutecil estandarizacioacuten y ser una prueba

en la que las reacciones cruzadas son poco frecuentes Sus principales

desventajas son que normalmente son serovar especiacuteficos con lo cual no

obtendremos informacioacuten acerca de una posible infeccioacuten por otros serovares y

que no permite diferenciar entre anticuerpos vacunales y de infeccioacuten (Alonso et

al 2001)

3523 Diagnoacutestico molecular

35231 Reaccioacuten en cadena de la polimerasa (PCR)

La PCR es un meacutetodo in vitro de siacutentesis de ADN con el que un segmento

particular de este es especiacuteficamente amplificado al ser delimitado por un par de

cebadores o iniciadores que lo flanquean Su copiado se logra en forma

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 23

exponencial a traveacutes de repetidos ciclos de diferentes periodos y temperaturas de

incubacioacuten en presencia de una enzima ADN polimerasa termoestable Asiacute se

obtienen en cuestioacuten de horas millones de copias de la secuencia deseada del

ADN

La PCR es una teacutecnica de biologiacutea molecular altamente especiacutefica raacutepida

sensible y versaacutetil para detectar cantidades iacutenfimas de un cierto ADN especiacutefico

posibilitando su faacutecil identificacioacuten (Rodriacuteguez et al 2004)

El meacutetodo se basa en su forma maacutes simple en la realizacioacuten de tres reacciones

sucesivas llevadas a cabo a distintas temperaturas Estas reacciones se repiten

ciacuteclicamente entre veinte y cuarenta veces La muestra se calienta en el primer

paso hasta lograr la separacioacuten de las dos cadenas que constituyen el ADN

hecho que se conoce como desnaturalizacioacuten (Satz et al 1993) En el segundo

ocurre la hibridacioacuten de las cadenas desnaturalizadas del ADN blanco con los

denominados cebadores o iniciadores (ADN sinteacutetico de hebra sencilla) a una

temperatura que facilita el apareamiento de las bases nitrogenadas

complementarias de ambas clases de ADNs (Rodriacuteguez et al 2004) Por uacuteltimo se

da la reaccioacuten de extensioacuten que generalmente es llevada a cabo a una

temperatura intermedia en la cual la ADN polimerasa copia el ADN entre las

secuencias correspondientes a los oligonucleoacutetidos iniciadores (Torres et al

1995) La deteccioacuten se realiza mediante electroforesis en gel de agarosa y tincioacuten

con bromuro de etidio (Costa 2004)

En los uacuteltimos antildeos se ha desarrollado PCR en muestras bioloacutegicas como orina

suero liacutequido cefalorraquiacutedeo y tejido renal posicionaacutendose la teacutecnica como una

herramienta de diagnoacutestico sensible y especiacutefica en la deteccioacuten e identificacioacuten

de Leptospira spp (Levett 2001 Branger et al 2005)

Una limitacioacuten de diagnoacutestico basado en la PCR de la leptospirosis es la

incapacidad de la mayoriacutea de los ensayos de PCR para identificar el serovar

infectante Si bien esto no es significativo para la gestioacuten individual del paciente la

identidad del serovar tiene un importante valor epidemioloacutegico y en salud puacuteblica

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 24

Las estrategias disentildeadas para superar este obstaacuteculo han incluido la digestioacuten de

productos de PCR con endonucleasas de restriccioacuten secuenciacioacuten directa de los

amplicones y Anaacutelisis de Conformacioacuten de Cadena Sencilla (SSCP)

Genomospecies de Leptospira pueden ser diferenciadas despueacutes de la PCR por

electroforesis en geles de poliacrilamida no desnaturalizante seguido por tincioacuten

con plata y sin el paso adicional de purificacioacuten y desnaturalizacioacuten (Ahmad et al

2005)

35232 Reaccioacuten en cadena de la polimerasa muacuteltiple

La PCR muacuteltiple son reacciones que consiguen amplificar simultaacuteneamente y en

un uacutenico tubo diferentes secuencias diana permitiendo la deteccioacuten e

identificacioacuten simultaacutenea de distintos genes de intereacutes (Mendez et al 2004)

35233 Fingerprinting

Un desarrollo reciente en el anaacutelisis del ADN ribotipificacioacuten se basa en el

Polimorfismo de Longitud de Fragmentos de Restriccioacuten (RFLP) Posterior a la

electroforesis del gel Agarosa el ADN es trasferido sobre una membrana y

posteriormente hibridado con sondas marcadas desde el 16S al 23S de la cadena

de ARN por lo tanto nos da una interpretacioacuten maacutes raacutepida y faacutecil del Fingerprints

Este meacutetodo es una herramienta uacutetil para la tipificacioacuten molecular de Leptospira

ya que esta metodologiacutea utiliza reactivos disponibles comercialmente puede ser

aplicada por laboratorio de diagnoacutestico y no requiere el mantenimiento de todas

las cepas de referencia y correspondientemente suero inmune de conejo La

tipificacioacuten ribosomal tambieacuten nos provee informacioacuten sobre la relacioacuten genoacutemica

basado en la similitud que tienen en comuacuten fragmentos de cadenas de Leptospira

(Terpstra et al 1986)

35234 Anticuerpo monoclonales

Los anticuerpos monoclonales son glicoproteiacutenas especializadas que hacen parte

del sistema inmune producidas por las ceacutelulas B con la capacidad de conocer

moleacuteculas especificas (Antiacutegenos) Los anticuerpos monoclonales son

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 25

herramientas esenciales en el aacutembito cliacutenico y biotecnoloacutegico y han probado ser

uacutetiles en el diagnoacutestico y tratamiento de enfermedades infecciosas inmunoloacutegicas

y neoplaacutesicas asiacute como tambieacuten en el estudio de las interacciones patoacutegenas-

hospedador y la marcacioacuten deteccioacuten y cuantificacioacuten de diversas moleacuteculas

(Machado et al 2006)

Se han preparado anticuerpos monoclonales de conejo que aglutinan Leptospira y

los serovares pueden ser identificados con base en patrones caracteriacutesticos de

aglutinacioacuten Preparar anticuerpos monoclonales es difiacutecil y toma tiempo pero

usarlos en la MAT para serotipificar es faacutecil y da resultados raacutepidos Actualmente

estaacuten disponibles anticuerpos monoclonales para tipificar cerca de la mitad de los

serovares maacutes comunes actualmente reconocidos (OMS 2008)

35235 Secuenciacioacuten del ARNr 16S

La amplificacioacuten del gen para su posterior secuenciacioacuten parte preferentemente

de ADN extraiacutedo de un cultivo puro de la bacteria pero tambieacuten puede

conseguirse directamente de una muestra cliacutenica

El meacutetodo molecular de identificacioacuten bacteriana mediante secuenciacioacuten del

ADNr 16S incluye tres etapas a) amplificacioacuten del gen a partir de la muestra

apropiada b) determinacioacuten de la secuencia de nucleoacutetidos del amplicoacuten y c)

anaacutelisis de la secuencia (Rodicio et al 2004)

La secuenciacioacuten del ARNr 16S es un meacutetodo potente y simplificado para la

identificacioacuten de especies Leptospira (Morey et al 2006)

35236 Microarrays

El anaacutelisis de microarray consiste en la deteccioacuten e identificacioacuten simultaacutenea de un

patoacutegeno desde la misma muestra para asiacute ser implementado en los laboratorios

cliacutenicos de microbiologiacutea con facilidad y exactitud

Microarray simplemente se define como una coleccioacuten de caracteriacutesticas

microscoacutepicas (maacutes comuacutenmente ADN) que se puede probar con moleacuteculas diana

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 26

para producir ya sea (expresioacuten geacutenica) cuantitativa o los datos cualitativos

(diagnoacutestico)

El anaacutelisis por medio de microarray tiene la capacidad de ofrecer una fuerte

deteccioacuten muacuteltiple Existen plataformas de microarrays muacuteltiples incluyendo

impresos de ADN de doble cadena y matrices de oligonucleoacutetidos

Los microarrays permiten el depoacutesito de miles de puntos conteniendo genes o

parte de genes sobre un portaobjetos para su estudio en paralelo De esta manera

es posible tener una visioacuten instantaacutenea de actividad de genomas completos o de

un grupo selecto de genes (Miller et al 2009)

En los estudios de microarrays se combinan las teacutecnicas de hibridizacioacuten de

aacutecidos nucleicos y deteccioacuten por fluorescencia De esta manera soacutelo en los

puntos del portaobjeto donde haya ocurrido hibridizacioacuten habraacute fluorescencia y la

intensidad de la fluorescencia detectada seraacute proporcional al nivel de expresioacuten

del gen en estudio

Una condicioacuten indispensable es que cada uno de los genes que esteacute representado

sea faacutecilmente distinguible de otros En otras palabras la porcioacuten del gen

inmovilizada en el portaobjeto debe llevar consigo independientemente de su

tamantildeo su ceacutedula de identidad (Barrero 2005)

La hibridacioacuten genoacutemica comparada (CGH) ha demostrado ser una herramienta

muy poderosa para las comparaciones genoacutemicas de alto rendimiento entre

especies patoacutegenas y no patoacutegenas y la exploracioacuten del genoma de muchas

especies bacterianas Las secuencias genoacutemicas disponibles de L interrogans

serovar Lai y copenhageni se utilizaron para disentildear una matriz de mosaico (Eribo

et al 2012)

35237 Enzimas de Restriccioacuten

El meacutetodo consiste en la extraccioacuten de ADN a partir de una poblacioacuten homogeacutenea

de organismos la digestioacuten del ADN con una endonucleasa de restriccioacuten y la

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 27

electroforesis en gel de agarosa del ADN Debido a que las endonucleasas de

restriccioacuten reconocen y se unen al ADN de doble cadena especiacuteficamente a la

secuencia 4 oacute 6 de pares de bases se genera un conjunto de fragmentos La

migracioacuten de estos fragmentos en gel de agarosa estaacute relacionada con el peso

molecular un patroacuten de bandas se puede ver en el gel por la luz ultravioleta siacute se

tintildeeron con bromuro de etidio o por autorradiografiacutea Estos modelos constituyen

una huella digital caracteriacutestico de cualquier ADN en particular (Marshall et al

1981)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 28

4 MATERIAL Y MEacuteTODO

41 Tipo de estudio Ensayo de laboratorio

42 Cepas En este estudio se emplearon 30 cepas distribuidas en 24 serogrupos

de Leptospira proporcionados por Centro Nacional de Diagnoacutestico y Referencia

(CNDR)

43 Muestras Las condiciones de crecimiento para la Leptospira fueron de 28-

30degC durante siete diacuteas en el medio Ellinghaussen-McCullough-Johnson-Harris

(EMJH)

45 PCR cebadores y condiciones de amplificacioacuten

Los cebadores de oligonucleoacutetidos LepF1 PU1 y LepR1 que corresponden a las

posiciones 8461 a 8480 8720 a 8738 y 9334 a 9316 respectivamente fueron

disentildeados para unirse a regioacuten 23S del ADNr la cual corresponde a la secuencia

de Leptospira interrogans (patoacutegena)

Los cebadores SU1 y LepR1 fueron disentildeados para serovares de saproacutefitas que

corresponden a la posicioacuten 326 a 343 y 641 a 623 respectivamente basado en la

secuencia parcial del ADNr de Leptospira biflexa La secuencia de los cebadores

se demuestra en la tabla 1

Tabla1 Cebadores utilizados en la amplificacioacuten

Cebador Secuenciacioacuten 5` a 3` Especificidad Posicioacuten de la base

LepF1 GTTACCAAGCACAAGATTAG Leptospira spp 8461 - 8480

LepR1 TAGTCCCGATTACATTTTC Leptospira spp 9334 - 9316

PU1 TATCAGAGCCTT TTAATGG Patoacutegena 8720 - 8738

SU1 TTTAGGGTTAGCGTGGTA Saproacutefita 326 - 343

LepR1 TAGTCCCGATTACATTTTC Leptospira spp 641 - 623

El ADN de la Leptospira fue amplificado usando LepF1 (5

GTTACCAAGCACAAGATTAG 3) y LepR1 (5 TAGTCCCGATTACATTTTC 3)

Para la multiplex PCR fueron usado como cebadores internos PU1 (5

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 29

TATCAGAGCCTTTTAATGG 3) SU1 (5 TTTAGGGTTAGCGTGGTA 3) y LepR1

(5 TAGTCCCGATTACATTTTC 3)

Para la amplificacioacuten del ADN se utilizoacute como control positivo de patoacutegena la cepa

icterohaemorrhagiae mientras que como control de saproacutefita se utilizoacute la cepa

patoc ambas se encontraban en caldo de cultivo Ellinghausen-McCullough-

Johnson-Harris (EMJH) y como control negativo se utilizoacute agua libre de nucleasa

Los segmentos de ADN amplificado para patoacutegenas corresponde a 615 pb y para

saproacutefitas 316 pb (gen 23S ADNr) Esta amplificacioacuten fue realizada en el

termociclador Las condiciones de la PCR consistieron en 40 ciclos Una

desnaturalizacioacuten inicial fue de 94degC por 5 minutos Cada ciclo comprendioacute una

desnaturalizacioacuten a 94degC por 1 minuto temperatura de anneling a 50degC por 50

segundos y una extensioacuten a 72degC por 1 minuto El uacuteltimo paso fue la elongacioacuten a

72degC por 7 minutos

46 Paraacutemetros a probar en la estandarizacioacuten

461 Mezcla

Se sometieron a prueba tres tipos de mezcla cada una con concentraciones

distintas pero con un volumen final de 50 microl reflejadas en la tabla 2

Tabla 2 Mezclas de reactivos puestas a prueba

Componente Mezcla 1 Mezcla 2 Mezcla 3

Agua free nucleasa 19 microl 26 microl 14 microl

Master mix 16 microl 8 microl 16 microl

Cebador 1 (LepF1) 2 microl 2 microl 2 microl

Cebador 2-5 (LepR1) 4 microl 2 microl 4 microl

Cebador 3 (PU1) 2 microl 1 microl 2 microl

Cebador 4 (SU1) 2 microl 1 microl 2 microl

AND (muestral o control) 5 microl 10 microl 10 microl

Volumen final 50 microl 50 microl 50 microl

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 30

462 5-Fluoracilo

Se puso a prueba el papel que juega el 5-fluoracilo debido a su utilizacioacuten en los

medios de cultivo para evitar la contaminacioacuten bacteriana de las Leptospira

ademaacutes que permite un mejor crecimiento de eacutestas (WHO 1967) Su eficacia

radica en que se une de forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial

para la siacutentesis de nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases

nitrogenadas que forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se

puede replicar lo que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002)

463 Tipo de extraccioacuten de ADN

El ADN genoacutemico de las cepas de Leptospira y de las muestras sanguiacuteneas y

orina fue extraiacutedo de acuerdo a las instrucciones del kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) siguiendo los procedimientos de manufactura (ver anexo

1)

Se ensayaron extracciones por calentamiento a 90degC ndash 100degC por 20 minutos El

ADN extraiacutedo fue almacenado a -20deg C hasta su amplificacioacuten

464 Muestras fingidas

Se obtuvieron muestras de suero y orina de cada especie (canino bovino porcino

y equino) y se mezclaron con cepas de referencia proporcionados por el Centro

Nacional De Investigacioacuten de Holanda para posteriormente realizar PCR A cada

muestra se le realizoacute extracciones por calentamiento y por el kit de extraccioacuten

QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

47 Determinacioacuten del liacutemite de deteccioacuten

Se determinoacute al calcular la cantidad de ADN que capaz de detectar la teacutecnica en

un ml de muestras de sangre y orina para esto se realizoacute una serie de diluciones

(desde 11 hasta 110000000) de las muestras a partir de una concentracioacuten de

ADN conocida (120 ng)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 31

48 Sensibilidad

Se sometieron 29 serovares patoacutegenas y 1 saproacutefita como controles positivos

proporcionados por Centro Nacional de Diagnoacutestico y Referencia

Se calculoacute la sensibilidad y el intervalo de confianza del 95 en el programa

EPIDAT 31 de acuerdo a la siguiente foacutermula

VP= Verdaderos positivos

FN= Falsos negativos

49 Especificidad

Se realizoacute un ensayo de especificidad utilizando ADN de 10 muestras con otras

cepas bacterianas diferentes a Leptospira que fueron inoculadas en medio EMJH

y suero para detectar falsos positivos el panel de muestras se describe en la

siguiente tabla

Tabla 3 Cepas bacterianas utilizadas para la determinacioacuten de la

especificidad

Cepa Nuacutemero de muestras

Staphyloccocus aureus 2

Escherichi coli 2

Salmonella spp 2

Proteus spp 2

Streptococcus pyogenes 2

Se calculoacute la especificidad y el correspondiente intervalo de confianza (95) en el

programa EPIDAT 31 de acuerdo a la siguiente foacutermula

VN= Verdaderas negativos

FP= Falso Positivos

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 32

5 RESULTADOS

De los 30 serovares que se sometieron al ensayo se detectaron 15 siendo

correspondiente a 12 serogrupos dentro los que se encuentran pomona e

icterohaemorrhagia dentro las patoacutegenas de importancia asiacute como el serogrupo

patoc de la saprofitas puesta a prueba Ver foto 1

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute ser la nuacutemero 1 compuesta por

Agua free nucleasa 19 microl Master mix 16 microl Primer 1 (Lep F1) 2 microl Primer 2-5

(LepR1) 4 microl Primer 3 (PU1) 2 microl Primer4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl Ver foto 2

En los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia en la

capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y saprofitas Ver

foto 2

La extraccioacuten maacutes adecuada resultoacute ser por calentamiento en la que se

identificaron 8 muestras de 19 mientras que las extracciones con el kit de

extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg) solo 2 muestras de 8 fueron

identificadas Ver foto 3

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten se encontroacute que la teacutecnica es capaz de identificar

una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira correspondiente a una

dilucioacuten 110000 Ver foto 4

En la determinacioacuten de la capacidad de la teacutecnica para detectar e identificar

Leptospira en muestras de campo se encontroacute que de 12 muestras de suero se

identificaron 3 mientras que de 13 muestras de orina fueron identificadas 5 Ver

foto 3

La sensibilidad mostrada fue de 50 IC 95 (3044 ndash 6956) mientras que la

especificidad fue de 100 IC 95 (95 ndash 100) con un valor predictivo positivos de

100 IC 95 (9667 ndash 100) y un valor predictivo negativo de 40 IC 95 (1880 ndash

6120) esto con una prevalencia de 75 IC 95 (6033 ndash 8967) mostrando un

Iacutendice de validez de 6550 IC 95 (4625 ndash 7875)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 33

6 DISCUSIOacuteN

Actualmente el meacutetodo para diagnosticar leptospirosis es la prueba de

Microaglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) pero esta resulta tediosa por la necesidad

de mantener las cepas lo que implica tambieacuten un riesgo potencial para el personal

de laboratorio ademaacutes no diferencia entre anticuerpos vacunales y de infeccioacuten

Otro meacutetodo directo de diagnoacutestico es el cultivo pero es limitado y requiere de

mucho tiempo (Alonso et al 2001)

Debido a las restricciones que generan estas pruebas diagnoacutesticas se ha

estandarizado una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y

patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos

En este estudio se sometieron 30 serovares al ensayo de los que se detectaron

15 correspondiente a 12 serogrupos amplificados mostrando una sensibilidad del

50 diferente a los resultados obtenidos por Ceacutespedes et al (2007) en cuyo

estudio la PCR pudo amplificar el ADN de 25 serovares de seis especies de

Leptospira spp con una sensibilidad del 100 in vitro Moreno et al (2010) mostroacute

un amplificado especiacutefico para 2122 cepas de referencia con la PCR simple

lipL32 mientras que la PCR muacuteltiple secYflaB amplificoacute 1822 cepas

Esta sensibilidad baja indica que la teacutecnica no es recomendada como una prueba

de tamizaje ya que ademaacutes del alto costo no es capaz de detectar a toda la

poblacioacuten infectada en cambio la especificidad que se obtuvo fue del 100

demostrada con el uso de ADN de otros agentes patoacutegenos (Staphyloccocus

Aureus Escherichi coli Salmonella spp Proteus spp y Streptococcus pyogenes)

los cuales no fueron amplificados Esto coincide con los ensayo realizado por

Ceacutespedes et al (2007) Moreno et al (2010) Kositanont et al (2007) y Boonsilp et al

(2011) los cuales muestran una especificad del 100 al no obtener amplificado del

ADN de otras cepas patoacutegenas que causan enfermedades febriles en sus paiacuteses

La causa de una especificidad tan alta de la reaccioacuten se debe a las secuencias

nucleotiacutedicas especiacuteficas formadas por los oligonucleoacutetidos (cebadores) LepF1 (5rsquo

GTTACCAAGCACAAGATTAG 3rsquo) LepR1 (5rsquo TAGTCCCGATTACATTTTC 3rsquo)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 34

PU1 (5rsquo TATCAGAGCCTTTTAATGG 3rsquo) y SU1 (5rsquo TTTAGGGTTAGCGTGGTA 3rsquo)

que fueron disentildeados para detectar secuencias nucleotiacutedicas especiacuteficas en este

caso el genoma de Leptospira spp (OIE 2006) Tambieacuten se debe tomar en cuenta

que la especificidad de la PCR depende ademaacutes de la temperatura empleada en

la fase de hibridacioacuten y de la cantidad de iones divalentes que se incorporan a la

reaccioacuten Cuanto mayor sea la temperatura utilizada en la fase de hibridacioacuten maacutes

especiacutefica es la reaccioacuten Esto se debe a que a mayor temperatura maacutes dificultada

se ve la unioacuten entre el cebador y la cadena molde en condiciones de

temperaturas de hibridacioacuten elevadas el cebador soacutelo se uniraacute a la cadena molde

si son complementarios en todos sus nucleoacutetidos (McPherson et al 1991)

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten por la diluciones de ADN puro (120ng) de L

interrogans serovar Australis se obtuvo un producto de 615pb hasta la dilucioacuten

110000 correspondiente a una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira

lo que coincide con la investigacioacuten realizada por Moreno et al (2010) cuyo liacutemite

de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR simple lipL32 obtuvo productos especiacuteficos

de 423 pb L interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten

110000 pero para el caso del liacutemite de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR

muacuteltiple secYflaB se obtuvieron productos especiacuteficos de 285 pb y 793 pb de L

interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten 1100 para secY y

11000 para flaB Estas diluciones se hicieron a partir de 120 ng de ADN extraiacutedo

de la cepa de referencia de Leptospira

El liacutemite de deteccioacuten para la PCR muacuteltiple indica una alta sensibilidad analiacutetica en

condiciones de PCR real esto lo posiciona como un meacutetodo de diagnoacutestico

molecular de eleccioacuten para estudios posteriores que busquen validar su uso

potencial para el diagnoacutestico de leptospirosis (Levett et al 2005)

La teacutecnica fue capaz de identificar Leptospira patoacutegena y saproacutefita lo que coincide

con el estudio de Kositanont et al (2007) que muestran resultados similares esto

se atribuye al uso de los cebadores especiacuteficos para la amplificacioacuten de genes

conservados en cepas patoacutegenas y saprofitas Otros estudios como los realizados

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 35

por Cheema et al (2007) Moreno et al (2010) y Rosario et al (2012) no

lograron detectar Leptospira saprofitas soacutelo patoacutegenas pues en ese estudio se

implicoacute solamente los genes conservados en cepas patoacutegenas de Leptospira La

inhabilidad de poder diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y no patoacutegenas puede

ser una dificultad en estudios ambientales donde se quiera diferenciar entre los

distintos serovares sin embargo no tiene importancia en el aspecto cliacutenico pues

no se aiacutesla Leptospira saprofitas en muestras animales (Ceacutespedes et al 2010)

Sin embargo otros estudios (Ibaacutentildeez et al 2010)) han mostrado anticuerpos contra

Leptospira sp serovariedad patoc en 1159 monos Rhesus (Macaca mulatta) en

condiciones de cautiverio Con tiacutetulos que variaron de 120 a 180 Silva et al

(2010) recogioacute muestra de 388 animales (aves reptiles mamiacuteferos y peces) tanto

salvajes como en cautiverio resultando positivo a MAT el 265 de los animales

Los tiacutetulos seroloacutegicos predominante fueron de 140 y 180 para los serotipos

patoc andamana canicola icterohaemorrhagiae y panamaacute

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute estar compuesta por 19 microl de Agua

free nucleasa 16 microl de GoTaqreg qPCR Master Mix 2 microl de cada uno de los

iniciadores (Lep F1 Lep R1 PU1 SU1 y Lep R1) a una concentracioacuten de 100

[Pmol] y 5 microl de ADN a un volumen final de 50 microl con una amplificacioacuten de 40

ciclos En una publicacioacuten similar realizada por Kosinatont et al (2007) utilizan 5microl

de buffer PCR 8 microl de MgCl2 1microl de cada iniciador a 20 [Pmol] y 5 microl de ADN a un

volumen final de 50microl Las condiciones de PCR consistieron de 35 ciclos Las

diferentes concentraciones de reactivos en ambos estudios se deben

probablemente a que las condiciones de laboratorio son diferentes en todas las

regiones ademaacutes del uso en el presente ensayo de un master mix comercial que

incluye todos los componentes para la PCR cuantitativa como son ADN Taq

polimerasa dATP dGTP dCTP dTTP y MgCl2 a excepcioacuten del ADN de la

muestra los cebadores y agua Utilizar este master mix evita errores en el

alineamiento de los cebadores en la temperatura de disociacioacuten de las cadenas

tanto del templado como del producto de la PCR la especificad del producto la

formacioacuten de diacutemero de cebadores y en la inhibicioacuten de la Taq polimerasa por

altas concentraciones de KCl o NaCl (Martinez et al 2004)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 36

En cuanto a los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia

en la capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y

saproacutefitas Eacuteste se puso a prueba debido a su utilizacioacuten en los medios de cultivo

cuando se toman muestras en el campo Su eficacia radica en que se une de

forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial para la siacutentesis de

nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases nitrogenadas que

forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se puede replicar lo

que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002) el 5-fluoracilo no fue una

sustancia inhibidora de la PCR pues no provoca el bloqueo directo total o parcial

de la actividad cataliacutetica de la ADN polimerasa o inhibe la unioacuten directa al ADN de

doble cadena (Newsletter Microbial 2009)

La extraccioacuten de ADN se hizo por calentamiento y con el kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) con el fin de determinar cuaacutel de los meacutetodos era el maacutes

efectivo para la extraccioacuten resultando ser la extraccioacuten por calentamiento ya que

fue capaz de detectar 8 muestras de 19 mientras que con el kit de extraccioacuten soacutelo

se lograron identificar 2 de 8 muestras Aunque con este meacutetodo ademaacutes de ser

de menor costoso se obtiene mayores valores de concentracioacuten y rendimiento de

ADN en el menor tiempo aportaacutendole rapidez y simplicidad a la prueba la pureza

del mismo es baja La importancia del proceso de purificacioacuten del material

geneacutetico es recobrar el producto maacuteximo de ADN de alto peso molecular libre de

proteiacutenas fenol e inhibidores de la Taq polimerasa El ADN de alta calidad es un

prerrequisito para su uso en teacutecnicas de biologiacutea molecular en este caso PCR

para la identificacioacuten de las secuencias especificas de ADN mediante el uso de

cebadores no asiacute el ADN degradado no sustenta la integridad de los sitios

blancos para los cebadores y consecuentemente afectar la calidad de la PCR

(Rada et al 1998)

Ademaacutes de la extraccioacuten de ADN por calentamiento existen otras teacutecnicas como

son meacutetodo fenol-cloroformo meacutetodo del acetato de potasio meacutetodo del acetato

de potasio modificado y meacutetodo de bromuro de cetil-trimetil amonio cuya base

principal es provocar una lisis celular para inactivar las nucleasas celulares y

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 37

separar los aacutecidos nucleicos de los restos de ceacutelulas (Fraga et al 2004) (Velasco

2005)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 38

7 CONCLUSIOacuteN

El PCR multiplex fue capaz de diferenciar entre Leptospira saprofita y

patoacutegena

Se obtuvo una baja sensibilidad pero alta especificidad

El 5-fluoracilo no mostro alteracioacuten en el proceso de amplificacioacuten

La mezcla maacutes adecuada fue la mezcla 1 compuesta por Agua free

nucleasa 19 microl Master mix 16 microl cebador 1 (Lep F1) 2 microl cebador 2-5

(LepR1) 4 microl cebador 3 (PU1) 2 microl cebador 4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl

Se obtuvo una alta sensibilidad analiacutetica o liacutemite de deteccioacuten capaz de

detectar hasta 0012 ng de ADN

El meacutetodo de extraccioacuten maacutes efectivo fue por calentamiento que por el kit

de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 39

8 RECOMENDACIONES

Validar la teacutecnica con una poblacioacuten maacutes representativa

Publicar los resultados de esta investigacioacuten con el fin de seguir mejorando

el diagnoacutestico de leptospirosis por PCR

Promover el uso de la PCR para un diagnoacutestico raacutepido de leptospirosis en

animales domeacutesticos

Realizar estudios de las fuentes de agua para la caracterizacioacuten de las

zonas de riesgo

Estandarizar teacutecnicas de diagnoacutestico de campo para fortalecer los sistemas

de vigilancia activa

Ofrecer charlas a las poblaciones con mayor prevalencia de leptospirosis

sobre el papel que juegan los animales en la transmisioacuten de la enfermedad

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 40

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ANEXOS

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Kit de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

1 20 microl de proteinasa K en eppendorf

2 Agregar 200 microl de la muestra

3 Agregar 200 microl de buffer AL y bortear por 5 segundos

4 Incubar a 56 ordmC por 10 minutos

5 Centrifugar brevemente

6 Agregar 200 microl de etanol (96 ndash 100)

7 Pasar la mezcla del paso 6 y colocarlo en un tubo de ensayo colector

procurando no tocar los bordes y centrifugar a 8000 rpm por 1 minuto Cambiar el

tubo colector descartando el contenido

8 Agregar en el centro de la columna 500 microl de buffer AW1 Centrifugar por 8000

rpm por 1 minuto luego descartar tubo colector y el contenido cambiando a un

nuevo tubo colector

9 Agregar 500 microl de buffer AW2 en el centro de la membrana y centrifugar a

14000 rpm por 3 minutos

10 Pasar la columna a eppendorf y centrifugar a velocidad maacutexima por 1 minuto

11 Pasar la columna a eppendorf y agregar 100 microl de buffer AE incubar a

temperatura ambiente por 1 minuto luego centrifugar a 8000 rpm por un minuto

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

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Tabla 4 Cepario de referencia de Holanda

Especie Serogrupo Serovar Cepa de referencia

L Interrogans

Australis Australis Ballico

Autumnalis Autumnalis Akiyami A

Betaviae Betaviae Swart

Canicola Canicola Hond Utrechit IV

Djasiman Djasiman Djasiman

Hebdomadis Hebdomadis Hebdomadis

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagica RGA

Icterohaemorrhagia Copenhageni M20

Icterohaemorrhagia Copenhageni Wijnberg

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagia Kantorowic

Pomona Pomona Pomona

Pyrogenes Pyrogenes Salinem

Sejroe Hardjo Hardjoprajitho

Sejroe Wolffi 3705

L Noguchi

Australis Nicaragua 1011

Lousiana Lousiana LSU 1945

Panama Panama CZ 214

L Biorgpetersenii

Ballum Castellones Castellon 3

Javanica Javanica Veldrat Batavia

Mini Mini Sari

Serjoe Serjoe M 84

Tarassovi Tarassovi Pereplitsin

L welii

Celledoni Celledoni Celledoni

Manhao Qingshui L 105

Sarnin Sarm 11 Sarnin

L Kirschneri

Cynopteri Cynopteri 3522 C

Grippotyphosa Grippotyphosa Moskva V

L Neyeri Ranarum Ranarum ICF

L Santarosal Sherman Shermani 1342 K

L Biflexa Semaranga Patoc Patoc 1

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NaCl Cloruro de sodio

Ng Nanogramo

OIE Organizacioacuten Mundial de Sanidad Animal

OMS Organizacioacuten Mundial de la Salud

OPS Organizacioacuten Panamericana de la Salud

Pb Pares de bases

Pg Picogramo

PCR Reaccioacuten en Cadena de la Polimerasa (por sus siglas en ingleacutes)

RFLP Polimorfismo de Longitud de Fragmentos de Restriccioacuten (por sus siglas en

ingleacutes)

Spp Especies

SSCP Polimorfismo de Conformacioacuten de Cadena Simple (por sus siglas en

ingleacutes)

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V GLOSARIO

Aglutinacioacuten Agrupamiento en pequentildeos cuacutemulos de cuerpos formes (microbios

hematiacutees) portadores de un antiacutegeno y en suspensioacuten en un liacutequido originado

cuando se introduce el anticuerpo correspondiente en el liacutequido

Amplicones conjunto de moleacuteculas de ADN ideacutenticas resultado de una reaccioacuten

en cadena de la polimerasa (PCR) Esencialmente se trata de un clon molecular

Anticuerpo Es una proteiacutena producida por el sistema inmunitario del cuerpo

cuando detecta sustancias dantildeinas llamadas antiacutegenos

Antiacutegeno Toda sustancia que introducida en un organismo que no la poseiacutea

provoca en eacutel la formacioacuten de un anticuerpo especiacutefico con el cual puede

combinarse de forma electiva

Cebadores Oligonucleoacutetido de 5-20 nucleoacutetidos de longitud que sirve como punto

de partida para la replicacioacuten de ADN

Desnaturalizacioacuten cambio estructural de las proteiacutenas o aacutecidos nucleicos donde

pierden su estructura nativa y de esta forma su oacuteptimo funcionamiento y a veces

tambieacuten cambian sus propiedades fiacutesico-quiacutemicas

Electroforesis La electroforesis es un meacutetodo de laboratorio en el que se utiliza

una corriente eleacutectrica controlada con la finalidad de separar biomoleculas seguacuten

su tamantildeo y carga eleacutectrica a traveacutes de una matriz gelatinosa

Endemicidad Persistencia en una regioacuten de una enfermedad particular bien

porque estaacute presente constantemente o bien porque reaparece en eacutepocas

determinadas

Endemoepideacutemico aumento de incidencia superior al esperado en el contexto de

una epidemia

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 7

Endonucleasa es aquella que puede reconocer una secuencia caracteriacutestica de

nucleoacutetidos dentro de una moleacutecula de ADN y cortar el ADN en ese punto en

concreto llamado sitio o diana de restriccioacuten o en un sitio no muy lejano a este

Los sitios de restriccioacuten cuentan con entre 4 y 12 pares de bases con las que son

reconocidos

Espiroquetas Protozoario espiral de cuerpo delgado y flexible que se desplaza

por movimientos activos Las espiroquetas son bacterias que poseen unas

caracteriacutesticas morfoloacutegicas y unos oacuterganos de locomocioacuten que les diferencian del

resto de las bacterias

Gen Un gen es una secuencia ordenada de nucleoacutetidos en la moleacutecula de ADN (o

ARN en el caso de algunos virus) que contiene la informacioacuten necesaria para la

siacutentesis de una macromoleacutecula con funcioacuten celular especiacutefica habitualmente

proteiacutenas pero tambieacuten ARNm ARNr y ARNt

Genoma es todo el ADN de un organismo incluidos sus genes unos treinta mil

en el caso de los humanos (hasta hace poco se pensaba que eran sobre ochenta

mil)

Glicoproteiacutenas moleacuteculas compuestas por una proteiacutena unida a uno o varios

gluacutecidos simples o compuestos Tienen entre otras funciones el reconocimiento

celular cuando estaacuten presentes en la superficie de las membranas plasmaacuteticas

(glucocaacutelix)

Leptospirosis enfermedad infecto-contagiosa que afecta a los seres humanos

los animales domeacutesticos y silvestres

Lisis Rompimiento de la membrana celular

Monoclonal es un anticuerpo homogeacuteneo producido por una ceacutelula hiacutebrida

producto de la fusioacuten de un clon de linfocitos B descendiente de una sola y uacutenica

ceacutelula madre y una ceacutelula plasmaacutetica tumoral

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Nucleasa son enzimas que pueden ser tanto ribonucleasas (RNasas) como

desoxirribonucleasas (DNasas) las primeras hidrolizan al ARN y las segundas al

ADN

Nucleoacutetidos son moleacuteculas orgaacutenicas formadas por la unioacuten covalente de un

monosacaacuterido de cinco carbonos (pentosa) una base nitrogenada y un grupo

fosfato

Opsonizacioacuten proceso por el que se marca a un patoacutegeno para su ingestioacuten y

destruccioacuten por un fagocito

Oligonucleoacutetidos es una secuencia corta de ADN o ARN con cincuenta pares

de bases o menos

Patoacutegena es todo agente que puede producir enfermedad

Polimerasa La polimerasa es una enzima capaz de transcribir o replicar aacutecidos

nucleicos

Polimorfismo hace referencia a la existencia en una poblacioacuten de muacuteltiples

alelos de un gen

Saproacutefita bacterias que no se desarrollan en el organismo vivo y que se

alimentan de los desperdicios de alimentos generados por el propio organismo

Serotipo Categoriacutea en la que se clasifican los microbios o los virus seguacuten su

reaccioacuten en presencia de suero que contiene anticuerpos especiacuteficos

Tamizaje exaacutemenes aplicados con el fin de identificar una poblacioacuten

aparentemente sana en mayor riesgo de tener una determinada enfermedad que

hasta ese momento no se les ha diagnosticado

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1 INTRODUCCIOacuteN

Las Leptospira son bacterias Gram negativas que miden 0-1microm de diaacutemetro y 6-

20microm de largo Estas espiroquetas pertenecen a la familia Leptospiraceae orden

Spirochaetales y claacutesicamente comprenden 2 especies L interrogans y L biflexa

siendo la primera patoacutegena y la segunda saproacutefita Leptospira interrogans incluye

alrededor de 23 serogrupos y 218 serovares y L biflexa 28 serogrupos y 60

serovares (Zunido et al 2007 Desvars et al 2008)

Los hueacutespedes reservorios son los animales silvestres y domeacutesticos aunque el

agente tambieacuten se ha aislado de otros vertebrados como aves y anfibios los que

eliminan las Leptospira con la orina por periodos de tiempos variables

dependiendo de la especie animal (Ceacutespedes et al 2007)

La leptospirosis tiene en Nicaragua un comportamiento endemo-epideacutemico con

una notificacioacuten 2 casos como promedio semanal En el periacuteodo de lluvias

(octubre-noviembre) este promedio semanal se eleva hasta 8 casos La regioacuten

Occidental (Departamentos de Leoacuten y Chinandega) son los que con maacutes

frecuencia reportan la ocurrencia de brotes epideacutemicos

Los cuadros de leptospirosis humana en cuya fase terminal ocurre la hemorragia

pulmonar se han presentado en Nicaragua a partir de 1995 con grandes brotes

epideacutemicos en 1995 1998 y 2007 todos ellos asociados a intensas lluvias (Pelaacuteez

et al 2007)

En Nicaragua como en el resto de paiacuteses del mundo la prueba de oro para el

diagnoacutestico de Leptospira es la prueba de Aglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) (OPS

2008) sin embargo esta teacutecnica tiene desventajas tales como no diferencia entre

anticuerpos vacunales y de infeccioacuten utiliza como antiacutegeno Leptospira vivas

siendo tedioso el mantenimiento de las cepas y un riesgo potencial para el

personal del laboratorio Para obtener una sensibilidad adecuada se deben utilizar

como antiacutegenos cepas representativas de todos los serogrupos presentes en el

paiacutes o regioacuten y de todos los serovares adaptados a la especie objeto de estudio

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Otro meacutetodo directo de diagnoacutestico es el cultivo pero es limitado y requiere de

mucho tiempo (Alonso et al 2001)

Diversos estudios han demostrado una sensibilidad y especificad de la PCR de

hasta el 100 siendo asiacute una herramienta uacutetil en el diagnoacutestico precoz de

leptospirosis sobre todo en las formas graves de la enfermedad (Ceacutespedes et al

2007)

Por las razones citadas anteriormente se pretende estandarizar una multiplex PCR

para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y patoacutegena en muestras de animales

domeacutesticos y asiacute validar su alta sensibilidad y especificidad Esta teacutecnica ha

servido para detectar e identificar Leptospira en sangre liacutequido cefalorraquiacutedeo

humor acuoso y orina Ademaacutes puede diferenciar con rapidez las formas

patoacutegenas de las no patoacutegenas (Green et al 2008)

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11 ANTECEDENTES

En 2001 se llevoacute a cabo la identificacioacuten de aislamientos de Leptospira por

meacutetodos seroloacutegicos y geneacuteticos en tres provincias de Cuba Se estudiaron 18

cepas de Leptospira aisladas de pacientes con leptospirosis humana en los

resultados por MAT las cepas fueron agrupadas entre los serogrupos ballum

pomoma caniacutecola e icterohaemorrhagiae Se determinoacute el serovar de 7 de las

cepas estudiadas con el uso de los anticuerpos monoclonales Para la totalidad de

las cepas se obtuvo por reaccioacuten en cadena de la polimerasa un fragmento

amplificado de 631 pb El anaacutelisis con enzimas de restriccioacuten del producto

amplificado originoacute iguales patrones de restriccioacuten en todas las cepas estudiadas

(Victoria et al 2001)

En 2007 se efectuoacute la deteccioacuten de Leptospira patoacutegenas en animales por PCR

basado en los genes lipL21 y lipL32 en India Se recogieron muestras de suero y

tejido de bovinos buacutefalos y cobayos junto a becerros experimentalmente

infectados A los cuales se les realizoacute PCR usando los genes lipL21 y lipL32 asiacute

como los cebadores G1G2 y se determinoacute que todos los sueros tanto las

muestras colectada en campo como la de los animales infectados

experimentalmente fueron positivos tanto con el uso de cebadores G1G2 asiacute

como con los genes lipL21 y lipL32 (Cheema et al 2006)

Se desarrolloacute un estudio para la deteccioacuten y diferenciacioacuten entre Leptospira spp

patoacutegenas y saproacutefitas por multiplex PCR en la ciudad de Bangkok Tailandia Este

meacutetodo pudo amplificar 27 serovares patoacutegenos y 5 serovares saproacutefitas

mostrando una amplificacioacuten de 615 y 316 pares de bases (pb) respectivamente

(Kositanont et al 2007)

En 2007 se llevoacute a cabo la estandarizacioacuten y validacioacuten de una prueba de PCR

para el diagnoacutestico precoz de leptospirosis humana en zonas endeacutemicas del Peruacute

Amplificoacute el ADN de 25 serovares de seis especies de Leptospira spp No

amplificoacute las muestras de ADN de otros microorganismos patoacutegenos La

sensibilidad y especificidad del meacutetodo fue 100 in vitro Su sensibilidad fue de

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100 (IC95 979 - 100) en muestras de sangre antes de los ocho primeros diacuteas

de enfermedad y de 30 (IC95 163 - 43-7) cuando el tiempo de enfermedad fue

mayor El PCR en orina tiene una baja sensibilidad (Ceacutespedes et al 2007)

En 2009 se realizoacute la deteccioacuten de Leptospira patoacutegenas en tejido renal de perros

vagos mediante PCR en tiempo real en la ciudad de Chillan Chile De los 72

perros a los que se les extrajo ADN de tejido renal el 597 de los perros resultoacute

infectado (Campos 2009)

En 2010 se realizoacute un estudio para la aplicacioacuten de las pruebas de PCR

convencional simple y muacuteltiple para la identificacioacuten de aislamientos de Leptospira

spp en Colombia los resultados maacutes consistentes fueron obtenidos con la PCR

simple lipL32 tanto en limite de deteccioacuten especificidad y utilidad para la

identificacioacuten de Leptospira spp (Moreno et al 2010)

Una multiplex PCR fue desarrollada para la deteccioacuten de Leptospira en muestras

de agua del ambiente obtenidas en un asentamiento de barrio en Petroacutepolis

ciudad de Rio de Janeiro Tres de las 100 muestras analizadas fueron positivas en

la multiplex PCR se consideroacute que dos muestras teniacutean Leptospira saproacutefitas y

una Leptospira patoacutegenas (Vital et al 2010)

En 2012 se caracterizoacute aislamientos cliacutenicos de Leptospira por meacutetodos

fenotiacutepicos y moleculares en la repuacuteblica de Nicaragua De las 8 cepas de

Leptospira aisladas de casos cliacutenicos mediante meacutetodos fenotiacutepicos y

moleculares para el primer meacutetodo ninguna de estas mostraron crecimiento a

13degC en medio suplementado con 8-azaguanina (225 mgMl) y para el segundo

meacutetodo los resultados de este ensayo demostraron la presencia de bandas de

amplificacioacuten de los genes OmpL1 y lipL32 para los ocho aislamientos (Rosario et

al 2012)

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12 JUSTIFICACIOacuteN

La leptospirosis es una zoonosis de distribucioacuten mundial que afecta a los

mamiacuteferos tanto domeacutesticos como silvestres aunque el agente tambieacuten se ha

aislado de otros vertebrados como aves y anfibios La enfermedad puede estar

causada por cualquiera de las espiroquetas paraacutesitas clasificadas dentro del

geacutenero Leptospira (Alonso et al 2001)

Es una zoonosis en Nicaragua que presenta una endemicidad constante tal y

como lo demuestran las estadiacutesticas de la enfermedad principalmente despueacutes de

lluvias fuertes e inundaciones Afectando de igual manera a humanos y animales

produciendo un gran impacto socioeconoacutemico para la poblacioacuten en general

El diagnoacutestico de la enfermedad es complejo debido a que no manifiesta siacutentomas

especiacuteficos y resulta difiacutecil realizar e interpretar los meacutetodos diagnoacutesticos de

referencia en base a cultivos bacterianos y a test seroloacutegicos para la identificacioacuten

de la especie y serovares (Levett et al 2001)

La reaccioacuten en cadena de la polimerasa (PCR) es una prueba de diagnoacutestico

molecular muy sensible y especiacutefico que sirve para detectar e identificar

Leptospira en sangre liacutequido cefalorraquiacutedeo humor acuoso y orina Esta teacutecnica

puede diferenciar con rapidez las formas patoacutegenas de las no patoacutegenas (Greene

et al 2008) Sin embargo la teacutecnica debe ser estandarizada en cada laboratorio

antes de ser utilidad en el diagnoacutestico y vigilancia de la enfermedad El objetivo de

este estudio fue estandarizar una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira

saproacutefita y patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos Esta teacutecnica

proporcionaraacute una alterativa maacutes raacutepida que el aislamiento asiacute como una

clasificacioacuten confiable de Leptospira patoacutegenas y saproacutefitas circulante en animales

domeacutesticos

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13 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

iquestCuaacuteles son los paraacutemetros oacuteptimos en la estandarizacioacuten de una multiplex PCR

para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y patoacutegena en muestras de animales

domeacutesticos

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2 OBJETIVOS

21 General

Estandarizar una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y

patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos

22 Especiacutefico

Establecer el liacutemite deteccioacuten de multiplex PCR en muestras sanguiacuteneas y orina

Determinar la sensibilidad y especificidad de muacuteltiplex PCR para el diagnoacutestico de

Leptospira

Clasificar las cepas de Leptospira como saproacutefita y patoacutegena a traveacutes de multiplex

PCR

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3 MARCO TEOacuteRICO

Las Leptospira son bacterias pertenecientes al orden Spirochaetales familia

Leptospiraceae y geacutenero Leptospira Aunque son bacterias Gram negativas no se

tintildeen bien mediante los colorantes convencionales por lo que habitualmente se

visualizan por medio de la microscopiacutea de campo oscuro La impregnacioacuten

argeacutentica y las teacutecnicas de inmunohistoquiacutemicas se utilizan para poner en

manifiesto su presencia en tejidos (Quinn et al 2002)

Su tamantildeo es de 025 por 6-25 microm tienen forma ciliacutendrica y helicoidal con dos

filamentos axiales insertados en los extremos del cuerpo celular que actuacutean como

citoesqueleto y le permiten el movimiento (Bharti et al 2003)

Estas son moacuteviles describen tres tipos de movimientos rotacioacuten alrededor de su

eje central movimientos progresivos rectos y movimientos circulares (Bharti et al

2003) son aerobios obligados que se desarrollan a una temperatura de 28 a

30degC Son catalasa y oxidasa positivo creciendo en medios simples enriquecidos

con vitaminas aacutecidos grasos de cadena larga y sales de amonio (Levett 2001)

Su genoma consiste en dos cromosomas circulares uno de mayor tamantildeo que

asciende a 4332241 bp y uno pequentildeo de 358943 bp los que juntos suman

4691184 bp (Ren et al 2003)

La bacteria no se multiplica fuera del hueacutesped y es considerablemente

dependiente del medio puesto que es muy susceptible a la desecacioacuten a pH

inferiores a 6 o superiores a 8 y temperaturas menores a 10ordmC o mayores a 34ordmC

le resultan nocivos (McDonough 2001) Asiacute como la luz solar directa la

hipersalinidad los desinfectantes corrientes los detergentes y el jaboacuten pueden

afectar al microorganismo (Zamora et al 1999)

Los organismos de Leptospira sobreviven hasta 180 diacuteas en suelos huacutemedos por

varios meses en superficies acuosas y sobreviven auacuten mejor en agua estancada

que en movimiento (McDonough 2001 Acosta et al 1994)

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31 Mecanismos de transmisioacuten

Las Leptospira se transmiten por contacto directo o indirecto La transmisioacuten

directa ocurre a traveacutes de orina infectada transferencia veneacuterea o

transplacentaria heridas por mordedura o ingestioacuten de tejidos infectados La

transmisioacuten indirecta se da a traveacutes de la exposicioacuten de los animales susceptibles

agua suelo alimento o camas contaminadas (Greene et al 2008)

Existen dos tipos de hueacutespedes involucrados en la transmisioacuten de la enfermedad

Los hueacutespedes primarios constituidos por aquellas especies que no desarrollan

una sintomatologiacutea evidente y que son capaces de eliminar por periodos

prolongados la bacteria y los hueacutespedes secundarios conformados por aquellas

especies que por el contrario enferman gravemente y no alcanzan a liberar la

bacteria o lo hacen por un periodo reducido (McDonough 2001)

32 Clasificacioacuten

A partir de 1989 el geacutenero Leptospira fue dividido en dos especies L interrogans

que comprendiacutea a todas las cepas patoacutegenas y L biflexa que incluiacutea a las cepas

saproacutefitas aisladas del medio ambiente Ambas fueron divididas en numerosos

serovares definidos por aglutinacioacuten Sobre 60 y 200 serovares han sido

reconocidos para L biflexa y L interrogans respectivamente Los serovares que

se encontraban relacionados antigeacutenicamente fueron agrupados como serogrupos

(Levett 2001)

33 Patogeacutenesis

La Leptospira es resistente a la actividad bactericida del suero normal y en

ausencia de anticuerpos especiacuteficos no es fagocitada ni destruida por los

polimorfonucleares o macroacutefagos Despueacutes de penetrar la piel o las mucosas la

Leptospira hace una bacteriemia que inicialmente alcanza todas las partes del

cuerpo incluyendo el liacutequido cefalorraquiacutedeo (LCR) y los ojos y genera la

produccioacuten de anticuerpos aglutinantes y el fenoacutemeno de opsonizacioacuten entre los

diacuteas 5 y 7 Si esta respuesta no es suficiente para detener su progreso la

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Leptospira avanza en los tejidos Alliacute se multiplica en forma acelerada deja de ser

encontrada en la sangre y se elimina por la orina durante semanas o meses (fase

inmune o de leptospiruria) (Acosta et al 1994)

La leptospirosis puede presentarse con diferentes formas grados y combinaciones

de compromiso orgaacutenico ya sea como un cuadro febril inespeciacutefico como

afeccioacuten preferente de uno o maacutes oacuterganos involucrados o como una enfermedad

grave con compromiso multiorgaacutenico y alta letalidad (Zunino y Pizarro 2007)

La etapa aguda o septiceacutemica de alrededor de 1 semana seguida de una fase

inmune caracterizada por la produccioacuten de anticuerpos y eliminacioacuten de la

bacteria a traveacutes de la orina La mayor complicacioacuten de la patologiacutea se encuentra

asociada a la localizacioacuten de las bacterias en los tejidos durante la fase inmune

alrededor de la segunda semana de la patologiacutea (Levett 2001)

En animales susceptibles la lesioacuten de las membranas de los gloacutebulos rojos y de

las ceacutelulas endoteliales junto con el dantildeo hepatocelular desencadena anemia

hemoliacutetica ictericia hemoglobinuria y hemorragia (Quinn et al 2002)

La superficie de las ceacutelulas bacterianas constituye una interfase entre el patoacutegeno

y el hospedador formando un sitio de interaccioacuten con los tejidos durante la

infeccioacuten Para los patoacutegenos extracelulares la superficie bacteriana es tambieacuten el

blanco de la respuesta inmune del hospedador (Cullen et al 2005) Se ha

sentildealado que LipL32 interactuacutea con componentes de la matriz extracelular como el

colaacutegeno y que existe una respuesta de inmunoglobulina M contra la lipoproteiacutena

durante la fase aguda y convaleciente de leptospirosis en humanos (Hauk et al

2008)

34 Sintomatologiacutea

Las manifestaciones oculares incluyen efusioacuten conjuntival presencia de ictericia

en la escleroacutetica y uveiacutetis Esta uacuteltima puede ser unilateral o bilateral y puede

presentarse semanas meses y ocasionalmente en antildeos posterior a la

enfermedad aguda (Levett 2001)

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Las alteraciones reproductivas pueden ocurrir posterior a una infeccioacuten y la

leptospirosis debe ser considerada como diagnoacutestico diferencial en casos de

aborto o muerte perinatal (Andreacute Fontaine 2006)

En bovinos la enfermedad puede ser aguda subaguda y croacutenica En la forma

aguda son maacutes susceptibles los animales de un mes de edad Se caracteriza por

septicemia fiebre de 405 Cdeg anorexia petequias en mucosas depresioacuten

ictericia anemia hemoliacutetica con hemoglobinuria palidez de las mucosas disnea

suele ocurrir aborto baja de la produccioacuten de la leche y ocasionalmente mastitis

En la forma subaguda se presentan los mismos siacutentomas la fiebre es de 39 a 40

Cdeg existe baja de la produccioacuten laacutectea y esta es de color rojo o anaranjado

amarillento En la forma croacutenica generalmente los siacutentomas son aborto que se

presenta en el uacuteltimo tercio de la gestacioacuten ocasionalmente se puede presentar

meningitis leptospiroacutesica incoordinacioacuten sialorrea conjuntivitis y rigidez muscular

En porcinos generalmente se presenta la forma croacutenica en ovinos y caprinos no

se conoce mucho la enfermedad debido a su poca frecuencia y la mayor parte de

los animales afectados se encuentran muertos con apariencia septiceacutemica en

equinos se presenta la forma subaguda en perros y gatos se presenta la

enfermedad desde formas subcliacutenicas hasta formas graves en animales

silvestres la mayoriacutea estaacuten adaptados y no manifiestan siacutentomas cliacutenicos (Acha et

al 1978)

35 Diagnoacutestico

Debido a que las manifestaciones cliacutenicas de la leptospirosis variacutean en tipo y

gravedad tanto en los hombres como en animales es difiacutecil su diagnoacutestico cliacutenico

hacieacutendose necesaria la confirmacioacuten de los casos mediante pruebas de

laboratorio existen pruebas que sin ser especiacuteficas para la enfermedad pueden

orientar al cliacutenico hacia el diagnoacutestico de leptospirosis (Ceacutespedes 2005)

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351 Diagnoacutestico epidemioloacutegico

La anamnesis debe incluir datos sobre la eacutepoca del antildeo en la que aparecioacute el

brote la aptitud del rebantildeo el estado sanitario del mismo el contacto con otras

especies domeacutesticas la sintomatologiacutea predominante y si se realiza vacunacioacuten

frente a la leptospirosis Asimismo deberaacute obtenerse informacioacuten sobre el nuacutemero

de animales afectados la edad de los mismos y la fase de la gestacioacuten en que se

produce el aborto (Alonso et al 2001)

352 Pruebas Diagnoacutesticas

Se basa en el cultivo del organismo la demostracioacuten seroloacutegica o el diagnoacutestico

molecular (Dammert 2005)

3521 Cultivo

La Leptospira se puede aislar de muestras de sangre y liacutequido cefalorraquiacutedeo en

los primeros 7-10 diacuteas de la enfermedad y en la orina puede ser detectada durante

la segunda y tercera semana de la enfermedad (Bharti 2003) Una vez tomada la

muestra esta se debe inocular en 10 ml de medio semisoacutelido que contenga 5-

fluoracilo

El cultivo debe ser incubado a 28-30 degC y ser examinado semanalmente en el

microscopio de campo oscuro durante 13 semanas antes de ser descartado Los

cultivos contaminados pueden ser filtrados antes de recultivarlos a un medio

nuevo (Levett 2001)

Existen otros medios recientemente desarrollados uacutetiles en el aislamiento de la

Leptospira medio EMJH (Ellinghausen y Mcllough modificado por Johnson y

Harries) y el medio Tween 80-albuacutemina este uacuteltimo considerado el mejor

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 21

Como el cultivo tiene el inconveniente de ser muy largo (5-6 semanas de

incubacioacuten) no se debe considerar para definir una conducta terapeacuteutica inicial

(Acosta et al 1994)

3522 Pruebas seroloacutegicas

Las pruebas seroloacutegicas constituyen el procedimiento de laboratorio utilizado con

maacutes frecuencia para confirmar el diagnoacutestico cliacutenico para determinar la

prevalencia en el rebantildeo y para realizar los estudios epidemioloacutegicos Los

anticuerpos de las Leptospira aparecen a los pocos diacuteas del comienzo de la

enfermedad y persisten durante semanas o meses y en algunos casos antildeos

Desafortunadamente los tiacutetulos de anticuerpos puede que desciendan hasta

niveles indetectables mientras los animales permanecen infectados croacutenicamente

Para superar este problema se necesitan meacutetodos sensibles que detecten el

microorganismo en la orina o en el tracto genital de portadores croacutenicos

Se ha descrito una amplia variedad de pruebas seroloacutegicas que muestran grados

variables de especificidad de serogrupo y de serotipo La prueba de la aglutinacioacuten

microscoacutepica (MAT) y el enzimoinmunoensayo (ELISA) contribuyen al diagnoacutestico

veterinario (OIE 2008)

35221 Prueba de Aglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) La prueba MAT en la

que se emplean antiacutegenos vivos es la prueba seroloacutegica maacutes ampliamente

utilizada Constituye la prueba de referencia frente a la que se evaluacutean todas las

otras pruebas seroloacutegicas y se utiliza en las comprobaciones para la

importacioacutenexportacioacuten (OIE 2008)

El MAT posee una alta sensibilidad y especificidad siendo sus resultados

utilizados para identificar el serovar o serogrupo infectante pero requiere de la

experiencia del operador y la variacioacuten diagnoacutestica entre laboratorios es elevada

(Bharti et al 2003) Para llevarlo a cabo se requiere que el laboratorio cuente con

cultivos vivos de todos los serovares para emplearlos como antiacutegenos

consideraacutendose que su interpretacioacuten es complicada debido a la alta degradacioacuten

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 22

presencia de reaccioacuten cruzada entre diferentes serogrupos y a reacciones

paradoacutejicas (Levett 2001)

35222 Otras pruebas seroloacutegicas Debido a la complejidad de la prueba de

Aglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) se ha desarrollado otras pruebas seroloacutegicas

para la deteccioacuten de anticuerpos antileptospira en la fase aguda de la infeccioacuten La

fijacioacuten de complemento (CF) fue ampliamente usado pero el meacutetodo no fue

estandarizado La prueba de Fijacioacuten de complemento ha sido reemplazada por el

meacutetodo ELISA (Levett 2001)

El ELISA se utiliza tanto para la deteccioacuten de anticuerpos en la leche como en el

suero permitiendo ademaacutes diferenciar entre IgG e IgM (Alonso et al 2001) En

este ensayo se detecta IgM antileptospira tan solo 1 semana despueacutes de la

infeccioacuten antes de que esteacuten presentes los anticuerpos aglutinantes Los

anticuerpos IgG se detectan comenzando 2 semanas despueacutes de la infeccioacuten y

persisten durante largos periodos de tiempo (OIE 2008)

La deteccioacuten de IgM en suero por ELISA es maacutes sensible que el MAT cuando la

primera muestra se toma en la fase aguda de la enfermedad (Ceacutespedes 2005)

Ademaacutes presenta otras ventajas frente al MAT como es el hecho de no presentar

riesgo sanitario para los operarios ser de faacutecil estandarizacioacuten y ser una prueba

en la que las reacciones cruzadas son poco frecuentes Sus principales

desventajas son que normalmente son serovar especiacuteficos con lo cual no

obtendremos informacioacuten acerca de una posible infeccioacuten por otros serovares y

que no permite diferenciar entre anticuerpos vacunales y de infeccioacuten (Alonso et

al 2001)

3523 Diagnoacutestico molecular

35231 Reaccioacuten en cadena de la polimerasa (PCR)

La PCR es un meacutetodo in vitro de siacutentesis de ADN con el que un segmento

particular de este es especiacuteficamente amplificado al ser delimitado por un par de

cebadores o iniciadores que lo flanquean Su copiado se logra en forma

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 23

exponencial a traveacutes de repetidos ciclos de diferentes periodos y temperaturas de

incubacioacuten en presencia de una enzima ADN polimerasa termoestable Asiacute se

obtienen en cuestioacuten de horas millones de copias de la secuencia deseada del

ADN

La PCR es una teacutecnica de biologiacutea molecular altamente especiacutefica raacutepida

sensible y versaacutetil para detectar cantidades iacutenfimas de un cierto ADN especiacutefico

posibilitando su faacutecil identificacioacuten (Rodriacuteguez et al 2004)

El meacutetodo se basa en su forma maacutes simple en la realizacioacuten de tres reacciones

sucesivas llevadas a cabo a distintas temperaturas Estas reacciones se repiten

ciacuteclicamente entre veinte y cuarenta veces La muestra se calienta en el primer

paso hasta lograr la separacioacuten de las dos cadenas que constituyen el ADN

hecho que se conoce como desnaturalizacioacuten (Satz et al 1993) En el segundo

ocurre la hibridacioacuten de las cadenas desnaturalizadas del ADN blanco con los

denominados cebadores o iniciadores (ADN sinteacutetico de hebra sencilla) a una

temperatura que facilita el apareamiento de las bases nitrogenadas

complementarias de ambas clases de ADNs (Rodriacuteguez et al 2004) Por uacuteltimo se

da la reaccioacuten de extensioacuten que generalmente es llevada a cabo a una

temperatura intermedia en la cual la ADN polimerasa copia el ADN entre las

secuencias correspondientes a los oligonucleoacutetidos iniciadores (Torres et al

1995) La deteccioacuten se realiza mediante electroforesis en gel de agarosa y tincioacuten

con bromuro de etidio (Costa 2004)

En los uacuteltimos antildeos se ha desarrollado PCR en muestras bioloacutegicas como orina

suero liacutequido cefalorraquiacutedeo y tejido renal posicionaacutendose la teacutecnica como una

herramienta de diagnoacutestico sensible y especiacutefica en la deteccioacuten e identificacioacuten

de Leptospira spp (Levett 2001 Branger et al 2005)

Una limitacioacuten de diagnoacutestico basado en la PCR de la leptospirosis es la

incapacidad de la mayoriacutea de los ensayos de PCR para identificar el serovar

infectante Si bien esto no es significativo para la gestioacuten individual del paciente la

identidad del serovar tiene un importante valor epidemioloacutegico y en salud puacuteblica

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 24

Las estrategias disentildeadas para superar este obstaacuteculo han incluido la digestioacuten de

productos de PCR con endonucleasas de restriccioacuten secuenciacioacuten directa de los

amplicones y Anaacutelisis de Conformacioacuten de Cadena Sencilla (SSCP)

Genomospecies de Leptospira pueden ser diferenciadas despueacutes de la PCR por

electroforesis en geles de poliacrilamida no desnaturalizante seguido por tincioacuten

con plata y sin el paso adicional de purificacioacuten y desnaturalizacioacuten (Ahmad et al

2005)

35232 Reaccioacuten en cadena de la polimerasa muacuteltiple

La PCR muacuteltiple son reacciones que consiguen amplificar simultaacuteneamente y en

un uacutenico tubo diferentes secuencias diana permitiendo la deteccioacuten e

identificacioacuten simultaacutenea de distintos genes de intereacutes (Mendez et al 2004)

35233 Fingerprinting

Un desarrollo reciente en el anaacutelisis del ADN ribotipificacioacuten se basa en el

Polimorfismo de Longitud de Fragmentos de Restriccioacuten (RFLP) Posterior a la

electroforesis del gel Agarosa el ADN es trasferido sobre una membrana y

posteriormente hibridado con sondas marcadas desde el 16S al 23S de la cadena

de ARN por lo tanto nos da una interpretacioacuten maacutes raacutepida y faacutecil del Fingerprints

Este meacutetodo es una herramienta uacutetil para la tipificacioacuten molecular de Leptospira

ya que esta metodologiacutea utiliza reactivos disponibles comercialmente puede ser

aplicada por laboratorio de diagnoacutestico y no requiere el mantenimiento de todas

las cepas de referencia y correspondientemente suero inmune de conejo La

tipificacioacuten ribosomal tambieacuten nos provee informacioacuten sobre la relacioacuten genoacutemica

basado en la similitud que tienen en comuacuten fragmentos de cadenas de Leptospira

(Terpstra et al 1986)

35234 Anticuerpo monoclonales

Los anticuerpos monoclonales son glicoproteiacutenas especializadas que hacen parte

del sistema inmune producidas por las ceacutelulas B con la capacidad de conocer

moleacuteculas especificas (Antiacutegenos) Los anticuerpos monoclonales son

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 25

herramientas esenciales en el aacutembito cliacutenico y biotecnoloacutegico y han probado ser

uacutetiles en el diagnoacutestico y tratamiento de enfermedades infecciosas inmunoloacutegicas

y neoplaacutesicas asiacute como tambieacuten en el estudio de las interacciones patoacutegenas-

hospedador y la marcacioacuten deteccioacuten y cuantificacioacuten de diversas moleacuteculas

(Machado et al 2006)

Se han preparado anticuerpos monoclonales de conejo que aglutinan Leptospira y

los serovares pueden ser identificados con base en patrones caracteriacutesticos de

aglutinacioacuten Preparar anticuerpos monoclonales es difiacutecil y toma tiempo pero

usarlos en la MAT para serotipificar es faacutecil y da resultados raacutepidos Actualmente

estaacuten disponibles anticuerpos monoclonales para tipificar cerca de la mitad de los

serovares maacutes comunes actualmente reconocidos (OMS 2008)

35235 Secuenciacioacuten del ARNr 16S

La amplificacioacuten del gen para su posterior secuenciacioacuten parte preferentemente

de ADN extraiacutedo de un cultivo puro de la bacteria pero tambieacuten puede

conseguirse directamente de una muestra cliacutenica

El meacutetodo molecular de identificacioacuten bacteriana mediante secuenciacioacuten del

ADNr 16S incluye tres etapas a) amplificacioacuten del gen a partir de la muestra

apropiada b) determinacioacuten de la secuencia de nucleoacutetidos del amplicoacuten y c)

anaacutelisis de la secuencia (Rodicio et al 2004)

La secuenciacioacuten del ARNr 16S es un meacutetodo potente y simplificado para la

identificacioacuten de especies Leptospira (Morey et al 2006)

35236 Microarrays

El anaacutelisis de microarray consiste en la deteccioacuten e identificacioacuten simultaacutenea de un

patoacutegeno desde la misma muestra para asiacute ser implementado en los laboratorios

cliacutenicos de microbiologiacutea con facilidad y exactitud

Microarray simplemente se define como una coleccioacuten de caracteriacutesticas

microscoacutepicas (maacutes comuacutenmente ADN) que se puede probar con moleacuteculas diana

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 26

para producir ya sea (expresioacuten geacutenica) cuantitativa o los datos cualitativos

(diagnoacutestico)

El anaacutelisis por medio de microarray tiene la capacidad de ofrecer una fuerte

deteccioacuten muacuteltiple Existen plataformas de microarrays muacuteltiples incluyendo

impresos de ADN de doble cadena y matrices de oligonucleoacutetidos

Los microarrays permiten el depoacutesito de miles de puntos conteniendo genes o

parte de genes sobre un portaobjetos para su estudio en paralelo De esta manera

es posible tener una visioacuten instantaacutenea de actividad de genomas completos o de

un grupo selecto de genes (Miller et al 2009)

En los estudios de microarrays se combinan las teacutecnicas de hibridizacioacuten de

aacutecidos nucleicos y deteccioacuten por fluorescencia De esta manera soacutelo en los

puntos del portaobjeto donde haya ocurrido hibridizacioacuten habraacute fluorescencia y la

intensidad de la fluorescencia detectada seraacute proporcional al nivel de expresioacuten

del gen en estudio

Una condicioacuten indispensable es que cada uno de los genes que esteacute representado

sea faacutecilmente distinguible de otros En otras palabras la porcioacuten del gen

inmovilizada en el portaobjeto debe llevar consigo independientemente de su

tamantildeo su ceacutedula de identidad (Barrero 2005)

La hibridacioacuten genoacutemica comparada (CGH) ha demostrado ser una herramienta

muy poderosa para las comparaciones genoacutemicas de alto rendimiento entre

especies patoacutegenas y no patoacutegenas y la exploracioacuten del genoma de muchas

especies bacterianas Las secuencias genoacutemicas disponibles de L interrogans

serovar Lai y copenhageni se utilizaron para disentildear una matriz de mosaico (Eribo

et al 2012)

35237 Enzimas de Restriccioacuten

El meacutetodo consiste en la extraccioacuten de ADN a partir de una poblacioacuten homogeacutenea

de organismos la digestioacuten del ADN con una endonucleasa de restriccioacuten y la

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 27

electroforesis en gel de agarosa del ADN Debido a que las endonucleasas de

restriccioacuten reconocen y se unen al ADN de doble cadena especiacuteficamente a la

secuencia 4 oacute 6 de pares de bases se genera un conjunto de fragmentos La

migracioacuten de estos fragmentos en gel de agarosa estaacute relacionada con el peso

molecular un patroacuten de bandas se puede ver en el gel por la luz ultravioleta siacute se

tintildeeron con bromuro de etidio o por autorradiografiacutea Estos modelos constituyen

una huella digital caracteriacutestico de cualquier ADN en particular (Marshall et al

1981)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 28

4 MATERIAL Y MEacuteTODO

41 Tipo de estudio Ensayo de laboratorio

42 Cepas En este estudio se emplearon 30 cepas distribuidas en 24 serogrupos

de Leptospira proporcionados por Centro Nacional de Diagnoacutestico y Referencia

(CNDR)

43 Muestras Las condiciones de crecimiento para la Leptospira fueron de 28-

30degC durante siete diacuteas en el medio Ellinghaussen-McCullough-Johnson-Harris

(EMJH)

45 PCR cebadores y condiciones de amplificacioacuten

Los cebadores de oligonucleoacutetidos LepF1 PU1 y LepR1 que corresponden a las

posiciones 8461 a 8480 8720 a 8738 y 9334 a 9316 respectivamente fueron

disentildeados para unirse a regioacuten 23S del ADNr la cual corresponde a la secuencia

de Leptospira interrogans (patoacutegena)

Los cebadores SU1 y LepR1 fueron disentildeados para serovares de saproacutefitas que

corresponden a la posicioacuten 326 a 343 y 641 a 623 respectivamente basado en la

secuencia parcial del ADNr de Leptospira biflexa La secuencia de los cebadores

se demuestra en la tabla 1

Tabla1 Cebadores utilizados en la amplificacioacuten

Cebador Secuenciacioacuten 5` a 3` Especificidad Posicioacuten de la base

LepF1 GTTACCAAGCACAAGATTAG Leptospira spp 8461 - 8480

LepR1 TAGTCCCGATTACATTTTC Leptospira spp 9334 - 9316

PU1 TATCAGAGCCTT TTAATGG Patoacutegena 8720 - 8738

SU1 TTTAGGGTTAGCGTGGTA Saproacutefita 326 - 343

LepR1 TAGTCCCGATTACATTTTC Leptospira spp 641 - 623

El ADN de la Leptospira fue amplificado usando LepF1 (5

GTTACCAAGCACAAGATTAG 3) y LepR1 (5 TAGTCCCGATTACATTTTC 3)

Para la multiplex PCR fueron usado como cebadores internos PU1 (5

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 29

TATCAGAGCCTTTTAATGG 3) SU1 (5 TTTAGGGTTAGCGTGGTA 3) y LepR1

(5 TAGTCCCGATTACATTTTC 3)

Para la amplificacioacuten del ADN se utilizoacute como control positivo de patoacutegena la cepa

icterohaemorrhagiae mientras que como control de saproacutefita se utilizoacute la cepa

patoc ambas se encontraban en caldo de cultivo Ellinghausen-McCullough-

Johnson-Harris (EMJH) y como control negativo se utilizoacute agua libre de nucleasa

Los segmentos de ADN amplificado para patoacutegenas corresponde a 615 pb y para

saproacutefitas 316 pb (gen 23S ADNr) Esta amplificacioacuten fue realizada en el

termociclador Las condiciones de la PCR consistieron en 40 ciclos Una

desnaturalizacioacuten inicial fue de 94degC por 5 minutos Cada ciclo comprendioacute una

desnaturalizacioacuten a 94degC por 1 minuto temperatura de anneling a 50degC por 50

segundos y una extensioacuten a 72degC por 1 minuto El uacuteltimo paso fue la elongacioacuten a

72degC por 7 minutos

46 Paraacutemetros a probar en la estandarizacioacuten

461 Mezcla

Se sometieron a prueba tres tipos de mezcla cada una con concentraciones

distintas pero con un volumen final de 50 microl reflejadas en la tabla 2

Tabla 2 Mezclas de reactivos puestas a prueba

Componente Mezcla 1 Mezcla 2 Mezcla 3

Agua free nucleasa 19 microl 26 microl 14 microl

Master mix 16 microl 8 microl 16 microl

Cebador 1 (LepF1) 2 microl 2 microl 2 microl

Cebador 2-5 (LepR1) 4 microl 2 microl 4 microl

Cebador 3 (PU1) 2 microl 1 microl 2 microl

Cebador 4 (SU1) 2 microl 1 microl 2 microl

AND (muestral o control) 5 microl 10 microl 10 microl

Volumen final 50 microl 50 microl 50 microl

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 30

462 5-Fluoracilo

Se puso a prueba el papel que juega el 5-fluoracilo debido a su utilizacioacuten en los

medios de cultivo para evitar la contaminacioacuten bacteriana de las Leptospira

ademaacutes que permite un mejor crecimiento de eacutestas (WHO 1967) Su eficacia

radica en que se une de forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial

para la siacutentesis de nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases

nitrogenadas que forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se

puede replicar lo que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002)

463 Tipo de extraccioacuten de ADN

El ADN genoacutemico de las cepas de Leptospira y de las muestras sanguiacuteneas y

orina fue extraiacutedo de acuerdo a las instrucciones del kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) siguiendo los procedimientos de manufactura (ver anexo

1)

Se ensayaron extracciones por calentamiento a 90degC ndash 100degC por 20 minutos El

ADN extraiacutedo fue almacenado a -20deg C hasta su amplificacioacuten

464 Muestras fingidas

Se obtuvieron muestras de suero y orina de cada especie (canino bovino porcino

y equino) y se mezclaron con cepas de referencia proporcionados por el Centro

Nacional De Investigacioacuten de Holanda para posteriormente realizar PCR A cada

muestra se le realizoacute extracciones por calentamiento y por el kit de extraccioacuten

QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

47 Determinacioacuten del liacutemite de deteccioacuten

Se determinoacute al calcular la cantidad de ADN que capaz de detectar la teacutecnica en

un ml de muestras de sangre y orina para esto se realizoacute una serie de diluciones

(desde 11 hasta 110000000) de las muestras a partir de una concentracioacuten de

ADN conocida (120 ng)

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 31

48 Sensibilidad

Se sometieron 29 serovares patoacutegenas y 1 saproacutefita como controles positivos

proporcionados por Centro Nacional de Diagnoacutestico y Referencia

Se calculoacute la sensibilidad y el intervalo de confianza del 95 en el programa

EPIDAT 31 de acuerdo a la siguiente foacutermula

VP= Verdaderos positivos

FN= Falsos negativos

49 Especificidad

Se realizoacute un ensayo de especificidad utilizando ADN de 10 muestras con otras

cepas bacterianas diferentes a Leptospira que fueron inoculadas en medio EMJH

y suero para detectar falsos positivos el panel de muestras se describe en la

siguiente tabla

Tabla 3 Cepas bacterianas utilizadas para la determinacioacuten de la

especificidad

Cepa Nuacutemero de muestras

Staphyloccocus aureus 2

Escherichi coli 2

Salmonella spp 2

Proteus spp 2

Streptococcus pyogenes 2

Se calculoacute la especificidad y el correspondiente intervalo de confianza (95) en el

programa EPIDAT 31 de acuerdo a la siguiente foacutermula

VN= Verdaderas negativos

FP= Falso Positivos

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 32

5 RESULTADOS

De los 30 serovares que se sometieron al ensayo se detectaron 15 siendo

correspondiente a 12 serogrupos dentro los que se encuentran pomona e

icterohaemorrhagia dentro las patoacutegenas de importancia asiacute como el serogrupo

patoc de la saprofitas puesta a prueba Ver foto 1

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute ser la nuacutemero 1 compuesta por

Agua free nucleasa 19 microl Master mix 16 microl Primer 1 (Lep F1) 2 microl Primer 2-5

(LepR1) 4 microl Primer 3 (PU1) 2 microl Primer4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl Ver foto 2

En los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia en la

capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y saprofitas Ver

foto 2

La extraccioacuten maacutes adecuada resultoacute ser por calentamiento en la que se

identificaron 8 muestras de 19 mientras que las extracciones con el kit de

extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg) solo 2 muestras de 8 fueron

identificadas Ver foto 3

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten se encontroacute que la teacutecnica es capaz de identificar

una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira correspondiente a una

dilucioacuten 110000 Ver foto 4

En la determinacioacuten de la capacidad de la teacutecnica para detectar e identificar

Leptospira en muestras de campo se encontroacute que de 12 muestras de suero se

identificaron 3 mientras que de 13 muestras de orina fueron identificadas 5 Ver

foto 3

La sensibilidad mostrada fue de 50 IC 95 (3044 ndash 6956) mientras que la

especificidad fue de 100 IC 95 (95 ndash 100) con un valor predictivo positivos de

100 IC 95 (9667 ndash 100) y un valor predictivo negativo de 40 IC 95 (1880 ndash

6120) esto con una prevalencia de 75 IC 95 (6033 ndash 8967) mostrando un

Iacutendice de validez de 6550 IC 95 (4625 ndash 7875)

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 33

6 DISCUSIOacuteN

Actualmente el meacutetodo para diagnosticar leptospirosis es la prueba de

Microaglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) pero esta resulta tediosa por la necesidad

de mantener las cepas lo que implica tambieacuten un riesgo potencial para el personal

de laboratorio ademaacutes no diferencia entre anticuerpos vacunales y de infeccioacuten

Otro meacutetodo directo de diagnoacutestico es el cultivo pero es limitado y requiere de

mucho tiempo (Alonso et al 2001)

Debido a las restricciones que generan estas pruebas diagnoacutesticas se ha

estandarizado una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y

patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos

En este estudio se sometieron 30 serovares al ensayo de los que se detectaron

15 correspondiente a 12 serogrupos amplificados mostrando una sensibilidad del

50 diferente a los resultados obtenidos por Ceacutespedes et al (2007) en cuyo

estudio la PCR pudo amplificar el ADN de 25 serovares de seis especies de

Leptospira spp con una sensibilidad del 100 in vitro Moreno et al (2010) mostroacute

un amplificado especiacutefico para 2122 cepas de referencia con la PCR simple

lipL32 mientras que la PCR muacuteltiple secYflaB amplificoacute 1822 cepas

Esta sensibilidad baja indica que la teacutecnica no es recomendada como una prueba

de tamizaje ya que ademaacutes del alto costo no es capaz de detectar a toda la

poblacioacuten infectada en cambio la especificidad que se obtuvo fue del 100

demostrada con el uso de ADN de otros agentes patoacutegenos (Staphyloccocus

Aureus Escherichi coli Salmonella spp Proteus spp y Streptococcus pyogenes)

los cuales no fueron amplificados Esto coincide con los ensayo realizado por

Ceacutespedes et al (2007) Moreno et al (2010) Kositanont et al (2007) y Boonsilp et al

(2011) los cuales muestran una especificad del 100 al no obtener amplificado del

ADN de otras cepas patoacutegenas que causan enfermedades febriles en sus paiacuteses

La causa de una especificidad tan alta de la reaccioacuten se debe a las secuencias

nucleotiacutedicas especiacuteficas formadas por los oligonucleoacutetidos (cebadores) LepF1 (5rsquo

GTTACCAAGCACAAGATTAG 3rsquo) LepR1 (5rsquo TAGTCCCGATTACATTTTC 3rsquo)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 34

PU1 (5rsquo TATCAGAGCCTTTTAATGG 3rsquo) y SU1 (5rsquo TTTAGGGTTAGCGTGGTA 3rsquo)

que fueron disentildeados para detectar secuencias nucleotiacutedicas especiacuteficas en este

caso el genoma de Leptospira spp (OIE 2006) Tambieacuten se debe tomar en cuenta

que la especificidad de la PCR depende ademaacutes de la temperatura empleada en

la fase de hibridacioacuten y de la cantidad de iones divalentes que se incorporan a la

reaccioacuten Cuanto mayor sea la temperatura utilizada en la fase de hibridacioacuten maacutes

especiacutefica es la reaccioacuten Esto se debe a que a mayor temperatura maacutes dificultada

se ve la unioacuten entre el cebador y la cadena molde en condiciones de

temperaturas de hibridacioacuten elevadas el cebador soacutelo se uniraacute a la cadena molde

si son complementarios en todos sus nucleoacutetidos (McPherson et al 1991)

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten por la diluciones de ADN puro (120ng) de L

interrogans serovar Australis se obtuvo un producto de 615pb hasta la dilucioacuten

110000 correspondiente a una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira

lo que coincide con la investigacioacuten realizada por Moreno et al (2010) cuyo liacutemite

de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR simple lipL32 obtuvo productos especiacuteficos

de 423 pb L interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten

110000 pero para el caso del liacutemite de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR

muacuteltiple secYflaB se obtuvieron productos especiacuteficos de 285 pb y 793 pb de L

interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten 1100 para secY y

11000 para flaB Estas diluciones se hicieron a partir de 120 ng de ADN extraiacutedo

de la cepa de referencia de Leptospira

El liacutemite de deteccioacuten para la PCR muacuteltiple indica una alta sensibilidad analiacutetica en

condiciones de PCR real esto lo posiciona como un meacutetodo de diagnoacutestico

molecular de eleccioacuten para estudios posteriores que busquen validar su uso

potencial para el diagnoacutestico de leptospirosis (Levett et al 2005)

La teacutecnica fue capaz de identificar Leptospira patoacutegena y saproacutefita lo que coincide

con el estudio de Kositanont et al (2007) que muestran resultados similares esto

se atribuye al uso de los cebadores especiacuteficos para la amplificacioacuten de genes

conservados en cepas patoacutegenas y saprofitas Otros estudios como los realizados

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 35

por Cheema et al (2007) Moreno et al (2010) y Rosario et al (2012) no

lograron detectar Leptospira saprofitas soacutelo patoacutegenas pues en ese estudio se

implicoacute solamente los genes conservados en cepas patoacutegenas de Leptospira La

inhabilidad de poder diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y no patoacutegenas puede

ser una dificultad en estudios ambientales donde se quiera diferenciar entre los

distintos serovares sin embargo no tiene importancia en el aspecto cliacutenico pues

no se aiacutesla Leptospira saprofitas en muestras animales (Ceacutespedes et al 2010)

Sin embargo otros estudios (Ibaacutentildeez et al 2010)) han mostrado anticuerpos contra

Leptospira sp serovariedad patoc en 1159 monos Rhesus (Macaca mulatta) en

condiciones de cautiverio Con tiacutetulos que variaron de 120 a 180 Silva et al

(2010) recogioacute muestra de 388 animales (aves reptiles mamiacuteferos y peces) tanto

salvajes como en cautiverio resultando positivo a MAT el 265 de los animales

Los tiacutetulos seroloacutegicos predominante fueron de 140 y 180 para los serotipos

patoc andamana canicola icterohaemorrhagiae y panamaacute

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute estar compuesta por 19 microl de Agua

free nucleasa 16 microl de GoTaqreg qPCR Master Mix 2 microl de cada uno de los

iniciadores (Lep F1 Lep R1 PU1 SU1 y Lep R1) a una concentracioacuten de 100

[Pmol] y 5 microl de ADN a un volumen final de 50 microl con una amplificacioacuten de 40

ciclos En una publicacioacuten similar realizada por Kosinatont et al (2007) utilizan 5microl

de buffer PCR 8 microl de MgCl2 1microl de cada iniciador a 20 [Pmol] y 5 microl de ADN a un

volumen final de 50microl Las condiciones de PCR consistieron de 35 ciclos Las

diferentes concentraciones de reactivos en ambos estudios se deben

probablemente a que las condiciones de laboratorio son diferentes en todas las

regiones ademaacutes del uso en el presente ensayo de un master mix comercial que

incluye todos los componentes para la PCR cuantitativa como son ADN Taq

polimerasa dATP dGTP dCTP dTTP y MgCl2 a excepcioacuten del ADN de la

muestra los cebadores y agua Utilizar este master mix evita errores en el

alineamiento de los cebadores en la temperatura de disociacioacuten de las cadenas

tanto del templado como del producto de la PCR la especificad del producto la

formacioacuten de diacutemero de cebadores y en la inhibicioacuten de la Taq polimerasa por

altas concentraciones de KCl o NaCl (Martinez et al 2004)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 36

En cuanto a los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia

en la capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y

saproacutefitas Eacuteste se puso a prueba debido a su utilizacioacuten en los medios de cultivo

cuando se toman muestras en el campo Su eficacia radica en que se une de

forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial para la siacutentesis de

nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases nitrogenadas que

forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se puede replicar lo

que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002) el 5-fluoracilo no fue una

sustancia inhibidora de la PCR pues no provoca el bloqueo directo total o parcial

de la actividad cataliacutetica de la ADN polimerasa o inhibe la unioacuten directa al ADN de

doble cadena (Newsletter Microbial 2009)

La extraccioacuten de ADN se hizo por calentamiento y con el kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) con el fin de determinar cuaacutel de los meacutetodos era el maacutes

efectivo para la extraccioacuten resultando ser la extraccioacuten por calentamiento ya que

fue capaz de detectar 8 muestras de 19 mientras que con el kit de extraccioacuten soacutelo

se lograron identificar 2 de 8 muestras Aunque con este meacutetodo ademaacutes de ser

de menor costoso se obtiene mayores valores de concentracioacuten y rendimiento de

ADN en el menor tiempo aportaacutendole rapidez y simplicidad a la prueba la pureza

del mismo es baja La importancia del proceso de purificacioacuten del material

geneacutetico es recobrar el producto maacuteximo de ADN de alto peso molecular libre de

proteiacutenas fenol e inhibidores de la Taq polimerasa El ADN de alta calidad es un

prerrequisito para su uso en teacutecnicas de biologiacutea molecular en este caso PCR

para la identificacioacuten de las secuencias especificas de ADN mediante el uso de

cebadores no asiacute el ADN degradado no sustenta la integridad de los sitios

blancos para los cebadores y consecuentemente afectar la calidad de la PCR

(Rada et al 1998)

Ademaacutes de la extraccioacuten de ADN por calentamiento existen otras teacutecnicas como

son meacutetodo fenol-cloroformo meacutetodo del acetato de potasio meacutetodo del acetato

de potasio modificado y meacutetodo de bromuro de cetil-trimetil amonio cuya base

principal es provocar una lisis celular para inactivar las nucleasas celulares y

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 37

separar los aacutecidos nucleicos de los restos de ceacutelulas (Fraga et al 2004) (Velasco

2005)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 38

7 CONCLUSIOacuteN

El PCR multiplex fue capaz de diferenciar entre Leptospira saprofita y

patoacutegena

Se obtuvo una baja sensibilidad pero alta especificidad

El 5-fluoracilo no mostro alteracioacuten en el proceso de amplificacioacuten

La mezcla maacutes adecuada fue la mezcla 1 compuesta por Agua free

nucleasa 19 microl Master mix 16 microl cebador 1 (Lep F1) 2 microl cebador 2-5

(LepR1) 4 microl cebador 3 (PU1) 2 microl cebador 4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl

Se obtuvo una alta sensibilidad analiacutetica o liacutemite de deteccioacuten capaz de

detectar hasta 0012 ng de ADN

El meacutetodo de extraccioacuten maacutes efectivo fue por calentamiento que por el kit

de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 39

8 RECOMENDACIONES

Validar la teacutecnica con una poblacioacuten maacutes representativa

Publicar los resultados de esta investigacioacuten con el fin de seguir mejorando

el diagnoacutestico de leptospirosis por PCR

Promover el uso de la PCR para un diagnoacutestico raacutepido de leptospirosis en

animales domeacutesticos

Realizar estudios de las fuentes de agua para la caracterizacioacuten de las

zonas de riesgo

Estandarizar teacutecnicas de diagnoacutestico de campo para fortalecer los sistemas

de vigilancia activa

Ofrecer charlas a las poblaciones con mayor prevalencia de leptospirosis

sobre el papel que juegan los animales en la transmisioacuten de la enfermedad

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 40

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ANEXOS

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Kit de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

1 20 microl de proteinasa K en eppendorf

2 Agregar 200 microl de la muestra

3 Agregar 200 microl de buffer AL y bortear por 5 segundos

4 Incubar a 56 ordmC por 10 minutos

5 Centrifugar brevemente

6 Agregar 200 microl de etanol (96 ndash 100)

7 Pasar la mezcla del paso 6 y colocarlo en un tubo de ensayo colector

procurando no tocar los bordes y centrifugar a 8000 rpm por 1 minuto Cambiar el

tubo colector descartando el contenido

8 Agregar en el centro de la columna 500 microl de buffer AW1 Centrifugar por 8000

rpm por 1 minuto luego descartar tubo colector y el contenido cambiando a un

nuevo tubo colector

9 Agregar 500 microl de buffer AW2 en el centro de la membrana y centrifugar a

14000 rpm por 3 minutos

10 Pasar la columna a eppendorf y centrifugar a velocidad maacutexima por 1 minuto

11 Pasar la columna a eppendorf y agregar 100 microl de buffer AE incubar a

temperatura ambiente por 1 minuto luego centrifugar a 8000 rpm por un minuto

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Tabla 4 Cepario de referencia de Holanda

Especie Serogrupo Serovar Cepa de referencia

L Interrogans

Australis Australis Ballico

Autumnalis Autumnalis Akiyami A

Betaviae Betaviae Swart

Canicola Canicola Hond Utrechit IV

Djasiman Djasiman Djasiman

Hebdomadis Hebdomadis Hebdomadis

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagica RGA

Icterohaemorrhagia Copenhageni M20

Icterohaemorrhagia Copenhageni Wijnberg

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagia Kantorowic

Pomona Pomona Pomona

Pyrogenes Pyrogenes Salinem

Sejroe Hardjo Hardjoprajitho

Sejroe Wolffi 3705

L Noguchi

Australis Nicaragua 1011

Lousiana Lousiana LSU 1945

Panama Panama CZ 214

L Biorgpetersenii

Ballum Castellones Castellon 3

Javanica Javanica Veldrat Batavia

Mini Mini Sari

Serjoe Serjoe M 84

Tarassovi Tarassovi Pereplitsin

L welii

Celledoni Celledoni Celledoni

Manhao Qingshui L 105

Sarnin Sarm 11 Sarnin

L Kirschneri

Cynopteri Cynopteri 3522 C

Grippotyphosa Grippotyphosa Moskva V

L Neyeri Ranarum Ranarum ICF

L Santarosal Sherman Shermani 1342 K

L Biflexa Semaranga Patoc Patoc 1

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 6

V GLOSARIO

Aglutinacioacuten Agrupamiento en pequentildeos cuacutemulos de cuerpos formes (microbios

hematiacutees) portadores de un antiacutegeno y en suspensioacuten en un liacutequido originado

cuando se introduce el anticuerpo correspondiente en el liacutequido

Amplicones conjunto de moleacuteculas de ADN ideacutenticas resultado de una reaccioacuten

en cadena de la polimerasa (PCR) Esencialmente se trata de un clon molecular

Anticuerpo Es una proteiacutena producida por el sistema inmunitario del cuerpo

cuando detecta sustancias dantildeinas llamadas antiacutegenos

Antiacutegeno Toda sustancia que introducida en un organismo que no la poseiacutea

provoca en eacutel la formacioacuten de un anticuerpo especiacutefico con el cual puede

combinarse de forma electiva

Cebadores Oligonucleoacutetido de 5-20 nucleoacutetidos de longitud que sirve como punto

de partida para la replicacioacuten de ADN

Desnaturalizacioacuten cambio estructural de las proteiacutenas o aacutecidos nucleicos donde

pierden su estructura nativa y de esta forma su oacuteptimo funcionamiento y a veces

tambieacuten cambian sus propiedades fiacutesico-quiacutemicas

Electroforesis La electroforesis es un meacutetodo de laboratorio en el que se utiliza

una corriente eleacutectrica controlada con la finalidad de separar biomoleculas seguacuten

su tamantildeo y carga eleacutectrica a traveacutes de una matriz gelatinosa

Endemicidad Persistencia en una regioacuten de una enfermedad particular bien

porque estaacute presente constantemente o bien porque reaparece en eacutepocas

determinadas

Endemoepideacutemico aumento de incidencia superior al esperado en el contexto de

una epidemia

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 7

Endonucleasa es aquella que puede reconocer una secuencia caracteriacutestica de

nucleoacutetidos dentro de una moleacutecula de ADN y cortar el ADN en ese punto en

concreto llamado sitio o diana de restriccioacuten o en un sitio no muy lejano a este

Los sitios de restriccioacuten cuentan con entre 4 y 12 pares de bases con las que son

reconocidos

Espiroquetas Protozoario espiral de cuerpo delgado y flexible que se desplaza

por movimientos activos Las espiroquetas son bacterias que poseen unas

caracteriacutesticas morfoloacutegicas y unos oacuterganos de locomocioacuten que les diferencian del

resto de las bacterias

Gen Un gen es una secuencia ordenada de nucleoacutetidos en la moleacutecula de ADN (o

ARN en el caso de algunos virus) que contiene la informacioacuten necesaria para la

siacutentesis de una macromoleacutecula con funcioacuten celular especiacutefica habitualmente

proteiacutenas pero tambieacuten ARNm ARNr y ARNt

Genoma es todo el ADN de un organismo incluidos sus genes unos treinta mil

en el caso de los humanos (hasta hace poco se pensaba que eran sobre ochenta

mil)

Glicoproteiacutenas moleacuteculas compuestas por una proteiacutena unida a uno o varios

gluacutecidos simples o compuestos Tienen entre otras funciones el reconocimiento

celular cuando estaacuten presentes en la superficie de las membranas plasmaacuteticas

(glucocaacutelix)

Leptospirosis enfermedad infecto-contagiosa que afecta a los seres humanos

los animales domeacutesticos y silvestres

Lisis Rompimiento de la membrana celular

Monoclonal es un anticuerpo homogeacuteneo producido por una ceacutelula hiacutebrida

producto de la fusioacuten de un clon de linfocitos B descendiente de una sola y uacutenica

ceacutelula madre y una ceacutelula plasmaacutetica tumoral

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 8

Nucleasa son enzimas que pueden ser tanto ribonucleasas (RNasas) como

desoxirribonucleasas (DNasas) las primeras hidrolizan al ARN y las segundas al

ADN

Nucleoacutetidos son moleacuteculas orgaacutenicas formadas por la unioacuten covalente de un

monosacaacuterido de cinco carbonos (pentosa) una base nitrogenada y un grupo

fosfato

Opsonizacioacuten proceso por el que se marca a un patoacutegeno para su ingestioacuten y

destruccioacuten por un fagocito

Oligonucleoacutetidos es una secuencia corta de ADN o ARN con cincuenta pares

de bases o menos

Patoacutegena es todo agente que puede producir enfermedad

Polimerasa La polimerasa es una enzima capaz de transcribir o replicar aacutecidos

nucleicos

Polimorfismo hace referencia a la existencia en una poblacioacuten de muacuteltiples

alelos de un gen

Saproacutefita bacterias que no se desarrollan en el organismo vivo y que se

alimentan de los desperdicios de alimentos generados por el propio organismo

Serotipo Categoriacutea en la que se clasifican los microbios o los virus seguacuten su

reaccioacuten en presencia de suero que contiene anticuerpos especiacuteficos

Tamizaje exaacutemenes aplicados con el fin de identificar una poblacioacuten

aparentemente sana en mayor riesgo de tener una determinada enfermedad que

hasta ese momento no se les ha diagnosticado

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 9

1 INTRODUCCIOacuteN

Las Leptospira son bacterias Gram negativas que miden 0-1microm de diaacutemetro y 6-

20microm de largo Estas espiroquetas pertenecen a la familia Leptospiraceae orden

Spirochaetales y claacutesicamente comprenden 2 especies L interrogans y L biflexa

siendo la primera patoacutegena y la segunda saproacutefita Leptospira interrogans incluye

alrededor de 23 serogrupos y 218 serovares y L biflexa 28 serogrupos y 60

serovares (Zunido et al 2007 Desvars et al 2008)

Los hueacutespedes reservorios son los animales silvestres y domeacutesticos aunque el

agente tambieacuten se ha aislado de otros vertebrados como aves y anfibios los que

eliminan las Leptospira con la orina por periodos de tiempos variables

dependiendo de la especie animal (Ceacutespedes et al 2007)

La leptospirosis tiene en Nicaragua un comportamiento endemo-epideacutemico con

una notificacioacuten 2 casos como promedio semanal En el periacuteodo de lluvias

(octubre-noviembre) este promedio semanal se eleva hasta 8 casos La regioacuten

Occidental (Departamentos de Leoacuten y Chinandega) son los que con maacutes

frecuencia reportan la ocurrencia de brotes epideacutemicos

Los cuadros de leptospirosis humana en cuya fase terminal ocurre la hemorragia

pulmonar se han presentado en Nicaragua a partir de 1995 con grandes brotes

epideacutemicos en 1995 1998 y 2007 todos ellos asociados a intensas lluvias (Pelaacuteez

et al 2007)

En Nicaragua como en el resto de paiacuteses del mundo la prueba de oro para el

diagnoacutestico de Leptospira es la prueba de Aglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) (OPS

2008) sin embargo esta teacutecnica tiene desventajas tales como no diferencia entre

anticuerpos vacunales y de infeccioacuten utiliza como antiacutegeno Leptospira vivas

siendo tedioso el mantenimiento de las cepas y un riesgo potencial para el

personal del laboratorio Para obtener una sensibilidad adecuada se deben utilizar

como antiacutegenos cepas representativas de todos los serogrupos presentes en el

paiacutes o regioacuten y de todos los serovares adaptados a la especie objeto de estudio

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 10

Otro meacutetodo directo de diagnoacutestico es el cultivo pero es limitado y requiere de

mucho tiempo (Alonso et al 2001)

Diversos estudios han demostrado una sensibilidad y especificad de la PCR de

hasta el 100 siendo asiacute una herramienta uacutetil en el diagnoacutestico precoz de

leptospirosis sobre todo en las formas graves de la enfermedad (Ceacutespedes et al

2007)

Por las razones citadas anteriormente se pretende estandarizar una multiplex PCR

para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y patoacutegena en muestras de animales

domeacutesticos y asiacute validar su alta sensibilidad y especificidad Esta teacutecnica ha

servido para detectar e identificar Leptospira en sangre liacutequido cefalorraquiacutedeo

humor acuoso y orina Ademaacutes puede diferenciar con rapidez las formas

patoacutegenas de las no patoacutegenas (Green et al 2008)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 11

11 ANTECEDENTES

En 2001 se llevoacute a cabo la identificacioacuten de aislamientos de Leptospira por

meacutetodos seroloacutegicos y geneacuteticos en tres provincias de Cuba Se estudiaron 18

cepas de Leptospira aisladas de pacientes con leptospirosis humana en los

resultados por MAT las cepas fueron agrupadas entre los serogrupos ballum

pomoma caniacutecola e icterohaemorrhagiae Se determinoacute el serovar de 7 de las

cepas estudiadas con el uso de los anticuerpos monoclonales Para la totalidad de

las cepas se obtuvo por reaccioacuten en cadena de la polimerasa un fragmento

amplificado de 631 pb El anaacutelisis con enzimas de restriccioacuten del producto

amplificado originoacute iguales patrones de restriccioacuten en todas las cepas estudiadas

(Victoria et al 2001)

En 2007 se efectuoacute la deteccioacuten de Leptospira patoacutegenas en animales por PCR

basado en los genes lipL21 y lipL32 en India Se recogieron muestras de suero y

tejido de bovinos buacutefalos y cobayos junto a becerros experimentalmente

infectados A los cuales se les realizoacute PCR usando los genes lipL21 y lipL32 asiacute

como los cebadores G1G2 y se determinoacute que todos los sueros tanto las

muestras colectada en campo como la de los animales infectados

experimentalmente fueron positivos tanto con el uso de cebadores G1G2 asiacute

como con los genes lipL21 y lipL32 (Cheema et al 2006)

Se desarrolloacute un estudio para la deteccioacuten y diferenciacioacuten entre Leptospira spp

patoacutegenas y saproacutefitas por multiplex PCR en la ciudad de Bangkok Tailandia Este

meacutetodo pudo amplificar 27 serovares patoacutegenos y 5 serovares saproacutefitas

mostrando una amplificacioacuten de 615 y 316 pares de bases (pb) respectivamente

(Kositanont et al 2007)

En 2007 se llevoacute a cabo la estandarizacioacuten y validacioacuten de una prueba de PCR

para el diagnoacutestico precoz de leptospirosis humana en zonas endeacutemicas del Peruacute

Amplificoacute el ADN de 25 serovares de seis especies de Leptospira spp No

amplificoacute las muestras de ADN de otros microorganismos patoacutegenos La

sensibilidad y especificidad del meacutetodo fue 100 in vitro Su sensibilidad fue de

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 12

100 (IC95 979 - 100) en muestras de sangre antes de los ocho primeros diacuteas

de enfermedad y de 30 (IC95 163 - 43-7) cuando el tiempo de enfermedad fue

mayor El PCR en orina tiene una baja sensibilidad (Ceacutespedes et al 2007)

En 2009 se realizoacute la deteccioacuten de Leptospira patoacutegenas en tejido renal de perros

vagos mediante PCR en tiempo real en la ciudad de Chillan Chile De los 72

perros a los que se les extrajo ADN de tejido renal el 597 de los perros resultoacute

infectado (Campos 2009)

En 2010 se realizoacute un estudio para la aplicacioacuten de las pruebas de PCR

convencional simple y muacuteltiple para la identificacioacuten de aislamientos de Leptospira

spp en Colombia los resultados maacutes consistentes fueron obtenidos con la PCR

simple lipL32 tanto en limite de deteccioacuten especificidad y utilidad para la

identificacioacuten de Leptospira spp (Moreno et al 2010)

Una multiplex PCR fue desarrollada para la deteccioacuten de Leptospira en muestras

de agua del ambiente obtenidas en un asentamiento de barrio en Petroacutepolis

ciudad de Rio de Janeiro Tres de las 100 muestras analizadas fueron positivas en

la multiplex PCR se consideroacute que dos muestras teniacutean Leptospira saproacutefitas y

una Leptospira patoacutegenas (Vital et al 2010)

En 2012 se caracterizoacute aislamientos cliacutenicos de Leptospira por meacutetodos

fenotiacutepicos y moleculares en la repuacuteblica de Nicaragua De las 8 cepas de

Leptospira aisladas de casos cliacutenicos mediante meacutetodos fenotiacutepicos y

moleculares para el primer meacutetodo ninguna de estas mostraron crecimiento a

13degC en medio suplementado con 8-azaguanina (225 mgMl) y para el segundo

meacutetodo los resultados de este ensayo demostraron la presencia de bandas de

amplificacioacuten de los genes OmpL1 y lipL32 para los ocho aislamientos (Rosario et

al 2012)

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12 JUSTIFICACIOacuteN

La leptospirosis es una zoonosis de distribucioacuten mundial que afecta a los

mamiacuteferos tanto domeacutesticos como silvestres aunque el agente tambieacuten se ha

aislado de otros vertebrados como aves y anfibios La enfermedad puede estar

causada por cualquiera de las espiroquetas paraacutesitas clasificadas dentro del

geacutenero Leptospira (Alonso et al 2001)

Es una zoonosis en Nicaragua que presenta una endemicidad constante tal y

como lo demuestran las estadiacutesticas de la enfermedad principalmente despueacutes de

lluvias fuertes e inundaciones Afectando de igual manera a humanos y animales

produciendo un gran impacto socioeconoacutemico para la poblacioacuten en general

El diagnoacutestico de la enfermedad es complejo debido a que no manifiesta siacutentomas

especiacuteficos y resulta difiacutecil realizar e interpretar los meacutetodos diagnoacutesticos de

referencia en base a cultivos bacterianos y a test seroloacutegicos para la identificacioacuten

de la especie y serovares (Levett et al 2001)

La reaccioacuten en cadena de la polimerasa (PCR) es una prueba de diagnoacutestico

molecular muy sensible y especiacutefico que sirve para detectar e identificar

Leptospira en sangre liacutequido cefalorraquiacutedeo humor acuoso y orina Esta teacutecnica

puede diferenciar con rapidez las formas patoacutegenas de las no patoacutegenas (Greene

et al 2008) Sin embargo la teacutecnica debe ser estandarizada en cada laboratorio

antes de ser utilidad en el diagnoacutestico y vigilancia de la enfermedad El objetivo de

este estudio fue estandarizar una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira

saproacutefita y patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos Esta teacutecnica

proporcionaraacute una alterativa maacutes raacutepida que el aislamiento asiacute como una

clasificacioacuten confiable de Leptospira patoacutegenas y saproacutefitas circulante en animales

domeacutesticos

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

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13 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

iquestCuaacuteles son los paraacutemetros oacuteptimos en la estandarizacioacuten de una multiplex PCR

para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y patoacutegena en muestras de animales

domeacutesticos

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

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2 OBJETIVOS

21 General

Estandarizar una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y

patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos

22 Especiacutefico

Establecer el liacutemite deteccioacuten de multiplex PCR en muestras sanguiacuteneas y orina

Determinar la sensibilidad y especificidad de muacuteltiplex PCR para el diagnoacutestico de

Leptospira

Clasificar las cepas de Leptospira como saproacutefita y patoacutegena a traveacutes de multiplex

PCR

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

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3 MARCO TEOacuteRICO

Las Leptospira son bacterias pertenecientes al orden Spirochaetales familia

Leptospiraceae y geacutenero Leptospira Aunque son bacterias Gram negativas no se

tintildeen bien mediante los colorantes convencionales por lo que habitualmente se

visualizan por medio de la microscopiacutea de campo oscuro La impregnacioacuten

argeacutentica y las teacutecnicas de inmunohistoquiacutemicas se utilizan para poner en

manifiesto su presencia en tejidos (Quinn et al 2002)

Su tamantildeo es de 025 por 6-25 microm tienen forma ciliacutendrica y helicoidal con dos

filamentos axiales insertados en los extremos del cuerpo celular que actuacutean como

citoesqueleto y le permiten el movimiento (Bharti et al 2003)

Estas son moacuteviles describen tres tipos de movimientos rotacioacuten alrededor de su

eje central movimientos progresivos rectos y movimientos circulares (Bharti et al

2003) son aerobios obligados que se desarrollan a una temperatura de 28 a

30degC Son catalasa y oxidasa positivo creciendo en medios simples enriquecidos

con vitaminas aacutecidos grasos de cadena larga y sales de amonio (Levett 2001)

Su genoma consiste en dos cromosomas circulares uno de mayor tamantildeo que

asciende a 4332241 bp y uno pequentildeo de 358943 bp los que juntos suman

4691184 bp (Ren et al 2003)

La bacteria no se multiplica fuera del hueacutesped y es considerablemente

dependiente del medio puesto que es muy susceptible a la desecacioacuten a pH

inferiores a 6 o superiores a 8 y temperaturas menores a 10ordmC o mayores a 34ordmC

le resultan nocivos (McDonough 2001) Asiacute como la luz solar directa la

hipersalinidad los desinfectantes corrientes los detergentes y el jaboacuten pueden

afectar al microorganismo (Zamora et al 1999)

Los organismos de Leptospira sobreviven hasta 180 diacuteas en suelos huacutemedos por

varios meses en superficies acuosas y sobreviven auacuten mejor en agua estancada

que en movimiento (McDonough 2001 Acosta et al 1994)

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 17

31 Mecanismos de transmisioacuten

Las Leptospira se transmiten por contacto directo o indirecto La transmisioacuten

directa ocurre a traveacutes de orina infectada transferencia veneacuterea o

transplacentaria heridas por mordedura o ingestioacuten de tejidos infectados La

transmisioacuten indirecta se da a traveacutes de la exposicioacuten de los animales susceptibles

agua suelo alimento o camas contaminadas (Greene et al 2008)

Existen dos tipos de hueacutespedes involucrados en la transmisioacuten de la enfermedad

Los hueacutespedes primarios constituidos por aquellas especies que no desarrollan

una sintomatologiacutea evidente y que son capaces de eliminar por periodos

prolongados la bacteria y los hueacutespedes secundarios conformados por aquellas

especies que por el contrario enferman gravemente y no alcanzan a liberar la

bacteria o lo hacen por un periodo reducido (McDonough 2001)

32 Clasificacioacuten

A partir de 1989 el geacutenero Leptospira fue dividido en dos especies L interrogans

que comprendiacutea a todas las cepas patoacutegenas y L biflexa que incluiacutea a las cepas

saproacutefitas aisladas del medio ambiente Ambas fueron divididas en numerosos

serovares definidos por aglutinacioacuten Sobre 60 y 200 serovares han sido

reconocidos para L biflexa y L interrogans respectivamente Los serovares que

se encontraban relacionados antigeacutenicamente fueron agrupados como serogrupos

(Levett 2001)

33 Patogeacutenesis

La Leptospira es resistente a la actividad bactericida del suero normal y en

ausencia de anticuerpos especiacuteficos no es fagocitada ni destruida por los

polimorfonucleares o macroacutefagos Despueacutes de penetrar la piel o las mucosas la

Leptospira hace una bacteriemia que inicialmente alcanza todas las partes del

cuerpo incluyendo el liacutequido cefalorraquiacutedeo (LCR) y los ojos y genera la

produccioacuten de anticuerpos aglutinantes y el fenoacutemeno de opsonizacioacuten entre los

diacuteas 5 y 7 Si esta respuesta no es suficiente para detener su progreso la

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 18

Leptospira avanza en los tejidos Alliacute se multiplica en forma acelerada deja de ser

encontrada en la sangre y se elimina por la orina durante semanas o meses (fase

inmune o de leptospiruria) (Acosta et al 1994)

La leptospirosis puede presentarse con diferentes formas grados y combinaciones

de compromiso orgaacutenico ya sea como un cuadro febril inespeciacutefico como

afeccioacuten preferente de uno o maacutes oacuterganos involucrados o como una enfermedad

grave con compromiso multiorgaacutenico y alta letalidad (Zunino y Pizarro 2007)

La etapa aguda o septiceacutemica de alrededor de 1 semana seguida de una fase

inmune caracterizada por la produccioacuten de anticuerpos y eliminacioacuten de la

bacteria a traveacutes de la orina La mayor complicacioacuten de la patologiacutea se encuentra

asociada a la localizacioacuten de las bacterias en los tejidos durante la fase inmune

alrededor de la segunda semana de la patologiacutea (Levett 2001)

En animales susceptibles la lesioacuten de las membranas de los gloacutebulos rojos y de

las ceacutelulas endoteliales junto con el dantildeo hepatocelular desencadena anemia

hemoliacutetica ictericia hemoglobinuria y hemorragia (Quinn et al 2002)

La superficie de las ceacutelulas bacterianas constituye una interfase entre el patoacutegeno

y el hospedador formando un sitio de interaccioacuten con los tejidos durante la

infeccioacuten Para los patoacutegenos extracelulares la superficie bacteriana es tambieacuten el

blanco de la respuesta inmune del hospedador (Cullen et al 2005) Se ha

sentildealado que LipL32 interactuacutea con componentes de la matriz extracelular como el

colaacutegeno y que existe una respuesta de inmunoglobulina M contra la lipoproteiacutena

durante la fase aguda y convaleciente de leptospirosis en humanos (Hauk et al

2008)

34 Sintomatologiacutea

Las manifestaciones oculares incluyen efusioacuten conjuntival presencia de ictericia

en la escleroacutetica y uveiacutetis Esta uacuteltima puede ser unilateral o bilateral y puede

presentarse semanas meses y ocasionalmente en antildeos posterior a la

enfermedad aguda (Levett 2001)

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Las alteraciones reproductivas pueden ocurrir posterior a una infeccioacuten y la

leptospirosis debe ser considerada como diagnoacutestico diferencial en casos de

aborto o muerte perinatal (Andreacute Fontaine 2006)

En bovinos la enfermedad puede ser aguda subaguda y croacutenica En la forma

aguda son maacutes susceptibles los animales de un mes de edad Se caracteriza por

septicemia fiebre de 405 Cdeg anorexia petequias en mucosas depresioacuten

ictericia anemia hemoliacutetica con hemoglobinuria palidez de las mucosas disnea

suele ocurrir aborto baja de la produccioacuten de la leche y ocasionalmente mastitis

En la forma subaguda se presentan los mismos siacutentomas la fiebre es de 39 a 40

Cdeg existe baja de la produccioacuten laacutectea y esta es de color rojo o anaranjado

amarillento En la forma croacutenica generalmente los siacutentomas son aborto que se

presenta en el uacuteltimo tercio de la gestacioacuten ocasionalmente se puede presentar

meningitis leptospiroacutesica incoordinacioacuten sialorrea conjuntivitis y rigidez muscular

En porcinos generalmente se presenta la forma croacutenica en ovinos y caprinos no

se conoce mucho la enfermedad debido a su poca frecuencia y la mayor parte de

los animales afectados se encuentran muertos con apariencia septiceacutemica en

equinos se presenta la forma subaguda en perros y gatos se presenta la

enfermedad desde formas subcliacutenicas hasta formas graves en animales

silvestres la mayoriacutea estaacuten adaptados y no manifiestan siacutentomas cliacutenicos (Acha et

al 1978)

35 Diagnoacutestico

Debido a que las manifestaciones cliacutenicas de la leptospirosis variacutean en tipo y

gravedad tanto en los hombres como en animales es difiacutecil su diagnoacutestico cliacutenico

hacieacutendose necesaria la confirmacioacuten de los casos mediante pruebas de

laboratorio existen pruebas que sin ser especiacuteficas para la enfermedad pueden

orientar al cliacutenico hacia el diagnoacutestico de leptospirosis (Ceacutespedes 2005)

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 20

351 Diagnoacutestico epidemioloacutegico

La anamnesis debe incluir datos sobre la eacutepoca del antildeo en la que aparecioacute el

brote la aptitud del rebantildeo el estado sanitario del mismo el contacto con otras

especies domeacutesticas la sintomatologiacutea predominante y si se realiza vacunacioacuten

frente a la leptospirosis Asimismo deberaacute obtenerse informacioacuten sobre el nuacutemero

de animales afectados la edad de los mismos y la fase de la gestacioacuten en que se

produce el aborto (Alonso et al 2001)

352 Pruebas Diagnoacutesticas

Se basa en el cultivo del organismo la demostracioacuten seroloacutegica o el diagnoacutestico

molecular (Dammert 2005)

3521 Cultivo

La Leptospira se puede aislar de muestras de sangre y liacutequido cefalorraquiacutedeo en

los primeros 7-10 diacuteas de la enfermedad y en la orina puede ser detectada durante

la segunda y tercera semana de la enfermedad (Bharti 2003) Una vez tomada la

muestra esta se debe inocular en 10 ml de medio semisoacutelido que contenga 5-

fluoracilo

El cultivo debe ser incubado a 28-30 degC y ser examinado semanalmente en el

microscopio de campo oscuro durante 13 semanas antes de ser descartado Los

cultivos contaminados pueden ser filtrados antes de recultivarlos a un medio

nuevo (Levett 2001)

Existen otros medios recientemente desarrollados uacutetiles en el aislamiento de la

Leptospira medio EMJH (Ellinghausen y Mcllough modificado por Johnson y

Harries) y el medio Tween 80-albuacutemina este uacuteltimo considerado el mejor

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 21

Como el cultivo tiene el inconveniente de ser muy largo (5-6 semanas de

incubacioacuten) no se debe considerar para definir una conducta terapeacuteutica inicial

(Acosta et al 1994)

3522 Pruebas seroloacutegicas

Las pruebas seroloacutegicas constituyen el procedimiento de laboratorio utilizado con

maacutes frecuencia para confirmar el diagnoacutestico cliacutenico para determinar la

prevalencia en el rebantildeo y para realizar los estudios epidemioloacutegicos Los

anticuerpos de las Leptospira aparecen a los pocos diacuteas del comienzo de la

enfermedad y persisten durante semanas o meses y en algunos casos antildeos

Desafortunadamente los tiacutetulos de anticuerpos puede que desciendan hasta

niveles indetectables mientras los animales permanecen infectados croacutenicamente

Para superar este problema se necesitan meacutetodos sensibles que detecten el

microorganismo en la orina o en el tracto genital de portadores croacutenicos

Se ha descrito una amplia variedad de pruebas seroloacutegicas que muestran grados

variables de especificidad de serogrupo y de serotipo La prueba de la aglutinacioacuten

microscoacutepica (MAT) y el enzimoinmunoensayo (ELISA) contribuyen al diagnoacutestico

veterinario (OIE 2008)

35221 Prueba de Aglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) La prueba MAT en la

que se emplean antiacutegenos vivos es la prueba seroloacutegica maacutes ampliamente

utilizada Constituye la prueba de referencia frente a la que se evaluacutean todas las

otras pruebas seroloacutegicas y se utiliza en las comprobaciones para la

importacioacutenexportacioacuten (OIE 2008)

El MAT posee una alta sensibilidad y especificidad siendo sus resultados

utilizados para identificar el serovar o serogrupo infectante pero requiere de la

experiencia del operador y la variacioacuten diagnoacutestica entre laboratorios es elevada

(Bharti et al 2003) Para llevarlo a cabo se requiere que el laboratorio cuente con

cultivos vivos de todos los serovares para emplearlos como antiacutegenos

consideraacutendose que su interpretacioacuten es complicada debido a la alta degradacioacuten

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 22

presencia de reaccioacuten cruzada entre diferentes serogrupos y a reacciones

paradoacutejicas (Levett 2001)

35222 Otras pruebas seroloacutegicas Debido a la complejidad de la prueba de

Aglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) se ha desarrollado otras pruebas seroloacutegicas

para la deteccioacuten de anticuerpos antileptospira en la fase aguda de la infeccioacuten La

fijacioacuten de complemento (CF) fue ampliamente usado pero el meacutetodo no fue

estandarizado La prueba de Fijacioacuten de complemento ha sido reemplazada por el

meacutetodo ELISA (Levett 2001)

El ELISA se utiliza tanto para la deteccioacuten de anticuerpos en la leche como en el

suero permitiendo ademaacutes diferenciar entre IgG e IgM (Alonso et al 2001) En

este ensayo se detecta IgM antileptospira tan solo 1 semana despueacutes de la

infeccioacuten antes de que esteacuten presentes los anticuerpos aglutinantes Los

anticuerpos IgG se detectan comenzando 2 semanas despueacutes de la infeccioacuten y

persisten durante largos periodos de tiempo (OIE 2008)

La deteccioacuten de IgM en suero por ELISA es maacutes sensible que el MAT cuando la

primera muestra se toma en la fase aguda de la enfermedad (Ceacutespedes 2005)

Ademaacutes presenta otras ventajas frente al MAT como es el hecho de no presentar

riesgo sanitario para los operarios ser de faacutecil estandarizacioacuten y ser una prueba

en la que las reacciones cruzadas son poco frecuentes Sus principales

desventajas son que normalmente son serovar especiacuteficos con lo cual no

obtendremos informacioacuten acerca de una posible infeccioacuten por otros serovares y

que no permite diferenciar entre anticuerpos vacunales y de infeccioacuten (Alonso et

al 2001)

3523 Diagnoacutestico molecular

35231 Reaccioacuten en cadena de la polimerasa (PCR)

La PCR es un meacutetodo in vitro de siacutentesis de ADN con el que un segmento

particular de este es especiacuteficamente amplificado al ser delimitado por un par de

cebadores o iniciadores que lo flanquean Su copiado se logra en forma

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 23

exponencial a traveacutes de repetidos ciclos de diferentes periodos y temperaturas de

incubacioacuten en presencia de una enzima ADN polimerasa termoestable Asiacute se

obtienen en cuestioacuten de horas millones de copias de la secuencia deseada del

ADN

La PCR es una teacutecnica de biologiacutea molecular altamente especiacutefica raacutepida

sensible y versaacutetil para detectar cantidades iacutenfimas de un cierto ADN especiacutefico

posibilitando su faacutecil identificacioacuten (Rodriacuteguez et al 2004)

El meacutetodo se basa en su forma maacutes simple en la realizacioacuten de tres reacciones

sucesivas llevadas a cabo a distintas temperaturas Estas reacciones se repiten

ciacuteclicamente entre veinte y cuarenta veces La muestra se calienta en el primer

paso hasta lograr la separacioacuten de las dos cadenas que constituyen el ADN

hecho que se conoce como desnaturalizacioacuten (Satz et al 1993) En el segundo

ocurre la hibridacioacuten de las cadenas desnaturalizadas del ADN blanco con los

denominados cebadores o iniciadores (ADN sinteacutetico de hebra sencilla) a una

temperatura que facilita el apareamiento de las bases nitrogenadas

complementarias de ambas clases de ADNs (Rodriacuteguez et al 2004) Por uacuteltimo se

da la reaccioacuten de extensioacuten que generalmente es llevada a cabo a una

temperatura intermedia en la cual la ADN polimerasa copia el ADN entre las

secuencias correspondientes a los oligonucleoacutetidos iniciadores (Torres et al

1995) La deteccioacuten se realiza mediante electroforesis en gel de agarosa y tincioacuten

con bromuro de etidio (Costa 2004)

En los uacuteltimos antildeos se ha desarrollado PCR en muestras bioloacutegicas como orina

suero liacutequido cefalorraquiacutedeo y tejido renal posicionaacutendose la teacutecnica como una

herramienta de diagnoacutestico sensible y especiacutefica en la deteccioacuten e identificacioacuten

de Leptospira spp (Levett 2001 Branger et al 2005)

Una limitacioacuten de diagnoacutestico basado en la PCR de la leptospirosis es la

incapacidad de la mayoriacutea de los ensayos de PCR para identificar el serovar

infectante Si bien esto no es significativo para la gestioacuten individual del paciente la

identidad del serovar tiene un importante valor epidemioloacutegico y en salud puacuteblica

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 24

Las estrategias disentildeadas para superar este obstaacuteculo han incluido la digestioacuten de

productos de PCR con endonucleasas de restriccioacuten secuenciacioacuten directa de los

amplicones y Anaacutelisis de Conformacioacuten de Cadena Sencilla (SSCP)

Genomospecies de Leptospira pueden ser diferenciadas despueacutes de la PCR por

electroforesis en geles de poliacrilamida no desnaturalizante seguido por tincioacuten

con plata y sin el paso adicional de purificacioacuten y desnaturalizacioacuten (Ahmad et al

2005)

35232 Reaccioacuten en cadena de la polimerasa muacuteltiple

La PCR muacuteltiple son reacciones que consiguen amplificar simultaacuteneamente y en

un uacutenico tubo diferentes secuencias diana permitiendo la deteccioacuten e

identificacioacuten simultaacutenea de distintos genes de intereacutes (Mendez et al 2004)

35233 Fingerprinting

Un desarrollo reciente en el anaacutelisis del ADN ribotipificacioacuten se basa en el

Polimorfismo de Longitud de Fragmentos de Restriccioacuten (RFLP) Posterior a la

electroforesis del gel Agarosa el ADN es trasferido sobre una membrana y

posteriormente hibridado con sondas marcadas desde el 16S al 23S de la cadena

de ARN por lo tanto nos da una interpretacioacuten maacutes raacutepida y faacutecil del Fingerprints

Este meacutetodo es una herramienta uacutetil para la tipificacioacuten molecular de Leptospira

ya que esta metodologiacutea utiliza reactivos disponibles comercialmente puede ser

aplicada por laboratorio de diagnoacutestico y no requiere el mantenimiento de todas

las cepas de referencia y correspondientemente suero inmune de conejo La

tipificacioacuten ribosomal tambieacuten nos provee informacioacuten sobre la relacioacuten genoacutemica

basado en la similitud que tienen en comuacuten fragmentos de cadenas de Leptospira

(Terpstra et al 1986)

35234 Anticuerpo monoclonales

Los anticuerpos monoclonales son glicoproteiacutenas especializadas que hacen parte

del sistema inmune producidas por las ceacutelulas B con la capacidad de conocer

moleacuteculas especificas (Antiacutegenos) Los anticuerpos monoclonales son

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 25

herramientas esenciales en el aacutembito cliacutenico y biotecnoloacutegico y han probado ser

uacutetiles en el diagnoacutestico y tratamiento de enfermedades infecciosas inmunoloacutegicas

y neoplaacutesicas asiacute como tambieacuten en el estudio de las interacciones patoacutegenas-

hospedador y la marcacioacuten deteccioacuten y cuantificacioacuten de diversas moleacuteculas

(Machado et al 2006)

Se han preparado anticuerpos monoclonales de conejo que aglutinan Leptospira y

los serovares pueden ser identificados con base en patrones caracteriacutesticos de

aglutinacioacuten Preparar anticuerpos monoclonales es difiacutecil y toma tiempo pero

usarlos en la MAT para serotipificar es faacutecil y da resultados raacutepidos Actualmente

estaacuten disponibles anticuerpos monoclonales para tipificar cerca de la mitad de los

serovares maacutes comunes actualmente reconocidos (OMS 2008)

35235 Secuenciacioacuten del ARNr 16S

La amplificacioacuten del gen para su posterior secuenciacioacuten parte preferentemente

de ADN extraiacutedo de un cultivo puro de la bacteria pero tambieacuten puede

conseguirse directamente de una muestra cliacutenica

El meacutetodo molecular de identificacioacuten bacteriana mediante secuenciacioacuten del

ADNr 16S incluye tres etapas a) amplificacioacuten del gen a partir de la muestra

apropiada b) determinacioacuten de la secuencia de nucleoacutetidos del amplicoacuten y c)

anaacutelisis de la secuencia (Rodicio et al 2004)

La secuenciacioacuten del ARNr 16S es un meacutetodo potente y simplificado para la

identificacioacuten de especies Leptospira (Morey et al 2006)

35236 Microarrays

El anaacutelisis de microarray consiste en la deteccioacuten e identificacioacuten simultaacutenea de un

patoacutegeno desde la misma muestra para asiacute ser implementado en los laboratorios

cliacutenicos de microbiologiacutea con facilidad y exactitud

Microarray simplemente se define como una coleccioacuten de caracteriacutesticas

microscoacutepicas (maacutes comuacutenmente ADN) que se puede probar con moleacuteculas diana

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 26

para producir ya sea (expresioacuten geacutenica) cuantitativa o los datos cualitativos

(diagnoacutestico)

El anaacutelisis por medio de microarray tiene la capacidad de ofrecer una fuerte

deteccioacuten muacuteltiple Existen plataformas de microarrays muacuteltiples incluyendo

impresos de ADN de doble cadena y matrices de oligonucleoacutetidos

Los microarrays permiten el depoacutesito de miles de puntos conteniendo genes o

parte de genes sobre un portaobjetos para su estudio en paralelo De esta manera

es posible tener una visioacuten instantaacutenea de actividad de genomas completos o de

un grupo selecto de genes (Miller et al 2009)

En los estudios de microarrays se combinan las teacutecnicas de hibridizacioacuten de

aacutecidos nucleicos y deteccioacuten por fluorescencia De esta manera soacutelo en los

puntos del portaobjeto donde haya ocurrido hibridizacioacuten habraacute fluorescencia y la

intensidad de la fluorescencia detectada seraacute proporcional al nivel de expresioacuten

del gen en estudio

Una condicioacuten indispensable es que cada uno de los genes que esteacute representado

sea faacutecilmente distinguible de otros En otras palabras la porcioacuten del gen

inmovilizada en el portaobjeto debe llevar consigo independientemente de su

tamantildeo su ceacutedula de identidad (Barrero 2005)

La hibridacioacuten genoacutemica comparada (CGH) ha demostrado ser una herramienta

muy poderosa para las comparaciones genoacutemicas de alto rendimiento entre

especies patoacutegenas y no patoacutegenas y la exploracioacuten del genoma de muchas

especies bacterianas Las secuencias genoacutemicas disponibles de L interrogans

serovar Lai y copenhageni se utilizaron para disentildear una matriz de mosaico (Eribo

et al 2012)

35237 Enzimas de Restriccioacuten

El meacutetodo consiste en la extraccioacuten de ADN a partir de una poblacioacuten homogeacutenea

de organismos la digestioacuten del ADN con una endonucleasa de restriccioacuten y la

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 27

electroforesis en gel de agarosa del ADN Debido a que las endonucleasas de

restriccioacuten reconocen y se unen al ADN de doble cadena especiacuteficamente a la

secuencia 4 oacute 6 de pares de bases se genera un conjunto de fragmentos La

migracioacuten de estos fragmentos en gel de agarosa estaacute relacionada con el peso

molecular un patroacuten de bandas se puede ver en el gel por la luz ultravioleta siacute se

tintildeeron con bromuro de etidio o por autorradiografiacutea Estos modelos constituyen

una huella digital caracteriacutestico de cualquier ADN en particular (Marshall et al

1981)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 28

4 MATERIAL Y MEacuteTODO

41 Tipo de estudio Ensayo de laboratorio

42 Cepas En este estudio se emplearon 30 cepas distribuidas en 24 serogrupos

de Leptospira proporcionados por Centro Nacional de Diagnoacutestico y Referencia

(CNDR)

43 Muestras Las condiciones de crecimiento para la Leptospira fueron de 28-

30degC durante siete diacuteas en el medio Ellinghaussen-McCullough-Johnson-Harris

(EMJH)

45 PCR cebadores y condiciones de amplificacioacuten

Los cebadores de oligonucleoacutetidos LepF1 PU1 y LepR1 que corresponden a las

posiciones 8461 a 8480 8720 a 8738 y 9334 a 9316 respectivamente fueron

disentildeados para unirse a regioacuten 23S del ADNr la cual corresponde a la secuencia

de Leptospira interrogans (patoacutegena)

Los cebadores SU1 y LepR1 fueron disentildeados para serovares de saproacutefitas que

corresponden a la posicioacuten 326 a 343 y 641 a 623 respectivamente basado en la

secuencia parcial del ADNr de Leptospira biflexa La secuencia de los cebadores

se demuestra en la tabla 1

Tabla1 Cebadores utilizados en la amplificacioacuten

Cebador Secuenciacioacuten 5` a 3` Especificidad Posicioacuten de la base

LepF1 GTTACCAAGCACAAGATTAG Leptospira spp 8461 - 8480

LepR1 TAGTCCCGATTACATTTTC Leptospira spp 9334 - 9316

PU1 TATCAGAGCCTT TTAATGG Patoacutegena 8720 - 8738

SU1 TTTAGGGTTAGCGTGGTA Saproacutefita 326 - 343

LepR1 TAGTCCCGATTACATTTTC Leptospira spp 641 - 623

El ADN de la Leptospira fue amplificado usando LepF1 (5

GTTACCAAGCACAAGATTAG 3) y LepR1 (5 TAGTCCCGATTACATTTTC 3)

Para la multiplex PCR fueron usado como cebadores internos PU1 (5

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 29

TATCAGAGCCTTTTAATGG 3) SU1 (5 TTTAGGGTTAGCGTGGTA 3) y LepR1

(5 TAGTCCCGATTACATTTTC 3)

Para la amplificacioacuten del ADN se utilizoacute como control positivo de patoacutegena la cepa

icterohaemorrhagiae mientras que como control de saproacutefita se utilizoacute la cepa

patoc ambas se encontraban en caldo de cultivo Ellinghausen-McCullough-

Johnson-Harris (EMJH) y como control negativo se utilizoacute agua libre de nucleasa

Los segmentos de ADN amplificado para patoacutegenas corresponde a 615 pb y para

saproacutefitas 316 pb (gen 23S ADNr) Esta amplificacioacuten fue realizada en el

termociclador Las condiciones de la PCR consistieron en 40 ciclos Una

desnaturalizacioacuten inicial fue de 94degC por 5 minutos Cada ciclo comprendioacute una

desnaturalizacioacuten a 94degC por 1 minuto temperatura de anneling a 50degC por 50

segundos y una extensioacuten a 72degC por 1 minuto El uacuteltimo paso fue la elongacioacuten a

72degC por 7 minutos

46 Paraacutemetros a probar en la estandarizacioacuten

461 Mezcla

Se sometieron a prueba tres tipos de mezcla cada una con concentraciones

distintas pero con un volumen final de 50 microl reflejadas en la tabla 2

Tabla 2 Mezclas de reactivos puestas a prueba

Componente Mezcla 1 Mezcla 2 Mezcla 3

Agua free nucleasa 19 microl 26 microl 14 microl

Master mix 16 microl 8 microl 16 microl

Cebador 1 (LepF1) 2 microl 2 microl 2 microl

Cebador 2-5 (LepR1) 4 microl 2 microl 4 microl

Cebador 3 (PU1) 2 microl 1 microl 2 microl

Cebador 4 (SU1) 2 microl 1 microl 2 microl

AND (muestral o control) 5 microl 10 microl 10 microl

Volumen final 50 microl 50 microl 50 microl

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 30

462 5-Fluoracilo

Se puso a prueba el papel que juega el 5-fluoracilo debido a su utilizacioacuten en los

medios de cultivo para evitar la contaminacioacuten bacteriana de las Leptospira

ademaacutes que permite un mejor crecimiento de eacutestas (WHO 1967) Su eficacia

radica en que se une de forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial

para la siacutentesis de nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases

nitrogenadas que forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se

puede replicar lo que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002)

463 Tipo de extraccioacuten de ADN

El ADN genoacutemico de las cepas de Leptospira y de las muestras sanguiacuteneas y

orina fue extraiacutedo de acuerdo a las instrucciones del kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) siguiendo los procedimientos de manufactura (ver anexo

1)

Se ensayaron extracciones por calentamiento a 90degC ndash 100degC por 20 minutos El

ADN extraiacutedo fue almacenado a -20deg C hasta su amplificacioacuten

464 Muestras fingidas

Se obtuvieron muestras de suero y orina de cada especie (canino bovino porcino

y equino) y se mezclaron con cepas de referencia proporcionados por el Centro

Nacional De Investigacioacuten de Holanda para posteriormente realizar PCR A cada

muestra se le realizoacute extracciones por calentamiento y por el kit de extraccioacuten

QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

47 Determinacioacuten del liacutemite de deteccioacuten

Se determinoacute al calcular la cantidad de ADN que capaz de detectar la teacutecnica en

un ml de muestras de sangre y orina para esto se realizoacute una serie de diluciones

(desde 11 hasta 110000000) de las muestras a partir de una concentracioacuten de

ADN conocida (120 ng)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 31

48 Sensibilidad

Se sometieron 29 serovares patoacutegenas y 1 saproacutefita como controles positivos

proporcionados por Centro Nacional de Diagnoacutestico y Referencia

Se calculoacute la sensibilidad y el intervalo de confianza del 95 en el programa

EPIDAT 31 de acuerdo a la siguiente foacutermula

VP= Verdaderos positivos

FN= Falsos negativos

49 Especificidad

Se realizoacute un ensayo de especificidad utilizando ADN de 10 muestras con otras

cepas bacterianas diferentes a Leptospira que fueron inoculadas en medio EMJH

y suero para detectar falsos positivos el panel de muestras se describe en la

siguiente tabla

Tabla 3 Cepas bacterianas utilizadas para la determinacioacuten de la

especificidad

Cepa Nuacutemero de muestras

Staphyloccocus aureus 2

Escherichi coli 2

Salmonella spp 2

Proteus spp 2

Streptococcus pyogenes 2

Se calculoacute la especificidad y el correspondiente intervalo de confianza (95) en el

programa EPIDAT 31 de acuerdo a la siguiente foacutermula

VN= Verdaderas negativos

FP= Falso Positivos

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 32

5 RESULTADOS

De los 30 serovares que se sometieron al ensayo se detectaron 15 siendo

correspondiente a 12 serogrupos dentro los que se encuentran pomona e

icterohaemorrhagia dentro las patoacutegenas de importancia asiacute como el serogrupo

patoc de la saprofitas puesta a prueba Ver foto 1

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute ser la nuacutemero 1 compuesta por

Agua free nucleasa 19 microl Master mix 16 microl Primer 1 (Lep F1) 2 microl Primer 2-5

(LepR1) 4 microl Primer 3 (PU1) 2 microl Primer4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl Ver foto 2

En los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia en la

capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y saprofitas Ver

foto 2

La extraccioacuten maacutes adecuada resultoacute ser por calentamiento en la que se

identificaron 8 muestras de 19 mientras que las extracciones con el kit de

extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg) solo 2 muestras de 8 fueron

identificadas Ver foto 3

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten se encontroacute que la teacutecnica es capaz de identificar

una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira correspondiente a una

dilucioacuten 110000 Ver foto 4

En la determinacioacuten de la capacidad de la teacutecnica para detectar e identificar

Leptospira en muestras de campo se encontroacute que de 12 muestras de suero se

identificaron 3 mientras que de 13 muestras de orina fueron identificadas 5 Ver

foto 3

La sensibilidad mostrada fue de 50 IC 95 (3044 ndash 6956) mientras que la

especificidad fue de 100 IC 95 (95 ndash 100) con un valor predictivo positivos de

100 IC 95 (9667 ndash 100) y un valor predictivo negativo de 40 IC 95 (1880 ndash

6120) esto con una prevalencia de 75 IC 95 (6033 ndash 8967) mostrando un

Iacutendice de validez de 6550 IC 95 (4625 ndash 7875)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 33

6 DISCUSIOacuteN

Actualmente el meacutetodo para diagnosticar leptospirosis es la prueba de

Microaglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) pero esta resulta tediosa por la necesidad

de mantener las cepas lo que implica tambieacuten un riesgo potencial para el personal

de laboratorio ademaacutes no diferencia entre anticuerpos vacunales y de infeccioacuten

Otro meacutetodo directo de diagnoacutestico es el cultivo pero es limitado y requiere de

mucho tiempo (Alonso et al 2001)

Debido a las restricciones que generan estas pruebas diagnoacutesticas se ha

estandarizado una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y

patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos

En este estudio se sometieron 30 serovares al ensayo de los que se detectaron

15 correspondiente a 12 serogrupos amplificados mostrando una sensibilidad del

50 diferente a los resultados obtenidos por Ceacutespedes et al (2007) en cuyo

estudio la PCR pudo amplificar el ADN de 25 serovares de seis especies de

Leptospira spp con una sensibilidad del 100 in vitro Moreno et al (2010) mostroacute

un amplificado especiacutefico para 2122 cepas de referencia con la PCR simple

lipL32 mientras que la PCR muacuteltiple secYflaB amplificoacute 1822 cepas

Esta sensibilidad baja indica que la teacutecnica no es recomendada como una prueba

de tamizaje ya que ademaacutes del alto costo no es capaz de detectar a toda la

poblacioacuten infectada en cambio la especificidad que se obtuvo fue del 100

demostrada con el uso de ADN de otros agentes patoacutegenos (Staphyloccocus

Aureus Escherichi coli Salmonella spp Proteus spp y Streptococcus pyogenes)

los cuales no fueron amplificados Esto coincide con los ensayo realizado por

Ceacutespedes et al (2007) Moreno et al (2010) Kositanont et al (2007) y Boonsilp et al

(2011) los cuales muestran una especificad del 100 al no obtener amplificado del

ADN de otras cepas patoacutegenas que causan enfermedades febriles en sus paiacuteses

La causa de una especificidad tan alta de la reaccioacuten se debe a las secuencias

nucleotiacutedicas especiacuteficas formadas por los oligonucleoacutetidos (cebadores) LepF1 (5rsquo

GTTACCAAGCACAAGATTAG 3rsquo) LepR1 (5rsquo TAGTCCCGATTACATTTTC 3rsquo)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 34

PU1 (5rsquo TATCAGAGCCTTTTAATGG 3rsquo) y SU1 (5rsquo TTTAGGGTTAGCGTGGTA 3rsquo)

que fueron disentildeados para detectar secuencias nucleotiacutedicas especiacuteficas en este

caso el genoma de Leptospira spp (OIE 2006) Tambieacuten se debe tomar en cuenta

que la especificidad de la PCR depende ademaacutes de la temperatura empleada en

la fase de hibridacioacuten y de la cantidad de iones divalentes que se incorporan a la

reaccioacuten Cuanto mayor sea la temperatura utilizada en la fase de hibridacioacuten maacutes

especiacutefica es la reaccioacuten Esto se debe a que a mayor temperatura maacutes dificultada

se ve la unioacuten entre el cebador y la cadena molde en condiciones de

temperaturas de hibridacioacuten elevadas el cebador soacutelo se uniraacute a la cadena molde

si son complementarios en todos sus nucleoacutetidos (McPherson et al 1991)

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten por la diluciones de ADN puro (120ng) de L

interrogans serovar Australis se obtuvo un producto de 615pb hasta la dilucioacuten

110000 correspondiente a una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira

lo que coincide con la investigacioacuten realizada por Moreno et al (2010) cuyo liacutemite

de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR simple lipL32 obtuvo productos especiacuteficos

de 423 pb L interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten

110000 pero para el caso del liacutemite de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR

muacuteltiple secYflaB se obtuvieron productos especiacuteficos de 285 pb y 793 pb de L

interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten 1100 para secY y

11000 para flaB Estas diluciones se hicieron a partir de 120 ng de ADN extraiacutedo

de la cepa de referencia de Leptospira

El liacutemite de deteccioacuten para la PCR muacuteltiple indica una alta sensibilidad analiacutetica en

condiciones de PCR real esto lo posiciona como un meacutetodo de diagnoacutestico

molecular de eleccioacuten para estudios posteriores que busquen validar su uso

potencial para el diagnoacutestico de leptospirosis (Levett et al 2005)

La teacutecnica fue capaz de identificar Leptospira patoacutegena y saproacutefita lo que coincide

con el estudio de Kositanont et al (2007) que muestran resultados similares esto

se atribuye al uso de los cebadores especiacuteficos para la amplificacioacuten de genes

conservados en cepas patoacutegenas y saprofitas Otros estudios como los realizados

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 35

por Cheema et al (2007) Moreno et al (2010) y Rosario et al (2012) no

lograron detectar Leptospira saprofitas soacutelo patoacutegenas pues en ese estudio se

implicoacute solamente los genes conservados en cepas patoacutegenas de Leptospira La

inhabilidad de poder diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y no patoacutegenas puede

ser una dificultad en estudios ambientales donde se quiera diferenciar entre los

distintos serovares sin embargo no tiene importancia en el aspecto cliacutenico pues

no se aiacutesla Leptospira saprofitas en muestras animales (Ceacutespedes et al 2010)

Sin embargo otros estudios (Ibaacutentildeez et al 2010)) han mostrado anticuerpos contra

Leptospira sp serovariedad patoc en 1159 monos Rhesus (Macaca mulatta) en

condiciones de cautiverio Con tiacutetulos que variaron de 120 a 180 Silva et al

(2010) recogioacute muestra de 388 animales (aves reptiles mamiacuteferos y peces) tanto

salvajes como en cautiverio resultando positivo a MAT el 265 de los animales

Los tiacutetulos seroloacutegicos predominante fueron de 140 y 180 para los serotipos

patoc andamana canicola icterohaemorrhagiae y panamaacute

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute estar compuesta por 19 microl de Agua

free nucleasa 16 microl de GoTaqreg qPCR Master Mix 2 microl de cada uno de los

iniciadores (Lep F1 Lep R1 PU1 SU1 y Lep R1) a una concentracioacuten de 100

[Pmol] y 5 microl de ADN a un volumen final de 50 microl con una amplificacioacuten de 40

ciclos En una publicacioacuten similar realizada por Kosinatont et al (2007) utilizan 5microl

de buffer PCR 8 microl de MgCl2 1microl de cada iniciador a 20 [Pmol] y 5 microl de ADN a un

volumen final de 50microl Las condiciones de PCR consistieron de 35 ciclos Las

diferentes concentraciones de reactivos en ambos estudios se deben

probablemente a que las condiciones de laboratorio son diferentes en todas las

regiones ademaacutes del uso en el presente ensayo de un master mix comercial que

incluye todos los componentes para la PCR cuantitativa como son ADN Taq

polimerasa dATP dGTP dCTP dTTP y MgCl2 a excepcioacuten del ADN de la

muestra los cebadores y agua Utilizar este master mix evita errores en el

alineamiento de los cebadores en la temperatura de disociacioacuten de las cadenas

tanto del templado como del producto de la PCR la especificad del producto la

formacioacuten de diacutemero de cebadores y en la inhibicioacuten de la Taq polimerasa por

altas concentraciones de KCl o NaCl (Martinez et al 2004)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 36

En cuanto a los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia

en la capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y

saproacutefitas Eacuteste se puso a prueba debido a su utilizacioacuten en los medios de cultivo

cuando se toman muestras en el campo Su eficacia radica en que se une de

forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial para la siacutentesis de

nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases nitrogenadas que

forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se puede replicar lo

que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002) el 5-fluoracilo no fue una

sustancia inhibidora de la PCR pues no provoca el bloqueo directo total o parcial

de la actividad cataliacutetica de la ADN polimerasa o inhibe la unioacuten directa al ADN de

doble cadena (Newsletter Microbial 2009)

La extraccioacuten de ADN se hizo por calentamiento y con el kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) con el fin de determinar cuaacutel de los meacutetodos era el maacutes

efectivo para la extraccioacuten resultando ser la extraccioacuten por calentamiento ya que

fue capaz de detectar 8 muestras de 19 mientras que con el kit de extraccioacuten soacutelo

se lograron identificar 2 de 8 muestras Aunque con este meacutetodo ademaacutes de ser

de menor costoso se obtiene mayores valores de concentracioacuten y rendimiento de

ADN en el menor tiempo aportaacutendole rapidez y simplicidad a la prueba la pureza

del mismo es baja La importancia del proceso de purificacioacuten del material

geneacutetico es recobrar el producto maacuteximo de ADN de alto peso molecular libre de

proteiacutenas fenol e inhibidores de la Taq polimerasa El ADN de alta calidad es un

prerrequisito para su uso en teacutecnicas de biologiacutea molecular en este caso PCR

para la identificacioacuten de las secuencias especificas de ADN mediante el uso de

cebadores no asiacute el ADN degradado no sustenta la integridad de los sitios

blancos para los cebadores y consecuentemente afectar la calidad de la PCR

(Rada et al 1998)

Ademaacutes de la extraccioacuten de ADN por calentamiento existen otras teacutecnicas como

son meacutetodo fenol-cloroformo meacutetodo del acetato de potasio meacutetodo del acetato

de potasio modificado y meacutetodo de bromuro de cetil-trimetil amonio cuya base

principal es provocar una lisis celular para inactivar las nucleasas celulares y

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 37

separar los aacutecidos nucleicos de los restos de ceacutelulas (Fraga et al 2004) (Velasco

2005)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 38

7 CONCLUSIOacuteN

El PCR multiplex fue capaz de diferenciar entre Leptospira saprofita y

patoacutegena

Se obtuvo una baja sensibilidad pero alta especificidad

El 5-fluoracilo no mostro alteracioacuten en el proceso de amplificacioacuten

La mezcla maacutes adecuada fue la mezcla 1 compuesta por Agua free

nucleasa 19 microl Master mix 16 microl cebador 1 (Lep F1) 2 microl cebador 2-5

(LepR1) 4 microl cebador 3 (PU1) 2 microl cebador 4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl

Se obtuvo una alta sensibilidad analiacutetica o liacutemite de deteccioacuten capaz de

detectar hasta 0012 ng de ADN

El meacutetodo de extraccioacuten maacutes efectivo fue por calentamiento que por el kit

de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 39

8 RECOMENDACIONES

Validar la teacutecnica con una poblacioacuten maacutes representativa

Publicar los resultados de esta investigacioacuten con el fin de seguir mejorando

el diagnoacutestico de leptospirosis por PCR

Promover el uso de la PCR para un diagnoacutestico raacutepido de leptospirosis en

animales domeacutesticos

Realizar estudios de las fuentes de agua para la caracterizacioacuten de las

zonas de riesgo

Estandarizar teacutecnicas de diagnoacutestico de campo para fortalecer los sistemas

de vigilancia activa

Ofrecer charlas a las poblaciones con mayor prevalencia de leptospirosis

sobre el papel que juegan los animales en la transmisioacuten de la enfermedad

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 40

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ANEXOS

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Kit de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

1 20 microl de proteinasa K en eppendorf

2 Agregar 200 microl de la muestra

3 Agregar 200 microl de buffer AL y bortear por 5 segundos

4 Incubar a 56 ordmC por 10 minutos

5 Centrifugar brevemente

6 Agregar 200 microl de etanol (96 ndash 100)

7 Pasar la mezcla del paso 6 y colocarlo en un tubo de ensayo colector

procurando no tocar los bordes y centrifugar a 8000 rpm por 1 minuto Cambiar el

tubo colector descartando el contenido

8 Agregar en el centro de la columna 500 microl de buffer AW1 Centrifugar por 8000

rpm por 1 minuto luego descartar tubo colector y el contenido cambiando a un

nuevo tubo colector

9 Agregar 500 microl de buffer AW2 en el centro de la membrana y centrifugar a

14000 rpm por 3 minutos

10 Pasar la columna a eppendorf y centrifugar a velocidad maacutexima por 1 minuto

11 Pasar la columna a eppendorf y agregar 100 microl de buffer AE incubar a

temperatura ambiente por 1 minuto luego centrifugar a 8000 rpm por un minuto

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 49

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Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 53

Tabla 4 Cepario de referencia de Holanda

Especie Serogrupo Serovar Cepa de referencia

L Interrogans

Australis Australis Ballico

Autumnalis Autumnalis Akiyami A

Betaviae Betaviae Swart

Canicola Canicola Hond Utrechit IV

Djasiman Djasiman Djasiman

Hebdomadis Hebdomadis Hebdomadis

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagica RGA

Icterohaemorrhagia Copenhageni M20

Icterohaemorrhagia Copenhageni Wijnberg

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagia Kantorowic

Pomona Pomona Pomona

Pyrogenes Pyrogenes Salinem

Sejroe Hardjo Hardjoprajitho

Sejroe Wolffi 3705

L Noguchi

Australis Nicaragua 1011

Lousiana Lousiana LSU 1945

Panama Panama CZ 214

L Biorgpetersenii

Ballum Castellones Castellon 3

Javanica Javanica Veldrat Batavia

Mini Mini Sari

Serjoe Serjoe M 84

Tarassovi Tarassovi Pereplitsin

L welii

Celledoni Celledoni Celledoni

Manhao Qingshui L 105

Sarnin Sarm 11 Sarnin

L Kirschneri

Cynopteri Cynopteri 3522 C

Grippotyphosa Grippotyphosa Moskva V

L Neyeri Ranarum Ranarum ICF

L Santarosal Sherman Shermani 1342 K

L Biflexa Semaranga Patoc Patoc 1

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 7

Endonucleasa es aquella que puede reconocer una secuencia caracteriacutestica de

nucleoacutetidos dentro de una moleacutecula de ADN y cortar el ADN en ese punto en

concreto llamado sitio o diana de restriccioacuten o en un sitio no muy lejano a este

Los sitios de restriccioacuten cuentan con entre 4 y 12 pares de bases con las que son

reconocidos

Espiroquetas Protozoario espiral de cuerpo delgado y flexible que se desplaza

por movimientos activos Las espiroquetas son bacterias que poseen unas

caracteriacutesticas morfoloacutegicas y unos oacuterganos de locomocioacuten que les diferencian del

resto de las bacterias

Gen Un gen es una secuencia ordenada de nucleoacutetidos en la moleacutecula de ADN (o

ARN en el caso de algunos virus) que contiene la informacioacuten necesaria para la

siacutentesis de una macromoleacutecula con funcioacuten celular especiacutefica habitualmente

proteiacutenas pero tambieacuten ARNm ARNr y ARNt

Genoma es todo el ADN de un organismo incluidos sus genes unos treinta mil

en el caso de los humanos (hasta hace poco se pensaba que eran sobre ochenta

mil)

Glicoproteiacutenas moleacuteculas compuestas por una proteiacutena unida a uno o varios

gluacutecidos simples o compuestos Tienen entre otras funciones el reconocimiento

celular cuando estaacuten presentes en la superficie de las membranas plasmaacuteticas

(glucocaacutelix)

Leptospirosis enfermedad infecto-contagiosa que afecta a los seres humanos

los animales domeacutesticos y silvestres

Lisis Rompimiento de la membrana celular

Monoclonal es un anticuerpo homogeacuteneo producido por una ceacutelula hiacutebrida

producto de la fusioacuten de un clon de linfocitos B descendiente de una sola y uacutenica

ceacutelula madre y una ceacutelula plasmaacutetica tumoral

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 8

Nucleasa son enzimas que pueden ser tanto ribonucleasas (RNasas) como

desoxirribonucleasas (DNasas) las primeras hidrolizan al ARN y las segundas al

ADN

Nucleoacutetidos son moleacuteculas orgaacutenicas formadas por la unioacuten covalente de un

monosacaacuterido de cinco carbonos (pentosa) una base nitrogenada y un grupo

fosfato

Opsonizacioacuten proceso por el que se marca a un patoacutegeno para su ingestioacuten y

destruccioacuten por un fagocito

Oligonucleoacutetidos es una secuencia corta de ADN o ARN con cincuenta pares

de bases o menos

Patoacutegena es todo agente que puede producir enfermedad

Polimerasa La polimerasa es una enzima capaz de transcribir o replicar aacutecidos

nucleicos

Polimorfismo hace referencia a la existencia en una poblacioacuten de muacuteltiples

alelos de un gen

Saproacutefita bacterias que no se desarrollan en el organismo vivo y que se

alimentan de los desperdicios de alimentos generados por el propio organismo

Serotipo Categoriacutea en la que se clasifican los microbios o los virus seguacuten su

reaccioacuten en presencia de suero que contiene anticuerpos especiacuteficos

Tamizaje exaacutemenes aplicados con el fin de identificar una poblacioacuten

aparentemente sana en mayor riesgo de tener una determinada enfermedad que

hasta ese momento no se les ha diagnosticado

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 9

1 INTRODUCCIOacuteN

Las Leptospira son bacterias Gram negativas que miden 0-1microm de diaacutemetro y 6-

20microm de largo Estas espiroquetas pertenecen a la familia Leptospiraceae orden

Spirochaetales y claacutesicamente comprenden 2 especies L interrogans y L biflexa

siendo la primera patoacutegena y la segunda saproacutefita Leptospira interrogans incluye

alrededor de 23 serogrupos y 218 serovares y L biflexa 28 serogrupos y 60

serovares (Zunido et al 2007 Desvars et al 2008)

Los hueacutespedes reservorios son los animales silvestres y domeacutesticos aunque el

agente tambieacuten se ha aislado de otros vertebrados como aves y anfibios los que

eliminan las Leptospira con la orina por periodos de tiempos variables

dependiendo de la especie animal (Ceacutespedes et al 2007)

La leptospirosis tiene en Nicaragua un comportamiento endemo-epideacutemico con

una notificacioacuten 2 casos como promedio semanal En el periacuteodo de lluvias

(octubre-noviembre) este promedio semanal se eleva hasta 8 casos La regioacuten

Occidental (Departamentos de Leoacuten y Chinandega) son los que con maacutes

frecuencia reportan la ocurrencia de brotes epideacutemicos

Los cuadros de leptospirosis humana en cuya fase terminal ocurre la hemorragia

pulmonar se han presentado en Nicaragua a partir de 1995 con grandes brotes

epideacutemicos en 1995 1998 y 2007 todos ellos asociados a intensas lluvias (Pelaacuteez

et al 2007)

En Nicaragua como en el resto de paiacuteses del mundo la prueba de oro para el

diagnoacutestico de Leptospira es la prueba de Aglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) (OPS

2008) sin embargo esta teacutecnica tiene desventajas tales como no diferencia entre

anticuerpos vacunales y de infeccioacuten utiliza como antiacutegeno Leptospira vivas

siendo tedioso el mantenimiento de las cepas y un riesgo potencial para el

personal del laboratorio Para obtener una sensibilidad adecuada se deben utilizar

como antiacutegenos cepas representativas de todos los serogrupos presentes en el

paiacutes o regioacuten y de todos los serovares adaptados a la especie objeto de estudio

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 10

Otro meacutetodo directo de diagnoacutestico es el cultivo pero es limitado y requiere de

mucho tiempo (Alonso et al 2001)

Diversos estudios han demostrado una sensibilidad y especificad de la PCR de

hasta el 100 siendo asiacute una herramienta uacutetil en el diagnoacutestico precoz de

leptospirosis sobre todo en las formas graves de la enfermedad (Ceacutespedes et al

2007)

Por las razones citadas anteriormente se pretende estandarizar una multiplex PCR

para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y patoacutegena en muestras de animales

domeacutesticos y asiacute validar su alta sensibilidad y especificidad Esta teacutecnica ha

servido para detectar e identificar Leptospira en sangre liacutequido cefalorraquiacutedeo

humor acuoso y orina Ademaacutes puede diferenciar con rapidez las formas

patoacutegenas de las no patoacutegenas (Green et al 2008)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 11

11 ANTECEDENTES

En 2001 se llevoacute a cabo la identificacioacuten de aislamientos de Leptospira por

meacutetodos seroloacutegicos y geneacuteticos en tres provincias de Cuba Se estudiaron 18

cepas de Leptospira aisladas de pacientes con leptospirosis humana en los

resultados por MAT las cepas fueron agrupadas entre los serogrupos ballum

pomoma caniacutecola e icterohaemorrhagiae Se determinoacute el serovar de 7 de las

cepas estudiadas con el uso de los anticuerpos monoclonales Para la totalidad de

las cepas se obtuvo por reaccioacuten en cadena de la polimerasa un fragmento

amplificado de 631 pb El anaacutelisis con enzimas de restriccioacuten del producto

amplificado originoacute iguales patrones de restriccioacuten en todas las cepas estudiadas

(Victoria et al 2001)

En 2007 se efectuoacute la deteccioacuten de Leptospira patoacutegenas en animales por PCR

basado en los genes lipL21 y lipL32 en India Se recogieron muestras de suero y

tejido de bovinos buacutefalos y cobayos junto a becerros experimentalmente

infectados A los cuales se les realizoacute PCR usando los genes lipL21 y lipL32 asiacute

como los cebadores G1G2 y se determinoacute que todos los sueros tanto las

muestras colectada en campo como la de los animales infectados

experimentalmente fueron positivos tanto con el uso de cebadores G1G2 asiacute

como con los genes lipL21 y lipL32 (Cheema et al 2006)

Se desarrolloacute un estudio para la deteccioacuten y diferenciacioacuten entre Leptospira spp

patoacutegenas y saproacutefitas por multiplex PCR en la ciudad de Bangkok Tailandia Este

meacutetodo pudo amplificar 27 serovares patoacutegenos y 5 serovares saproacutefitas

mostrando una amplificacioacuten de 615 y 316 pares de bases (pb) respectivamente

(Kositanont et al 2007)

En 2007 se llevoacute a cabo la estandarizacioacuten y validacioacuten de una prueba de PCR

para el diagnoacutestico precoz de leptospirosis humana en zonas endeacutemicas del Peruacute

Amplificoacute el ADN de 25 serovares de seis especies de Leptospira spp No

amplificoacute las muestras de ADN de otros microorganismos patoacutegenos La

sensibilidad y especificidad del meacutetodo fue 100 in vitro Su sensibilidad fue de

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 12

100 (IC95 979 - 100) en muestras de sangre antes de los ocho primeros diacuteas

de enfermedad y de 30 (IC95 163 - 43-7) cuando el tiempo de enfermedad fue

mayor El PCR en orina tiene una baja sensibilidad (Ceacutespedes et al 2007)

En 2009 se realizoacute la deteccioacuten de Leptospira patoacutegenas en tejido renal de perros

vagos mediante PCR en tiempo real en la ciudad de Chillan Chile De los 72

perros a los que se les extrajo ADN de tejido renal el 597 de los perros resultoacute

infectado (Campos 2009)

En 2010 se realizoacute un estudio para la aplicacioacuten de las pruebas de PCR

convencional simple y muacuteltiple para la identificacioacuten de aislamientos de Leptospira

spp en Colombia los resultados maacutes consistentes fueron obtenidos con la PCR

simple lipL32 tanto en limite de deteccioacuten especificidad y utilidad para la

identificacioacuten de Leptospira spp (Moreno et al 2010)

Una multiplex PCR fue desarrollada para la deteccioacuten de Leptospira en muestras

de agua del ambiente obtenidas en un asentamiento de barrio en Petroacutepolis

ciudad de Rio de Janeiro Tres de las 100 muestras analizadas fueron positivas en

la multiplex PCR se consideroacute que dos muestras teniacutean Leptospira saproacutefitas y

una Leptospira patoacutegenas (Vital et al 2010)

En 2012 se caracterizoacute aislamientos cliacutenicos de Leptospira por meacutetodos

fenotiacutepicos y moleculares en la repuacuteblica de Nicaragua De las 8 cepas de

Leptospira aisladas de casos cliacutenicos mediante meacutetodos fenotiacutepicos y

moleculares para el primer meacutetodo ninguna de estas mostraron crecimiento a

13degC en medio suplementado con 8-azaguanina (225 mgMl) y para el segundo

meacutetodo los resultados de este ensayo demostraron la presencia de bandas de

amplificacioacuten de los genes OmpL1 y lipL32 para los ocho aislamientos (Rosario et

al 2012)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 13

12 JUSTIFICACIOacuteN

La leptospirosis es una zoonosis de distribucioacuten mundial que afecta a los

mamiacuteferos tanto domeacutesticos como silvestres aunque el agente tambieacuten se ha

aislado de otros vertebrados como aves y anfibios La enfermedad puede estar

causada por cualquiera de las espiroquetas paraacutesitas clasificadas dentro del

geacutenero Leptospira (Alonso et al 2001)

Es una zoonosis en Nicaragua que presenta una endemicidad constante tal y

como lo demuestran las estadiacutesticas de la enfermedad principalmente despueacutes de

lluvias fuertes e inundaciones Afectando de igual manera a humanos y animales

produciendo un gran impacto socioeconoacutemico para la poblacioacuten en general

El diagnoacutestico de la enfermedad es complejo debido a que no manifiesta siacutentomas

especiacuteficos y resulta difiacutecil realizar e interpretar los meacutetodos diagnoacutesticos de

referencia en base a cultivos bacterianos y a test seroloacutegicos para la identificacioacuten

de la especie y serovares (Levett et al 2001)

La reaccioacuten en cadena de la polimerasa (PCR) es una prueba de diagnoacutestico

molecular muy sensible y especiacutefico que sirve para detectar e identificar

Leptospira en sangre liacutequido cefalorraquiacutedeo humor acuoso y orina Esta teacutecnica

puede diferenciar con rapidez las formas patoacutegenas de las no patoacutegenas (Greene

et al 2008) Sin embargo la teacutecnica debe ser estandarizada en cada laboratorio

antes de ser utilidad en el diagnoacutestico y vigilancia de la enfermedad El objetivo de

este estudio fue estandarizar una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira

saproacutefita y patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos Esta teacutecnica

proporcionaraacute una alterativa maacutes raacutepida que el aislamiento asiacute como una

clasificacioacuten confiable de Leptospira patoacutegenas y saproacutefitas circulante en animales

domeacutesticos

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 14

13 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

iquestCuaacuteles son los paraacutemetros oacuteptimos en la estandarizacioacuten de una multiplex PCR

para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y patoacutegena en muestras de animales

domeacutesticos

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 15

2 OBJETIVOS

21 General

Estandarizar una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y

patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos

22 Especiacutefico

Establecer el liacutemite deteccioacuten de multiplex PCR en muestras sanguiacuteneas y orina

Determinar la sensibilidad y especificidad de muacuteltiplex PCR para el diagnoacutestico de

Leptospira

Clasificar las cepas de Leptospira como saproacutefita y patoacutegena a traveacutes de multiplex

PCR

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 16

3 MARCO TEOacuteRICO

Las Leptospira son bacterias pertenecientes al orden Spirochaetales familia

Leptospiraceae y geacutenero Leptospira Aunque son bacterias Gram negativas no se

tintildeen bien mediante los colorantes convencionales por lo que habitualmente se

visualizan por medio de la microscopiacutea de campo oscuro La impregnacioacuten

argeacutentica y las teacutecnicas de inmunohistoquiacutemicas se utilizan para poner en

manifiesto su presencia en tejidos (Quinn et al 2002)

Su tamantildeo es de 025 por 6-25 microm tienen forma ciliacutendrica y helicoidal con dos

filamentos axiales insertados en los extremos del cuerpo celular que actuacutean como

citoesqueleto y le permiten el movimiento (Bharti et al 2003)

Estas son moacuteviles describen tres tipos de movimientos rotacioacuten alrededor de su

eje central movimientos progresivos rectos y movimientos circulares (Bharti et al

2003) son aerobios obligados que se desarrollan a una temperatura de 28 a

30degC Son catalasa y oxidasa positivo creciendo en medios simples enriquecidos

con vitaminas aacutecidos grasos de cadena larga y sales de amonio (Levett 2001)

Su genoma consiste en dos cromosomas circulares uno de mayor tamantildeo que

asciende a 4332241 bp y uno pequentildeo de 358943 bp los que juntos suman

4691184 bp (Ren et al 2003)

La bacteria no se multiplica fuera del hueacutesped y es considerablemente

dependiente del medio puesto que es muy susceptible a la desecacioacuten a pH

inferiores a 6 o superiores a 8 y temperaturas menores a 10ordmC o mayores a 34ordmC

le resultan nocivos (McDonough 2001) Asiacute como la luz solar directa la

hipersalinidad los desinfectantes corrientes los detergentes y el jaboacuten pueden

afectar al microorganismo (Zamora et al 1999)

Los organismos de Leptospira sobreviven hasta 180 diacuteas en suelos huacutemedos por

varios meses en superficies acuosas y sobreviven auacuten mejor en agua estancada

que en movimiento (McDonough 2001 Acosta et al 1994)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 17

31 Mecanismos de transmisioacuten

Las Leptospira se transmiten por contacto directo o indirecto La transmisioacuten

directa ocurre a traveacutes de orina infectada transferencia veneacuterea o

transplacentaria heridas por mordedura o ingestioacuten de tejidos infectados La

transmisioacuten indirecta se da a traveacutes de la exposicioacuten de los animales susceptibles

agua suelo alimento o camas contaminadas (Greene et al 2008)

Existen dos tipos de hueacutespedes involucrados en la transmisioacuten de la enfermedad

Los hueacutespedes primarios constituidos por aquellas especies que no desarrollan

una sintomatologiacutea evidente y que son capaces de eliminar por periodos

prolongados la bacteria y los hueacutespedes secundarios conformados por aquellas

especies que por el contrario enferman gravemente y no alcanzan a liberar la

bacteria o lo hacen por un periodo reducido (McDonough 2001)

32 Clasificacioacuten

A partir de 1989 el geacutenero Leptospira fue dividido en dos especies L interrogans

que comprendiacutea a todas las cepas patoacutegenas y L biflexa que incluiacutea a las cepas

saproacutefitas aisladas del medio ambiente Ambas fueron divididas en numerosos

serovares definidos por aglutinacioacuten Sobre 60 y 200 serovares han sido

reconocidos para L biflexa y L interrogans respectivamente Los serovares que

se encontraban relacionados antigeacutenicamente fueron agrupados como serogrupos

(Levett 2001)

33 Patogeacutenesis

La Leptospira es resistente a la actividad bactericida del suero normal y en

ausencia de anticuerpos especiacuteficos no es fagocitada ni destruida por los

polimorfonucleares o macroacutefagos Despueacutes de penetrar la piel o las mucosas la

Leptospira hace una bacteriemia que inicialmente alcanza todas las partes del

cuerpo incluyendo el liacutequido cefalorraquiacutedeo (LCR) y los ojos y genera la

produccioacuten de anticuerpos aglutinantes y el fenoacutemeno de opsonizacioacuten entre los

diacuteas 5 y 7 Si esta respuesta no es suficiente para detener su progreso la

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 18

Leptospira avanza en los tejidos Alliacute se multiplica en forma acelerada deja de ser

encontrada en la sangre y se elimina por la orina durante semanas o meses (fase

inmune o de leptospiruria) (Acosta et al 1994)

La leptospirosis puede presentarse con diferentes formas grados y combinaciones

de compromiso orgaacutenico ya sea como un cuadro febril inespeciacutefico como

afeccioacuten preferente de uno o maacutes oacuterganos involucrados o como una enfermedad

grave con compromiso multiorgaacutenico y alta letalidad (Zunino y Pizarro 2007)

La etapa aguda o septiceacutemica de alrededor de 1 semana seguida de una fase

inmune caracterizada por la produccioacuten de anticuerpos y eliminacioacuten de la

bacteria a traveacutes de la orina La mayor complicacioacuten de la patologiacutea se encuentra

asociada a la localizacioacuten de las bacterias en los tejidos durante la fase inmune

alrededor de la segunda semana de la patologiacutea (Levett 2001)

En animales susceptibles la lesioacuten de las membranas de los gloacutebulos rojos y de

las ceacutelulas endoteliales junto con el dantildeo hepatocelular desencadena anemia

hemoliacutetica ictericia hemoglobinuria y hemorragia (Quinn et al 2002)

La superficie de las ceacutelulas bacterianas constituye una interfase entre el patoacutegeno

y el hospedador formando un sitio de interaccioacuten con los tejidos durante la

infeccioacuten Para los patoacutegenos extracelulares la superficie bacteriana es tambieacuten el

blanco de la respuesta inmune del hospedador (Cullen et al 2005) Se ha

sentildealado que LipL32 interactuacutea con componentes de la matriz extracelular como el

colaacutegeno y que existe una respuesta de inmunoglobulina M contra la lipoproteiacutena

durante la fase aguda y convaleciente de leptospirosis en humanos (Hauk et al

2008)

34 Sintomatologiacutea

Las manifestaciones oculares incluyen efusioacuten conjuntival presencia de ictericia

en la escleroacutetica y uveiacutetis Esta uacuteltima puede ser unilateral o bilateral y puede

presentarse semanas meses y ocasionalmente en antildeos posterior a la

enfermedad aguda (Levett 2001)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 19

Las alteraciones reproductivas pueden ocurrir posterior a una infeccioacuten y la

leptospirosis debe ser considerada como diagnoacutestico diferencial en casos de

aborto o muerte perinatal (Andreacute Fontaine 2006)

En bovinos la enfermedad puede ser aguda subaguda y croacutenica En la forma

aguda son maacutes susceptibles los animales de un mes de edad Se caracteriza por

septicemia fiebre de 405 Cdeg anorexia petequias en mucosas depresioacuten

ictericia anemia hemoliacutetica con hemoglobinuria palidez de las mucosas disnea

suele ocurrir aborto baja de la produccioacuten de la leche y ocasionalmente mastitis

En la forma subaguda se presentan los mismos siacutentomas la fiebre es de 39 a 40

Cdeg existe baja de la produccioacuten laacutectea y esta es de color rojo o anaranjado

amarillento En la forma croacutenica generalmente los siacutentomas son aborto que se

presenta en el uacuteltimo tercio de la gestacioacuten ocasionalmente se puede presentar

meningitis leptospiroacutesica incoordinacioacuten sialorrea conjuntivitis y rigidez muscular

En porcinos generalmente se presenta la forma croacutenica en ovinos y caprinos no

se conoce mucho la enfermedad debido a su poca frecuencia y la mayor parte de

los animales afectados se encuentran muertos con apariencia septiceacutemica en

equinos se presenta la forma subaguda en perros y gatos se presenta la

enfermedad desde formas subcliacutenicas hasta formas graves en animales

silvestres la mayoriacutea estaacuten adaptados y no manifiestan siacutentomas cliacutenicos (Acha et

al 1978)

35 Diagnoacutestico

Debido a que las manifestaciones cliacutenicas de la leptospirosis variacutean en tipo y

gravedad tanto en los hombres como en animales es difiacutecil su diagnoacutestico cliacutenico

hacieacutendose necesaria la confirmacioacuten de los casos mediante pruebas de

laboratorio existen pruebas que sin ser especiacuteficas para la enfermedad pueden

orientar al cliacutenico hacia el diagnoacutestico de leptospirosis (Ceacutespedes 2005)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 20

351 Diagnoacutestico epidemioloacutegico

La anamnesis debe incluir datos sobre la eacutepoca del antildeo en la que aparecioacute el

brote la aptitud del rebantildeo el estado sanitario del mismo el contacto con otras

especies domeacutesticas la sintomatologiacutea predominante y si se realiza vacunacioacuten

frente a la leptospirosis Asimismo deberaacute obtenerse informacioacuten sobre el nuacutemero

de animales afectados la edad de los mismos y la fase de la gestacioacuten en que se

produce el aborto (Alonso et al 2001)

352 Pruebas Diagnoacutesticas

Se basa en el cultivo del organismo la demostracioacuten seroloacutegica o el diagnoacutestico

molecular (Dammert 2005)

3521 Cultivo

La Leptospira se puede aislar de muestras de sangre y liacutequido cefalorraquiacutedeo en

los primeros 7-10 diacuteas de la enfermedad y en la orina puede ser detectada durante

la segunda y tercera semana de la enfermedad (Bharti 2003) Una vez tomada la

muestra esta se debe inocular en 10 ml de medio semisoacutelido que contenga 5-

fluoracilo

El cultivo debe ser incubado a 28-30 degC y ser examinado semanalmente en el

microscopio de campo oscuro durante 13 semanas antes de ser descartado Los

cultivos contaminados pueden ser filtrados antes de recultivarlos a un medio

nuevo (Levett 2001)

Existen otros medios recientemente desarrollados uacutetiles en el aislamiento de la

Leptospira medio EMJH (Ellinghausen y Mcllough modificado por Johnson y

Harries) y el medio Tween 80-albuacutemina este uacuteltimo considerado el mejor

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 21

Como el cultivo tiene el inconveniente de ser muy largo (5-6 semanas de

incubacioacuten) no se debe considerar para definir una conducta terapeacuteutica inicial

(Acosta et al 1994)

3522 Pruebas seroloacutegicas

Las pruebas seroloacutegicas constituyen el procedimiento de laboratorio utilizado con

maacutes frecuencia para confirmar el diagnoacutestico cliacutenico para determinar la

prevalencia en el rebantildeo y para realizar los estudios epidemioloacutegicos Los

anticuerpos de las Leptospira aparecen a los pocos diacuteas del comienzo de la

enfermedad y persisten durante semanas o meses y en algunos casos antildeos

Desafortunadamente los tiacutetulos de anticuerpos puede que desciendan hasta

niveles indetectables mientras los animales permanecen infectados croacutenicamente

Para superar este problema se necesitan meacutetodos sensibles que detecten el

microorganismo en la orina o en el tracto genital de portadores croacutenicos

Se ha descrito una amplia variedad de pruebas seroloacutegicas que muestran grados

variables de especificidad de serogrupo y de serotipo La prueba de la aglutinacioacuten

microscoacutepica (MAT) y el enzimoinmunoensayo (ELISA) contribuyen al diagnoacutestico

veterinario (OIE 2008)

35221 Prueba de Aglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) La prueba MAT en la

que se emplean antiacutegenos vivos es la prueba seroloacutegica maacutes ampliamente

utilizada Constituye la prueba de referencia frente a la que se evaluacutean todas las

otras pruebas seroloacutegicas y se utiliza en las comprobaciones para la

importacioacutenexportacioacuten (OIE 2008)

El MAT posee una alta sensibilidad y especificidad siendo sus resultados

utilizados para identificar el serovar o serogrupo infectante pero requiere de la

experiencia del operador y la variacioacuten diagnoacutestica entre laboratorios es elevada

(Bharti et al 2003) Para llevarlo a cabo se requiere que el laboratorio cuente con

cultivos vivos de todos los serovares para emplearlos como antiacutegenos

consideraacutendose que su interpretacioacuten es complicada debido a la alta degradacioacuten

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 22

presencia de reaccioacuten cruzada entre diferentes serogrupos y a reacciones

paradoacutejicas (Levett 2001)

35222 Otras pruebas seroloacutegicas Debido a la complejidad de la prueba de

Aglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) se ha desarrollado otras pruebas seroloacutegicas

para la deteccioacuten de anticuerpos antileptospira en la fase aguda de la infeccioacuten La

fijacioacuten de complemento (CF) fue ampliamente usado pero el meacutetodo no fue

estandarizado La prueba de Fijacioacuten de complemento ha sido reemplazada por el

meacutetodo ELISA (Levett 2001)

El ELISA se utiliza tanto para la deteccioacuten de anticuerpos en la leche como en el

suero permitiendo ademaacutes diferenciar entre IgG e IgM (Alonso et al 2001) En

este ensayo se detecta IgM antileptospira tan solo 1 semana despueacutes de la

infeccioacuten antes de que esteacuten presentes los anticuerpos aglutinantes Los

anticuerpos IgG se detectan comenzando 2 semanas despueacutes de la infeccioacuten y

persisten durante largos periodos de tiempo (OIE 2008)

La deteccioacuten de IgM en suero por ELISA es maacutes sensible que el MAT cuando la

primera muestra se toma en la fase aguda de la enfermedad (Ceacutespedes 2005)

Ademaacutes presenta otras ventajas frente al MAT como es el hecho de no presentar

riesgo sanitario para los operarios ser de faacutecil estandarizacioacuten y ser una prueba

en la que las reacciones cruzadas son poco frecuentes Sus principales

desventajas son que normalmente son serovar especiacuteficos con lo cual no

obtendremos informacioacuten acerca de una posible infeccioacuten por otros serovares y

que no permite diferenciar entre anticuerpos vacunales y de infeccioacuten (Alonso et

al 2001)

3523 Diagnoacutestico molecular

35231 Reaccioacuten en cadena de la polimerasa (PCR)

La PCR es un meacutetodo in vitro de siacutentesis de ADN con el que un segmento

particular de este es especiacuteficamente amplificado al ser delimitado por un par de

cebadores o iniciadores que lo flanquean Su copiado se logra en forma

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 23

exponencial a traveacutes de repetidos ciclos de diferentes periodos y temperaturas de

incubacioacuten en presencia de una enzima ADN polimerasa termoestable Asiacute se

obtienen en cuestioacuten de horas millones de copias de la secuencia deseada del

ADN

La PCR es una teacutecnica de biologiacutea molecular altamente especiacutefica raacutepida

sensible y versaacutetil para detectar cantidades iacutenfimas de un cierto ADN especiacutefico

posibilitando su faacutecil identificacioacuten (Rodriacuteguez et al 2004)

El meacutetodo se basa en su forma maacutes simple en la realizacioacuten de tres reacciones

sucesivas llevadas a cabo a distintas temperaturas Estas reacciones se repiten

ciacuteclicamente entre veinte y cuarenta veces La muestra se calienta en el primer

paso hasta lograr la separacioacuten de las dos cadenas que constituyen el ADN

hecho que se conoce como desnaturalizacioacuten (Satz et al 1993) En el segundo

ocurre la hibridacioacuten de las cadenas desnaturalizadas del ADN blanco con los

denominados cebadores o iniciadores (ADN sinteacutetico de hebra sencilla) a una

temperatura que facilita el apareamiento de las bases nitrogenadas

complementarias de ambas clases de ADNs (Rodriacuteguez et al 2004) Por uacuteltimo se

da la reaccioacuten de extensioacuten que generalmente es llevada a cabo a una

temperatura intermedia en la cual la ADN polimerasa copia el ADN entre las

secuencias correspondientes a los oligonucleoacutetidos iniciadores (Torres et al

1995) La deteccioacuten se realiza mediante electroforesis en gel de agarosa y tincioacuten

con bromuro de etidio (Costa 2004)

En los uacuteltimos antildeos se ha desarrollado PCR en muestras bioloacutegicas como orina

suero liacutequido cefalorraquiacutedeo y tejido renal posicionaacutendose la teacutecnica como una

herramienta de diagnoacutestico sensible y especiacutefica en la deteccioacuten e identificacioacuten

de Leptospira spp (Levett 2001 Branger et al 2005)

Una limitacioacuten de diagnoacutestico basado en la PCR de la leptospirosis es la

incapacidad de la mayoriacutea de los ensayos de PCR para identificar el serovar

infectante Si bien esto no es significativo para la gestioacuten individual del paciente la

identidad del serovar tiene un importante valor epidemioloacutegico y en salud puacuteblica

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 24

Las estrategias disentildeadas para superar este obstaacuteculo han incluido la digestioacuten de

productos de PCR con endonucleasas de restriccioacuten secuenciacioacuten directa de los

amplicones y Anaacutelisis de Conformacioacuten de Cadena Sencilla (SSCP)

Genomospecies de Leptospira pueden ser diferenciadas despueacutes de la PCR por

electroforesis en geles de poliacrilamida no desnaturalizante seguido por tincioacuten

con plata y sin el paso adicional de purificacioacuten y desnaturalizacioacuten (Ahmad et al

2005)

35232 Reaccioacuten en cadena de la polimerasa muacuteltiple

La PCR muacuteltiple son reacciones que consiguen amplificar simultaacuteneamente y en

un uacutenico tubo diferentes secuencias diana permitiendo la deteccioacuten e

identificacioacuten simultaacutenea de distintos genes de intereacutes (Mendez et al 2004)

35233 Fingerprinting

Un desarrollo reciente en el anaacutelisis del ADN ribotipificacioacuten se basa en el

Polimorfismo de Longitud de Fragmentos de Restriccioacuten (RFLP) Posterior a la

electroforesis del gel Agarosa el ADN es trasferido sobre una membrana y

posteriormente hibridado con sondas marcadas desde el 16S al 23S de la cadena

de ARN por lo tanto nos da una interpretacioacuten maacutes raacutepida y faacutecil del Fingerprints

Este meacutetodo es una herramienta uacutetil para la tipificacioacuten molecular de Leptospira

ya que esta metodologiacutea utiliza reactivos disponibles comercialmente puede ser

aplicada por laboratorio de diagnoacutestico y no requiere el mantenimiento de todas

las cepas de referencia y correspondientemente suero inmune de conejo La

tipificacioacuten ribosomal tambieacuten nos provee informacioacuten sobre la relacioacuten genoacutemica

basado en la similitud que tienen en comuacuten fragmentos de cadenas de Leptospira

(Terpstra et al 1986)

35234 Anticuerpo monoclonales

Los anticuerpos monoclonales son glicoproteiacutenas especializadas que hacen parte

del sistema inmune producidas por las ceacutelulas B con la capacidad de conocer

moleacuteculas especificas (Antiacutegenos) Los anticuerpos monoclonales son

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 25

herramientas esenciales en el aacutembito cliacutenico y biotecnoloacutegico y han probado ser

uacutetiles en el diagnoacutestico y tratamiento de enfermedades infecciosas inmunoloacutegicas

y neoplaacutesicas asiacute como tambieacuten en el estudio de las interacciones patoacutegenas-

hospedador y la marcacioacuten deteccioacuten y cuantificacioacuten de diversas moleacuteculas

(Machado et al 2006)

Se han preparado anticuerpos monoclonales de conejo que aglutinan Leptospira y

los serovares pueden ser identificados con base en patrones caracteriacutesticos de

aglutinacioacuten Preparar anticuerpos monoclonales es difiacutecil y toma tiempo pero

usarlos en la MAT para serotipificar es faacutecil y da resultados raacutepidos Actualmente

estaacuten disponibles anticuerpos monoclonales para tipificar cerca de la mitad de los

serovares maacutes comunes actualmente reconocidos (OMS 2008)

35235 Secuenciacioacuten del ARNr 16S

La amplificacioacuten del gen para su posterior secuenciacioacuten parte preferentemente

de ADN extraiacutedo de un cultivo puro de la bacteria pero tambieacuten puede

conseguirse directamente de una muestra cliacutenica

El meacutetodo molecular de identificacioacuten bacteriana mediante secuenciacioacuten del

ADNr 16S incluye tres etapas a) amplificacioacuten del gen a partir de la muestra

apropiada b) determinacioacuten de la secuencia de nucleoacutetidos del amplicoacuten y c)

anaacutelisis de la secuencia (Rodicio et al 2004)

La secuenciacioacuten del ARNr 16S es un meacutetodo potente y simplificado para la

identificacioacuten de especies Leptospira (Morey et al 2006)

35236 Microarrays

El anaacutelisis de microarray consiste en la deteccioacuten e identificacioacuten simultaacutenea de un

patoacutegeno desde la misma muestra para asiacute ser implementado en los laboratorios

cliacutenicos de microbiologiacutea con facilidad y exactitud

Microarray simplemente se define como una coleccioacuten de caracteriacutesticas

microscoacutepicas (maacutes comuacutenmente ADN) que se puede probar con moleacuteculas diana

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 26

para producir ya sea (expresioacuten geacutenica) cuantitativa o los datos cualitativos

(diagnoacutestico)

El anaacutelisis por medio de microarray tiene la capacidad de ofrecer una fuerte

deteccioacuten muacuteltiple Existen plataformas de microarrays muacuteltiples incluyendo

impresos de ADN de doble cadena y matrices de oligonucleoacutetidos

Los microarrays permiten el depoacutesito de miles de puntos conteniendo genes o

parte de genes sobre un portaobjetos para su estudio en paralelo De esta manera

es posible tener una visioacuten instantaacutenea de actividad de genomas completos o de

un grupo selecto de genes (Miller et al 2009)

En los estudios de microarrays se combinan las teacutecnicas de hibridizacioacuten de

aacutecidos nucleicos y deteccioacuten por fluorescencia De esta manera soacutelo en los

puntos del portaobjeto donde haya ocurrido hibridizacioacuten habraacute fluorescencia y la

intensidad de la fluorescencia detectada seraacute proporcional al nivel de expresioacuten

del gen en estudio

Una condicioacuten indispensable es que cada uno de los genes que esteacute representado

sea faacutecilmente distinguible de otros En otras palabras la porcioacuten del gen

inmovilizada en el portaobjeto debe llevar consigo independientemente de su

tamantildeo su ceacutedula de identidad (Barrero 2005)

La hibridacioacuten genoacutemica comparada (CGH) ha demostrado ser una herramienta

muy poderosa para las comparaciones genoacutemicas de alto rendimiento entre

especies patoacutegenas y no patoacutegenas y la exploracioacuten del genoma de muchas

especies bacterianas Las secuencias genoacutemicas disponibles de L interrogans

serovar Lai y copenhageni se utilizaron para disentildear una matriz de mosaico (Eribo

et al 2012)

35237 Enzimas de Restriccioacuten

El meacutetodo consiste en la extraccioacuten de ADN a partir de una poblacioacuten homogeacutenea

de organismos la digestioacuten del ADN con una endonucleasa de restriccioacuten y la

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 27

electroforesis en gel de agarosa del ADN Debido a que las endonucleasas de

restriccioacuten reconocen y se unen al ADN de doble cadena especiacuteficamente a la

secuencia 4 oacute 6 de pares de bases se genera un conjunto de fragmentos La

migracioacuten de estos fragmentos en gel de agarosa estaacute relacionada con el peso

molecular un patroacuten de bandas se puede ver en el gel por la luz ultravioleta siacute se

tintildeeron con bromuro de etidio o por autorradiografiacutea Estos modelos constituyen

una huella digital caracteriacutestico de cualquier ADN en particular (Marshall et al

1981)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 28

4 MATERIAL Y MEacuteTODO

41 Tipo de estudio Ensayo de laboratorio

42 Cepas En este estudio se emplearon 30 cepas distribuidas en 24 serogrupos

de Leptospira proporcionados por Centro Nacional de Diagnoacutestico y Referencia

(CNDR)

43 Muestras Las condiciones de crecimiento para la Leptospira fueron de 28-

30degC durante siete diacuteas en el medio Ellinghaussen-McCullough-Johnson-Harris

(EMJH)

45 PCR cebadores y condiciones de amplificacioacuten

Los cebadores de oligonucleoacutetidos LepF1 PU1 y LepR1 que corresponden a las

posiciones 8461 a 8480 8720 a 8738 y 9334 a 9316 respectivamente fueron

disentildeados para unirse a regioacuten 23S del ADNr la cual corresponde a la secuencia

de Leptospira interrogans (patoacutegena)

Los cebadores SU1 y LepR1 fueron disentildeados para serovares de saproacutefitas que

corresponden a la posicioacuten 326 a 343 y 641 a 623 respectivamente basado en la

secuencia parcial del ADNr de Leptospira biflexa La secuencia de los cebadores

se demuestra en la tabla 1

Tabla1 Cebadores utilizados en la amplificacioacuten

Cebador Secuenciacioacuten 5` a 3` Especificidad Posicioacuten de la base

LepF1 GTTACCAAGCACAAGATTAG Leptospira spp 8461 - 8480

LepR1 TAGTCCCGATTACATTTTC Leptospira spp 9334 - 9316

PU1 TATCAGAGCCTT TTAATGG Patoacutegena 8720 - 8738

SU1 TTTAGGGTTAGCGTGGTA Saproacutefita 326 - 343

LepR1 TAGTCCCGATTACATTTTC Leptospira spp 641 - 623

El ADN de la Leptospira fue amplificado usando LepF1 (5

GTTACCAAGCACAAGATTAG 3) y LepR1 (5 TAGTCCCGATTACATTTTC 3)

Para la multiplex PCR fueron usado como cebadores internos PU1 (5

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 29

TATCAGAGCCTTTTAATGG 3) SU1 (5 TTTAGGGTTAGCGTGGTA 3) y LepR1

(5 TAGTCCCGATTACATTTTC 3)

Para la amplificacioacuten del ADN se utilizoacute como control positivo de patoacutegena la cepa

icterohaemorrhagiae mientras que como control de saproacutefita se utilizoacute la cepa

patoc ambas se encontraban en caldo de cultivo Ellinghausen-McCullough-

Johnson-Harris (EMJH) y como control negativo se utilizoacute agua libre de nucleasa

Los segmentos de ADN amplificado para patoacutegenas corresponde a 615 pb y para

saproacutefitas 316 pb (gen 23S ADNr) Esta amplificacioacuten fue realizada en el

termociclador Las condiciones de la PCR consistieron en 40 ciclos Una

desnaturalizacioacuten inicial fue de 94degC por 5 minutos Cada ciclo comprendioacute una

desnaturalizacioacuten a 94degC por 1 minuto temperatura de anneling a 50degC por 50

segundos y una extensioacuten a 72degC por 1 minuto El uacuteltimo paso fue la elongacioacuten a

72degC por 7 minutos

46 Paraacutemetros a probar en la estandarizacioacuten

461 Mezcla

Se sometieron a prueba tres tipos de mezcla cada una con concentraciones

distintas pero con un volumen final de 50 microl reflejadas en la tabla 2

Tabla 2 Mezclas de reactivos puestas a prueba

Componente Mezcla 1 Mezcla 2 Mezcla 3

Agua free nucleasa 19 microl 26 microl 14 microl

Master mix 16 microl 8 microl 16 microl

Cebador 1 (LepF1) 2 microl 2 microl 2 microl

Cebador 2-5 (LepR1) 4 microl 2 microl 4 microl

Cebador 3 (PU1) 2 microl 1 microl 2 microl

Cebador 4 (SU1) 2 microl 1 microl 2 microl

AND (muestral o control) 5 microl 10 microl 10 microl

Volumen final 50 microl 50 microl 50 microl

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 30

462 5-Fluoracilo

Se puso a prueba el papel que juega el 5-fluoracilo debido a su utilizacioacuten en los

medios de cultivo para evitar la contaminacioacuten bacteriana de las Leptospira

ademaacutes que permite un mejor crecimiento de eacutestas (WHO 1967) Su eficacia

radica en que se une de forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial

para la siacutentesis de nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases

nitrogenadas que forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se

puede replicar lo que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002)

463 Tipo de extraccioacuten de ADN

El ADN genoacutemico de las cepas de Leptospira y de las muestras sanguiacuteneas y

orina fue extraiacutedo de acuerdo a las instrucciones del kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) siguiendo los procedimientos de manufactura (ver anexo

1)

Se ensayaron extracciones por calentamiento a 90degC ndash 100degC por 20 minutos El

ADN extraiacutedo fue almacenado a -20deg C hasta su amplificacioacuten

464 Muestras fingidas

Se obtuvieron muestras de suero y orina de cada especie (canino bovino porcino

y equino) y se mezclaron con cepas de referencia proporcionados por el Centro

Nacional De Investigacioacuten de Holanda para posteriormente realizar PCR A cada

muestra se le realizoacute extracciones por calentamiento y por el kit de extraccioacuten

QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

47 Determinacioacuten del liacutemite de deteccioacuten

Se determinoacute al calcular la cantidad de ADN que capaz de detectar la teacutecnica en

un ml de muestras de sangre y orina para esto se realizoacute una serie de diluciones

(desde 11 hasta 110000000) de las muestras a partir de una concentracioacuten de

ADN conocida (120 ng)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 31

48 Sensibilidad

Se sometieron 29 serovares patoacutegenas y 1 saproacutefita como controles positivos

proporcionados por Centro Nacional de Diagnoacutestico y Referencia

Se calculoacute la sensibilidad y el intervalo de confianza del 95 en el programa

EPIDAT 31 de acuerdo a la siguiente foacutermula

VP= Verdaderos positivos

FN= Falsos negativos

49 Especificidad

Se realizoacute un ensayo de especificidad utilizando ADN de 10 muestras con otras

cepas bacterianas diferentes a Leptospira que fueron inoculadas en medio EMJH

y suero para detectar falsos positivos el panel de muestras se describe en la

siguiente tabla

Tabla 3 Cepas bacterianas utilizadas para la determinacioacuten de la

especificidad

Cepa Nuacutemero de muestras

Staphyloccocus aureus 2

Escherichi coli 2

Salmonella spp 2

Proteus spp 2

Streptococcus pyogenes 2

Se calculoacute la especificidad y el correspondiente intervalo de confianza (95) en el

programa EPIDAT 31 de acuerdo a la siguiente foacutermula

VN= Verdaderas negativos

FP= Falso Positivos

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 32

5 RESULTADOS

De los 30 serovares que se sometieron al ensayo se detectaron 15 siendo

correspondiente a 12 serogrupos dentro los que se encuentran pomona e

icterohaemorrhagia dentro las patoacutegenas de importancia asiacute como el serogrupo

patoc de la saprofitas puesta a prueba Ver foto 1

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute ser la nuacutemero 1 compuesta por

Agua free nucleasa 19 microl Master mix 16 microl Primer 1 (Lep F1) 2 microl Primer 2-5

(LepR1) 4 microl Primer 3 (PU1) 2 microl Primer4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl Ver foto 2

En los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia en la

capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y saprofitas Ver

foto 2

La extraccioacuten maacutes adecuada resultoacute ser por calentamiento en la que se

identificaron 8 muestras de 19 mientras que las extracciones con el kit de

extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg) solo 2 muestras de 8 fueron

identificadas Ver foto 3

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten se encontroacute que la teacutecnica es capaz de identificar

una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira correspondiente a una

dilucioacuten 110000 Ver foto 4

En la determinacioacuten de la capacidad de la teacutecnica para detectar e identificar

Leptospira en muestras de campo se encontroacute que de 12 muestras de suero se

identificaron 3 mientras que de 13 muestras de orina fueron identificadas 5 Ver

foto 3

La sensibilidad mostrada fue de 50 IC 95 (3044 ndash 6956) mientras que la

especificidad fue de 100 IC 95 (95 ndash 100) con un valor predictivo positivos de

100 IC 95 (9667 ndash 100) y un valor predictivo negativo de 40 IC 95 (1880 ndash

6120) esto con una prevalencia de 75 IC 95 (6033 ndash 8967) mostrando un

Iacutendice de validez de 6550 IC 95 (4625 ndash 7875)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 33

6 DISCUSIOacuteN

Actualmente el meacutetodo para diagnosticar leptospirosis es la prueba de

Microaglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) pero esta resulta tediosa por la necesidad

de mantener las cepas lo que implica tambieacuten un riesgo potencial para el personal

de laboratorio ademaacutes no diferencia entre anticuerpos vacunales y de infeccioacuten

Otro meacutetodo directo de diagnoacutestico es el cultivo pero es limitado y requiere de

mucho tiempo (Alonso et al 2001)

Debido a las restricciones que generan estas pruebas diagnoacutesticas se ha

estandarizado una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y

patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos

En este estudio se sometieron 30 serovares al ensayo de los que se detectaron

15 correspondiente a 12 serogrupos amplificados mostrando una sensibilidad del

50 diferente a los resultados obtenidos por Ceacutespedes et al (2007) en cuyo

estudio la PCR pudo amplificar el ADN de 25 serovares de seis especies de

Leptospira spp con una sensibilidad del 100 in vitro Moreno et al (2010) mostroacute

un amplificado especiacutefico para 2122 cepas de referencia con la PCR simple

lipL32 mientras que la PCR muacuteltiple secYflaB amplificoacute 1822 cepas

Esta sensibilidad baja indica que la teacutecnica no es recomendada como una prueba

de tamizaje ya que ademaacutes del alto costo no es capaz de detectar a toda la

poblacioacuten infectada en cambio la especificidad que se obtuvo fue del 100

demostrada con el uso de ADN de otros agentes patoacutegenos (Staphyloccocus

Aureus Escherichi coli Salmonella spp Proteus spp y Streptococcus pyogenes)

los cuales no fueron amplificados Esto coincide con los ensayo realizado por

Ceacutespedes et al (2007) Moreno et al (2010) Kositanont et al (2007) y Boonsilp et al

(2011) los cuales muestran una especificad del 100 al no obtener amplificado del

ADN de otras cepas patoacutegenas que causan enfermedades febriles en sus paiacuteses

La causa de una especificidad tan alta de la reaccioacuten se debe a las secuencias

nucleotiacutedicas especiacuteficas formadas por los oligonucleoacutetidos (cebadores) LepF1 (5rsquo

GTTACCAAGCACAAGATTAG 3rsquo) LepR1 (5rsquo TAGTCCCGATTACATTTTC 3rsquo)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 34

PU1 (5rsquo TATCAGAGCCTTTTAATGG 3rsquo) y SU1 (5rsquo TTTAGGGTTAGCGTGGTA 3rsquo)

que fueron disentildeados para detectar secuencias nucleotiacutedicas especiacuteficas en este

caso el genoma de Leptospira spp (OIE 2006) Tambieacuten se debe tomar en cuenta

que la especificidad de la PCR depende ademaacutes de la temperatura empleada en

la fase de hibridacioacuten y de la cantidad de iones divalentes que se incorporan a la

reaccioacuten Cuanto mayor sea la temperatura utilizada en la fase de hibridacioacuten maacutes

especiacutefica es la reaccioacuten Esto se debe a que a mayor temperatura maacutes dificultada

se ve la unioacuten entre el cebador y la cadena molde en condiciones de

temperaturas de hibridacioacuten elevadas el cebador soacutelo se uniraacute a la cadena molde

si son complementarios en todos sus nucleoacutetidos (McPherson et al 1991)

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten por la diluciones de ADN puro (120ng) de L

interrogans serovar Australis se obtuvo un producto de 615pb hasta la dilucioacuten

110000 correspondiente a una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira

lo que coincide con la investigacioacuten realizada por Moreno et al (2010) cuyo liacutemite

de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR simple lipL32 obtuvo productos especiacuteficos

de 423 pb L interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten

110000 pero para el caso del liacutemite de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR

muacuteltiple secYflaB se obtuvieron productos especiacuteficos de 285 pb y 793 pb de L

interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten 1100 para secY y

11000 para flaB Estas diluciones se hicieron a partir de 120 ng de ADN extraiacutedo

de la cepa de referencia de Leptospira

El liacutemite de deteccioacuten para la PCR muacuteltiple indica una alta sensibilidad analiacutetica en

condiciones de PCR real esto lo posiciona como un meacutetodo de diagnoacutestico

molecular de eleccioacuten para estudios posteriores que busquen validar su uso

potencial para el diagnoacutestico de leptospirosis (Levett et al 2005)

La teacutecnica fue capaz de identificar Leptospira patoacutegena y saproacutefita lo que coincide

con el estudio de Kositanont et al (2007) que muestran resultados similares esto

se atribuye al uso de los cebadores especiacuteficos para la amplificacioacuten de genes

conservados en cepas patoacutegenas y saprofitas Otros estudios como los realizados

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 35

por Cheema et al (2007) Moreno et al (2010) y Rosario et al (2012) no

lograron detectar Leptospira saprofitas soacutelo patoacutegenas pues en ese estudio se

implicoacute solamente los genes conservados en cepas patoacutegenas de Leptospira La

inhabilidad de poder diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y no patoacutegenas puede

ser una dificultad en estudios ambientales donde se quiera diferenciar entre los

distintos serovares sin embargo no tiene importancia en el aspecto cliacutenico pues

no se aiacutesla Leptospira saprofitas en muestras animales (Ceacutespedes et al 2010)

Sin embargo otros estudios (Ibaacutentildeez et al 2010)) han mostrado anticuerpos contra

Leptospira sp serovariedad patoc en 1159 monos Rhesus (Macaca mulatta) en

condiciones de cautiverio Con tiacutetulos que variaron de 120 a 180 Silva et al

(2010) recogioacute muestra de 388 animales (aves reptiles mamiacuteferos y peces) tanto

salvajes como en cautiverio resultando positivo a MAT el 265 de los animales

Los tiacutetulos seroloacutegicos predominante fueron de 140 y 180 para los serotipos

patoc andamana canicola icterohaemorrhagiae y panamaacute

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute estar compuesta por 19 microl de Agua

free nucleasa 16 microl de GoTaqreg qPCR Master Mix 2 microl de cada uno de los

iniciadores (Lep F1 Lep R1 PU1 SU1 y Lep R1) a una concentracioacuten de 100

[Pmol] y 5 microl de ADN a un volumen final de 50 microl con una amplificacioacuten de 40

ciclos En una publicacioacuten similar realizada por Kosinatont et al (2007) utilizan 5microl

de buffer PCR 8 microl de MgCl2 1microl de cada iniciador a 20 [Pmol] y 5 microl de ADN a un

volumen final de 50microl Las condiciones de PCR consistieron de 35 ciclos Las

diferentes concentraciones de reactivos en ambos estudios se deben

probablemente a que las condiciones de laboratorio son diferentes en todas las

regiones ademaacutes del uso en el presente ensayo de un master mix comercial que

incluye todos los componentes para la PCR cuantitativa como son ADN Taq

polimerasa dATP dGTP dCTP dTTP y MgCl2 a excepcioacuten del ADN de la

muestra los cebadores y agua Utilizar este master mix evita errores en el

alineamiento de los cebadores en la temperatura de disociacioacuten de las cadenas

tanto del templado como del producto de la PCR la especificad del producto la

formacioacuten de diacutemero de cebadores y en la inhibicioacuten de la Taq polimerasa por

altas concentraciones de KCl o NaCl (Martinez et al 2004)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 36

En cuanto a los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia

en la capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y

saproacutefitas Eacuteste se puso a prueba debido a su utilizacioacuten en los medios de cultivo

cuando se toman muestras en el campo Su eficacia radica en que se une de

forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial para la siacutentesis de

nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases nitrogenadas que

forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se puede replicar lo

que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002) el 5-fluoracilo no fue una

sustancia inhibidora de la PCR pues no provoca el bloqueo directo total o parcial

de la actividad cataliacutetica de la ADN polimerasa o inhibe la unioacuten directa al ADN de

doble cadena (Newsletter Microbial 2009)

La extraccioacuten de ADN se hizo por calentamiento y con el kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) con el fin de determinar cuaacutel de los meacutetodos era el maacutes

efectivo para la extraccioacuten resultando ser la extraccioacuten por calentamiento ya que

fue capaz de detectar 8 muestras de 19 mientras que con el kit de extraccioacuten soacutelo

se lograron identificar 2 de 8 muestras Aunque con este meacutetodo ademaacutes de ser

de menor costoso se obtiene mayores valores de concentracioacuten y rendimiento de

ADN en el menor tiempo aportaacutendole rapidez y simplicidad a la prueba la pureza

del mismo es baja La importancia del proceso de purificacioacuten del material

geneacutetico es recobrar el producto maacuteximo de ADN de alto peso molecular libre de

proteiacutenas fenol e inhibidores de la Taq polimerasa El ADN de alta calidad es un

prerrequisito para su uso en teacutecnicas de biologiacutea molecular en este caso PCR

para la identificacioacuten de las secuencias especificas de ADN mediante el uso de

cebadores no asiacute el ADN degradado no sustenta la integridad de los sitios

blancos para los cebadores y consecuentemente afectar la calidad de la PCR

(Rada et al 1998)

Ademaacutes de la extraccioacuten de ADN por calentamiento existen otras teacutecnicas como

son meacutetodo fenol-cloroformo meacutetodo del acetato de potasio meacutetodo del acetato

de potasio modificado y meacutetodo de bromuro de cetil-trimetil amonio cuya base

principal es provocar una lisis celular para inactivar las nucleasas celulares y

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 37

separar los aacutecidos nucleicos de los restos de ceacutelulas (Fraga et al 2004) (Velasco

2005)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 38

7 CONCLUSIOacuteN

El PCR multiplex fue capaz de diferenciar entre Leptospira saprofita y

patoacutegena

Se obtuvo una baja sensibilidad pero alta especificidad

El 5-fluoracilo no mostro alteracioacuten en el proceso de amplificacioacuten

La mezcla maacutes adecuada fue la mezcla 1 compuesta por Agua free

nucleasa 19 microl Master mix 16 microl cebador 1 (Lep F1) 2 microl cebador 2-5

(LepR1) 4 microl cebador 3 (PU1) 2 microl cebador 4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl

Se obtuvo una alta sensibilidad analiacutetica o liacutemite de deteccioacuten capaz de

detectar hasta 0012 ng de ADN

El meacutetodo de extraccioacuten maacutes efectivo fue por calentamiento que por el kit

de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 39

8 RECOMENDACIONES

Validar la teacutecnica con una poblacioacuten maacutes representativa

Publicar los resultados de esta investigacioacuten con el fin de seguir mejorando

el diagnoacutestico de leptospirosis por PCR

Promover el uso de la PCR para un diagnoacutestico raacutepido de leptospirosis en

animales domeacutesticos

Realizar estudios de las fuentes de agua para la caracterizacioacuten de las

zonas de riesgo

Estandarizar teacutecnicas de diagnoacutestico de campo para fortalecer los sistemas

de vigilancia activa

Ofrecer charlas a las poblaciones con mayor prevalencia de leptospirosis

sobre el papel que juegan los animales en la transmisioacuten de la enfermedad

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 40

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Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 47

ANEXOS

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 48

Kit de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

1 20 microl de proteinasa K en eppendorf

2 Agregar 200 microl de la muestra

3 Agregar 200 microl de buffer AL y bortear por 5 segundos

4 Incubar a 56 ordmC por 10 minutos

5 Centrifugar brevemente

6 Agregar 200 microl de etanol (96 ndash 100)

7 Pasar la mezcla del paso 6 y colocarlo en un tubo de ensayo colector

procurando no tocar los bordes y centrifugar a 8000 rpm por 1 minuto Cambiar el

tubo colector descartando el contenido

8 Agregar en el centro de la columna 500 microl de buffer AW1 Centrifugar por 8000

rpm por 1 minuto luego descartar tubo colector y el contenido cambiando a un

nuevo tubo colector

9 Agregar 500 microl de buffer AW2 en el centro de la membrana y centrifugar a

14000 rpm por 3 minutos

10 Pasar la columna a eppendorf y centrifugar a velocidad maacutexima por 1 minuto

11 Pasar la columna a eppendorf y agregar 100 microl de buffer AE incubar a

temperatura ambiente por 1 minuto luego centrifugar a 8000 rpm por un minuto

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 49

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 50

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 53

Tabla 4 Cepario de referencia de Holanda

Especie Serogrupo Serovar Cepa de referencia

L Interrogans

Australis Australis Ballico

Autumnalis Autumnalis Akiyami A

Betaviae Betaviae Swart

Canicola Canicola Hond Utrechit IV

Djasiman Djasiman Djasiman

Hebdomadis Hebdomadis Hebdomadis

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagica RGA

Icterohaemorrhagia Copenhageni M20

Icterohaemorrhagia Copenhageni Wijnberg

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagia Kantorowic

Pomona Pomona Pomona

Pyrogenes Pyrogenes Salinem

Sejroe Hardjo Hardjoprajitho

Sejroe Wolffi 3705

L Noguchi

Australis Nicaragua 1011

Lousiana Lousiana LSU 1945

Panama Panama CZ 214

L Biorgpetersenii

Ballum Castellones Castellon 3

Javanica Javanica Veldrat Batavia

Mini Mini Sari

Serjoe Serjoe M 84

Tarassovi Tarassovi Pereplitsin

L welii

Celledoni Celledoni Celledoni

Manhao Qingshui L 105

Sarnin Sarm 11 Sarnin

L Kirschneri

Cynopteri Cynopteri 3522 C

Grippotyphosa Grippotyphosa Moskva V

L Neyeri Ranarum Ranarum ICF

L Santarosal Sherman Shermani 1342 K

L Biflexa Semaranga Patoc Patoc 1

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 8

Nucleasa son enzimas que pueden ser tanto ribonucleasas (RNasas) como

desoxirribonucleasas (DNasas) las primeras hidrolizan al ARN y las segundas al

ADN

Nucleoacutetidos son moleacuteculas orgaacutenicas formadas por la unioacuten covalente de un

monosacaacuterido de cinco carbonos (pentosa) una base nitrogenada y un grupo

fosfato

Opsonizacioacuten proceso por el que se marca a un patoacutegeno para su ingestioacuten y

destruccioacuten por un fagocito

Oligonucleoacutetidos es una secuencia corta de ADN o ARN con cincuenta pares

de bases o menos

Patoacutegena es todo agente que puede producir enfermedad

Polimerasa La polimerasa es una enzima capaz de transcribir o replicar aacutecidos

nucleicos

Polimorfismo hace referencia a la existencia en una poblacioacuten de muacuteltiples

alelos de un gen

Saproacutefita bacterias que no se desarrollan en el organismo vivo y que se

alimentan de los desperdicios de alimentos generados por el propio organismo

Serotipo Categoriacutea en la que se clasifican los microbios o los virus seguacuten su

reaccioacuten en presencia de suero que contiene anticuerpos especiacuteficos

Tamizaje exaacutemenes aplicados con el fin de identificar una poblacioacuten

aparentemente sana en mayor riesgo de tener una determinada enfermedad que

hasta ese momento no se les ha diagnosticado

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 9

1 INTRODUCCIOacuteN

Las Leptospira son bacterias Gram negativas que miden 0-1microm de diaacutemetro y 6-

20microm de largo Estas espiroquetas pertenecen a la familia Leptospiraceae orden

Spirochaetales y claacutesicamente comprenden 2 especies L interrogans y L biflexa

siendo la primera patoacutegena y la segunda saproacutefita Leptospira interrogans incluye

alrededor de 23 serogrupos y 218 serovares y L biflexa 28 serogrupos y 60

serovares (Zunido et al 2007 Desvars et al 2008)

Los hueacutespedes reservorios son los animales silvestres y domeacutesticos aunque el

agente tambieacuten se ha aislado de otros vertebrados como aves y anfibios los que

eliminan las Leptospira con la orina por periodos de tiempos variables

dependiendo de la especie animal (Ceacutespedes et al 2007)

La leptospirosis tiene en Nicaragua un comportamiento endemo-epideacutemico con

una notificacioacuten 2 casos como promedio semanal En el periacuteodo de lluvias

(octubre-noviembre) este promedio semanal se eleva hasta 8 casos La regioacuten

Occidental (Departamentos de Leoacuten y Chinandega) son los que con maacutes

frecuencia reportan la ocurrencia de brotes epideacutemicos

Los cuadros de leptospirosis humana en cuya fase terminal ocurre la hemorragia

pulmonar se han presentado en Nicaragua a partir de 1995 con grandes brotes

epideacutemicos en 1995 1998 y 2007 todos ellos asociados a intensas lluvias (Pelaacuteez

et al 2007)

En Nicaragua como en el resto de paiacuteses del mundo la prueba de oro para el

diagnoacutestico de Leptospira es la prueba de Aglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) (OPS

2008) sin embargo esta teacutecnica tiene desventajas tales como no diferencia entre

anticuerpos vacunales y de infeccioacuten utiliza como antiacutegeno Leptospira vivas

siendo tedioso el mantenimiento de las cepas y un riesgo potencial para el

personal del laboratorio Para obtener una sensibilidad adecuada se deben utilizar

como antiacutegenos cepas representativas de todos los serogrupos presentes en el

paiacutes o regioacuten y de todos los serovares adaptados a la especie objeto de estudio

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 10

Otro meacutetodo directo de diagnoacutestico es el cultivo pero es limitado y requiere de

mucho tiempo (Alonso et al 2001)

Diversos estudios han demostrado una sensibilidad y especificad de la PCR de

hasta el 100 siendo asiacute una herramienta uacutetil en el diagnoacutestico precoz de

leptospirosis sobre todo en las formas graves de la enfermedad (Ceacutespedes et al

2007)

Por las razones citadas anteriormente se pretende estandarizar una multiplex PCR

para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y patoacutegena en muestras de animales

domeacutesticos y asiacute validar su alta sensibilidad y especificidad Esta teacutecnica ha

servido para detectar e identificar Leptospira en sangre liacutequido cefalorraquiacutedeo

humor acuoso y orina Ademaacutes puede diferenciar con rapidez las formas

patoacutegenas de las no patoacutegenas (Green et al 2008)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 11

11 ANTECEDENTES

En 2001 se llevoacute a cabo la identificacioacuten de aislamientos de Leptospira por

meacutetodos seroloacutegicos y geneacuteticos en tres provincias de Cuba Se estudiaron 18

cepas de Leptospira aisladas de pacientes con leptospirosis humana en los

resultados por MAT las cepas fueron agrupadas entre los serogrupos ballum

pomoma caniacutecola e icterohaemorrhagiae Se determinoacute el serovar de 7 de las

cepas estudiadas con el uso de los anticuerpos monoclonales Para la totalidad de

las cepas se obtuvo por reaccioacuten en cadena de la polimerasa un fragmento

amplificado de 631 pb El anaacutelisis con enzimas de restriccioacuten del producto

amplificado originoacute iguales patrones de restriccioacuten en todas las cepas estudiadas

(Victoria et al 2001)

En 2007 se efectuoacute la deteccioacuten de Leptospira patoacutegenas en animales por PCR

basado en los genes lipL21 y lipL32 en India Se recogieron muestras de suero y

tejido de bovinos buacutefalos y cobayos junto a becerros experimentalmente

infectados A los cuales se les realizoacute PCR usando los genes lipL21 y lipL32 asiacute

como los cebadores G1G2 y se determinoacute que todos los sueros tanto las

muestras colectada en campo como la de los animales infectados

experimentalmente fueron positivos tanto con el uso de cebadores G1G2 asiacute

como con los genes lipL21 y lipL32 (Cheema et al 2006)

Se desarrolloacute un estudio para la deteccioacuten y diferenciacioacuten entre Leptospira spp

patoacutegenas y saproacutefitas por multiplex PCR en la ciudad de Bangkok Tailandia Este

meacutetodo pudo amplificar 27 serovares patoacutegenos y 5 serovares saproacutefitas

mostrando una amplificacioacuten de 615 y 316 pares de bases (pb) respectivamente

(Kositanont et al 2007)

En 2007 se llevoacute a cabo la estandarizacioacuten y validacioacuten de una prueba de PCR

para el diagnoacutestico precoz de leptospirosis humana en zonas endeacutemicas del Peruacute

Amplificoacute el ADN de 25 serovares de seis especies de Leptospira spp No

amplificoacute las muestras de ADN de otros microorganismos patoacutegenos La

sensibilidad y especificidad del meacutetodo fue 100 in vitro Su sensibilidad fue de

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 12

100 (IC95 979 - 100) en muestras de sangre antes de los ocho primeros diacuteas

de enfermedad y de 30 (IC95 163 - 43-7) cuando el tiempo de enfermedad fue

mayor El PCR en orina tiene una baja sensibilidad (Ceacutespedes et al 2007)

En 2009 se realizoacute la deteccioacuten de Leptospira patoacutegenas en tejido renal de perros

vagos mediante PCR en tiempo real en la ciudad de Chillan Chile De los 72

perros a los que se les extrajo ADN de tejido renal el 597 de los perros resultoacute

infectado (Campos 2009)

En 2010 se realizoacute un estudio para la aplicacioacuten de las pruebas de PCR

convencional simple y muacuteltiple para la identificacioacuten de aislamientos de Leptospira

spp en Colombia los resultados maacutes consistentes fueron obtenidos con la PCR

simple lipL32 tanto en limite de deteccioacuten especificidad y utilidad para la

identificacioacuten de Leptospira spp (Moreno et al 2010)

Una multiplex PCR fue desarrollada para la deteccioacuten de Leptospira en muestras

de agua del ambiente obtenidas en un asentamiento de barrio en Petroacutepolis

ciudad de Rio de Janeiro Tres de las 100 muestras analizadas fueron positivas en

la multiplex PCR se consideroacute que dos muestras teniacutean Leptospira saproacutefitas y

una Leptospira patoacutegenas (Vital et al 2010)

En 2012 se caracterizoacute aislamientos cliacutenicos de Leptospira por meacutetodos

fenotiacutepicos y moleculares en la repuacuteblica de Nicaragua De las 8 cepas de

Leptospira aisladas de casos cliacutenicos mediante meacutetodos fenotiacutepicos y

moleculares para el primer meacutetodo ninguna de estas mostraron crecimiento a

13degC en medio suplementado con 8-azaguanina (225 mgMl) y para el segundo

meacutetodo los resultados de este ensayo demostraron la presencia de bandas de

amplificacioacuten de los genes OmpL1 y lipL32 para los ocho aislamientos (Rosario et

al 2012)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 13

12 JUSTIFICACIOacuteN

La leptospirosis es una zoonosis de distribucioacuten mundial que afecta a los

mamiacuteferos tanto domeacutesticos como silvestres aunque el agente tambieacuten se ha

aislado de otros vertebrados como aves y anfibios La enfermedad puede estar

causada por cualquiera de las espiroquetas paraacutesitas clasificadas dentro del

geacutenero Leptospira (Alonso et al 2001)

Es una zoonosis en Nicaragua que presenta una endemicidad constante tal y

como lo demuestran las estadiacutesticas de la enfermedad principalmente despueacutes de

lluvias fuertes e inundaciones Afectando de igual manera a humanos y animales

produciendo un gran impacto socioeconoacutemico para la poblacioacuten en general

El diagnoacutestico de la enfermedad es complejo debido a que no manifiesta siacutentomas

especiacuteficos y resulta difiacutecil realizar e interpretar los meacutetodos diagnoacutesticos de

referencia en base a cultivos bacterianos y a test seroloacutegicos para la identificacioacuten

de la especie y serovares (Levett et al 2001)

La reaccioacuten en cadena de la polimerasa (PCR) es una prueba de diagnoacutestico

molecular muy sensible y especiacutefico que sirve para detectar e identificar

Leptospira en sangre liacutequido cefalorraquiacutedeo humor acuoso y orina Esta teacutecnica

puede diferenciar con rapidez las formas patoacutegenas de las no patoacutegenas (Greene

et al 2008) Sin embargo la teacutecnica debe ser estandarizada en cada laboratorio

antes de ser utilidad en el diagnoacutestico y vigilancia de la enfermedad El objetivo de

este estudio fue estandarizar una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira

saproacutefita y patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos Esta teacutecnica

proporcionaraacute una alterativa maacutes raacutepida que el aislamiento asiacute como una

clasificacioacuten confiable de Leptospira patoacutegenas y saproacutefitas circulante en animales

domeacutesticos

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 14

13 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

iquestCuaacuteles son los paraacutemetros oacuteptimos en la estandarizacioacuten de una multiplex PCR

para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y patoacutegena en muestras de animales

domeacutesticos

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 15

2 OBJETIVOS

21 General

Estandarizar una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y

patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos

22 Especiacutefico

Establecer el liacutemite deteccioacuten de multiplex PCR en muestras sanguiacuteneas y orina

Determinar la sensibilidad y especificidad de muacuteltiplex PCR para el diagnoacutestico de

Leptospira

Clasificar las cepas de Leptospira como saproacutefita y patoacutegena a traveacutes de multiplex

PCR

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 16

3 MARCO TEOacuteRICO

Las Leptospira son bacterias pertenecientes al orden Spirochaetales familia

Leptospiraceae y geacutenero Leptospira Aunque son bacterias Gram negativas no se

tintildeen bien mediante los colorantes convencionales por lo que habitualmente se

visualizan por medio de la microscopiacutea de campo oscuro La impregnacioacuten

argeacutentica y las teacutecnicas de inmunohistoquiacutemicas se utilizan para poner en

manifiesto su presencia en tejidos (Quinn et al 2002)

Su tamantildeo es de 025 por 6-25 microm tienen forma ciliacutendrica y helicoidal con dos

filamentos axiales insertados en los extremos del cuerpo celular que actuacutean como

citoesqueleto y le permiten el movimiento (Bharti et al 2003)

Estas son moacuteviles describen tres tipos de movimientos rotacioacuten alrededor de su

eje central movimientos progresivos rectos y movimientos circulares (Bharti et al

2003) son aerobios obligados que se desarrollan a una temperatura de 28 a

30degC Son catalasa y oxidasa positivo creciendo en medios simples enriquecidos

con vitaminas aacutecidos grasos de cadena larga y sales de amonio (Levett 2001)

Su genoma consiste en dos cromosomas circulares uno de mayor tamantildeo que

asciende a 4332241 bp y uno pequentildeo de 358943 bp los que juntos suman

4691184 bp (Ren et al 2003)

La bacteria no se multiplica fuera del hueacutesped y es considerablemente

dependiente del medio puesto que es muy susceptible a la desecacioacuten a pH

inferiores a 6 o superiores a 8 y temperaturas menores a 10ordmC o mayores a 34ordmC

le resultan nocivos (McDonough 2001) Asiacute como la luz solar directa la

hipersalinidad los desinfectantes corrientes los detergentes y el jaboacuten pueden

afectar al microorganismo (Zamora et al 1999)

Los organismos de Leptospira sobreviven hasta 180 diacuteas en suelos huacutemedos por

varios meses en superficies acuosas y sobreviven auacuten mejor en agua estancada

que en movimiento (McDonough 2001 Acosta et al 1994)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 17

31 Mecanismos de transmisioacuten

Las Leptospira se transmiten por contacto directo o indirecto La transmisioacuten

directa ocurre a traveacutes de orina infectada transferencia veneacuterea o

transplacentaria heridas por mordedura o ingestioacuten de tejidos infectados La

transmisioacuten indirecta se da a traveacutes de la exposicioacuten de los animales susceptibles

agua suelo alimento o camas contaminadas (Greene et al 2008)

Existen dos tipos de hueacutespedes involucrados en la transmisioacuten de la enfermedad

Los hueacutespedes primarios constituidos por aquellas especies que no desarrollan

una sintomatologiacutea evidente y que son capaces de eliminar por periodos

prolongados la bacteria y los hueacutespedes secundarios conformados por aquellas

especies que por el contrario enferman gravemente y no alcanzan a liberar la

bacteria o lo hacen por un periodo reducido (McDonough 2001)

32 Clasificacioacuten

A partir de 1989 el geacutenero Leptospira fue dividido en dos especies L interrogans

que comprendiacutea a todas las cepas patoacutegenas y L biflexa que incluiacutea a las cepas

saproacutefitas aisladas del medio ambiente Ambas fueron divididas en numerosos

serovares definidos por aglutinacioacuten Sobre 60 y 200 serovares han sido

reconocidos para L biflexa y L interrogans respectivamente Los serovares que

se encontraban relacionados antigeacutenicamente fueron agrupados como serogrupos

(Levett 2001)

33 Patogeacutenesis

La Leptospira es resistente a la actividad bactericida del suero normal y en

ausencia de anticuerpos especiacuteficos no es fagocitada ni destruida por los

polimorfonucleares o macroacutefagos Despueacutes de penetrar la piel o las mucosas la

Leptospira hace una bacteriemia que inicialmente alcanza todas las partes del

cuerpo incluyendo el liacutequido cefalorraquiacutedeo (LCR) y los ojos y genera la

produccioacuten de anticuerpos aglutinantes y el fenoacutemeno de opsonizacioacuten entre los

diacuteas 5 y 7 Si esta respuesta no es suficiente para detener su progreso la

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 18

Leptospira avanza en los tejidos Alliacute se multiplica en forma acelerada deja de ser

encontrada en la sangre y se elimina por la orina durante semanas o meses (fase

inmune o de leptospiruria) (Acosta et al 1994)

La leptospirosis puede presentarse con diferentes formas grados y combinaciones

de compromiso orgaacutenico ya sea como un cuadro febril inespeciacutefico como

afeccioacuten preferente de uno o maacutes oacuterganos involucrados o como una enfermedad

grave con compromiso multiorgaacutenico y alta letalidad (Zunino y Pizarro 2007)

La etapa aguda o septiceacutemica de alrededor de 1 semana seguida de una fase

inmune caracterizada por la produccioacuten de anticuerpos y eliminacioacuten de la

bacteria a traveacutes de la orina La mayor complicacioacuten de la patologiacutea se encuentra

asociada a la localizacioacuten de las bacterias en los tejidos durante la fase inmune

alrededor de la segunda semana de la patologiacutea (Levett 2001)

En animales susceptibles la lesioacuten de las membranas de los gloacutebulos rojos y de

las ceacutelulas endoteliales junto con el dantildeo hepatocelular desencadena anemia

hemoliacutetica ictericia hemoglobinuria y hemorragia (Quinn et al 2002)

La superficie de las ceacutelulas bacterianas constituye una interfase entre el patoacutegeno

y el hospedador formando un sitio de interaccioacuten con los tejidos durante la

infeccioacuten Para los patoacutegenos extracelulares la superficie bacteriana es tambieacuten el

blanco de la respuesta inmune del hospedador (Cullen et al 2005) Se ha

sentildealado que LipL32 interactuacutea con componentes de la matriz extracelular como el

colaacutegeno y que existe una respuesta de inmunoglobulina M contra la lipoproteiacutena

durante la fase aguda y convaleciente de leptospirosis en humanos (Hauk et al

2008)

34 Sintomatologiacutea

Las manifestaciones oculares incluyen efusioacuten conjuntival presencia de ictericia

en la escleroacutetica y uveiacutetis Esta uacuteltima puede ser unilateral o bilateral y puede

presentarse semanas meses y ocasionalmente en antildeos posterior a la

enfermedad aguda (Levett 2001)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 19

Las alteraciones reproductivas pueden ocurrir posterior a una infeccioacuten y la

leptospirosis debe ser considerada como diagnoacutestico diferencial en casos de

aborto o muerte perinatal (Andreacute Fontaine 2006)

En bovinos la enfermedad puede ser aguda subaguda y croacutenica En la forma

aguda son maacutes susceptibles los animales de un mes de edad Se caracteriza por

septicemia fiebre de 405 Cdeg anorexia petequias en mucosas depresioacuten

ictericia anemia hemoliacutetica con hemoglobinuria palidez de las mucosas disnea

suele ocurrir aborto baja de la produccioacuten de la leche y ocasionalmente mastitis

En la forma subaguda se presentan los mismos siacutentomas la fiebre es de 39 a 40

Cdeg existe baja de la produccioacuten laacutectea y esta es de color rojo o anaranjado

amarillento En la forma croacutenica generalmente los siacutentomas son aborto que se

presenta en el uacuteltimo tercio de la gestacioacuten ocasionalmente se puede presentar

meningitis leptospiroacutesica incoordinacioacuten sialorrea conjuntivitis y rigidez muscular

En porcinos generalmente se presenta la forma croacutenica en ovinos y caprinos no

se conoce mucho la enfermedad debido a su poca frecuencia y la mayor parte de

los animales afectados se encuentran muertos con apariencia septiceacutemica en

equinos se presenta la forma subaguda en perros y gatos se presenta la

enfermedad desde formas subcliacutenicas hasta formas graves en animales

silvestres la mayoriacutea estaacuten adaptados y no manifiestan siacutentomas cliacutenicos (Acha et

al 1978)

35 Diagnoacutestico

Debido a que las manifestaciones cliacutenicas de la leptospirosis variacutean en tipo y

gravedad tanto en los hombres como en animales es difiacutecil su diagnoacutestico cliacutenico

hacieacutendose necesaria la confirmacioacuten de los casos mediante pruebas de

laboratorio existen pruebas que sin ser especiacuteficas para la enfermedad pueden

orientar al cliacutenico hacia el diagnoacutestico de leptospirosis (Ceacutespedes 2005)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 20

351 Diagnoacutestico epidemioloacutegico

La anamnesis debe incluir datos sobre la eacutepoca del antildeo en la que aparecioacute el

brote la aptitud del rebantildeo el estado sanitario del mismo el contacto con otras

especies domeacutesticas la sintomatologiacutea predominante y si se realiza vacunacioacuten

frente a la leptospirosis Asimismo deberaacute obtenerse informacioacuten sobre el nuacutemero

de animales afectados la edad de los mismos y la fase de la gestacioacuten en que se

produce el aborto (Alonso et al 2001)

352 Pruebas Diagnoacutesticas

Se basa en el cultivo del organismo la demostracioacuten seroloacutegica o el diagnoacutestico

molecular (Dammert 2005)

3521 Cultivo

La Leptospira se puede aislar de muestras de sangre y liacutequido cefalorraquiacutedeo en

los primeros 7-10 diacuteas de la enfermedad y en la orina puede ser detectada durante

la segunda y tercera semana de la enfermedad (Bharti 2003) Una vez tomada la

muestra esta se debe inocular en 10 ml de medio semisoacutelido que contenga 5-

fluoracilo

El cultivo debe ser incubado a 28-30 degC y ser examinado semanalmente en el

microscopio de campo oscuro durante 13 semanas antes de ser descartado Los

cultivos contaminados pueden ser filtrados antes de recultivarlos a un medio

nuevo (Levett 2001)

Existen otros medios recientemente desarrollados uacutetiles en el aislamiento de la

Leptospira medio EMJH (Ellinghausen y Mcllough modificado por Johnson y

Harries) y el medio Tween 80-albuacutemina este uacuteltimo considerado el mejor

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 21

Como el cultivo tiene el inconveniente de ser muy largo (5-6 semanas de

incubacioacuten) no se debe considerar para definir una conducta terapeacuteutica inicial

(Acosta et al 1994)

3522 Pruebas seroloacutegicas

Las pruebas seroloacutegicas constituyen el procedimiento de laboratorio utilizado con

maacutes frecuencia para confirmar el diagnoacutestico cliacutenico para determinar la

prevalencia en el rebantildeo y para realizar los estudios epidemioloacutegicos Los

anticuerpos de las Leptospira aparecen a los pocos diacuteas del comienzo de la

enfermedad y persisten durante semanas o meses y en algunos casos antildeos

Desafortunadamente los tiacutetulos de anticuerpos puede que desciendan hasta

niveles indetectables mientras los animales permanecen infectados croacutenicamente

Para superar este problema se necesitan meacutetodos sensibles que detecten el

microorganismo en la orina o en el tracto genital de portadores croacutenicos

Se ha descrito una amplia variedad de pruebas seroloacutegicas que muestran grados

variables de especificidad de serogrupo y de serotipo La prueba de la aglutinacioacuten

microscoacutepica (MAT) y el enzimoinmunoensayo (ELISA) contribuyen al diagnoacutestico

veterinario (OIE 2008)

35221 Prueba de Aglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) La prueba MAT en la

que se emplean antiacutegenos vivos es la prueba seroloacutegica maacutes ampliamente

utilizada Constituye la prueba de referencia frente a la que se evaluacutean todas las

otras pruebas seroloacutegicas y se utiliza en las comprobaciones para la

importacioacutenexportacioacuten (OIE 2008)

El MAT posee una alta sensibilidad y especificidad siendo sus resultados

utilizados para identificar el serovar o serogrupo infectante pero requiere de la

experiencia del operador y la variacioacuten diagnoacutestica entre laboratorios es elevada

(Bharti et al 2003) Para llevarlo a cabo se requiere que el laboratorio cuente con

cultivos vivos de todos los serovares para emplearlos como antiacutegenos

consideraacutendose que su interpretacioacuten es complicada debido a la alta degradacioacuten

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 22

presencia de reaccioacuten cruzada entre diferentes serogrupos y a reacciones

paradoacutejicas (Levett 2001)

35222 Otras pruebas seroloacutegicas Debido a la complejidad de la prueba de

Aglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) se ha desarrollado otras pruebas seroloacutegicas

para la deteccioacuten de anticuerpos antileptospira en la fase aguda de la infeccioacuten La

fijacioacuten de complemento (CF) fue ampliamente usado pero el meacutetodo no fue

estandarizado La prueba de Fijacioacuten de complemento ha sido reemplazada por el

meacutetodo ELISA (Levett 2001)

El ELISA se utiliza tanto para la deteccioacuten de anticuerpos en la leche como en el

suero permitiendo ademaacutes diferenciar entre IgG e IgM (Alonso et al 2001) En

este ensayo se detecta IgM antileptospira tan solo 1 semana despueacutes de la

infeccioacuten antes de que esteacuten presentes los anticuerpos aglutinantes Los

anticuerpos IgG se detectan comenzando 2 semanas despueacutes de la infeccioacuten y

persisten durante largos periodos de tiempo (OIE 2008)

La deteccioacuten de IgM en suero por ELISA es maacutes sensible que el MAT cuando la

primera muestra se toma en la fase aguda de la enfermedad (Ceacutespedes 2005)

Ademaacutes presenta otras ventajas frente al MAT como es el hecho de no presentar

riesgo sanitario para los operarios ser de faacutecil estandarizacioacuten y ser una prueba

en la que las reacciones cruzadas son poco frecuentes Sus principales

desventajas son que normalmente son serovar especiacuteficos con lo cual no

obtendremos informacioacuten acerca de una posible infeccioacuten por otros serovares y

que no permite diferenciar entre anticuerpos vacunales y de infeccioacuten (Alonso et

al 2001)

3523 Diagnoacutestico molecular

35231 Reaccioacuten en cadena de la polimerasa (PCR)

La PCR es un meacutetodo in vitro de siacutentesis de ADN con el que un segmento

particular de este es especiacuteficamente amplificado al ser delimitado por un par de

cebadores o iniciadores que lo flanquean Su copiado se logra en forma

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 23

exponencial a traveacutes de repetidos ciclos de diferentes periodos y temperaturas de

incubacioacuten en presencia de una enzima ADN polimerasa termoestable Asiacute se

obtienen en cuestioacuten de horas millones de copias de la secuencia deseada del

ADN

La PCR es una teacutecnica de biologiacutea molecular altamente especiacutefica raacutepida

sensible y versaacutetil para detectar cantidades iacutenfimas de un cierto ADN especiacutefico

posibilitando su faacutecil identificacioacuten (Rodriacuteguez et al 2004)

El meacutetodo se basa en su forma maacutes simple en la realizacioacuten de tres reacciones

sucesivas llevadas a cabo a distintas temperaturas Estas reacciones se repiten

ciacuteclicamente entre veinte y cuarenta veces La muestra se calienta en el primer

paso hasta lograr la separacioacuten de las dos cadenas que constituyen el ADN

hecho que se conoce como desnaturalizacioacuten (Satz et al 1993) En el segundo

ocurre la hibridacioacuten de las cadenas desnaturalizadas del ADN blanco con los

denominados cebadores o iniciadores (ADN sinteacutetico de hebra sencilla) a una

temperatura que facilita el apareamiento de las bases nitrogenadas

complementarias de ambas clases de ADNs (Rodriacuteguez et al 2004) Por uacuteltimo se

da la reaccioacuten de extensioacuten que generalmente es llevada a cabo a una

temperatura intermedia en la cual la ADN polimerasa copia el ADN entre las

secuencias correspondientes a los oligonucleoacutetidos iniciadores (Torres et al

1995) La deteccioacuten se realiza mediante electroforesis en gel de agarosa y tincioacuten

con bromuro de etidio (Costa 2004)

En los uacuteltimos antildeos se ha desarrollado PCR en muestras bioloacutegicas como orina

suero liacutequido cefalorraquiacutedeo y tejido renal posicionaacutendose la teacutecnica como una

herramienta de diagnoacutestico sensible y especiacutefica en la deteccioacuten e identificacioacuten

de Leptospira spp (Levett 2001 Branger et al 2005)

Una limitacioacuten de diagnoacutestico basado en la PCR de la leptospirosis es la

incapacidad de la mayoriacutea de los ensayos de PCR para identificar el serovar

infectante Si bien esto no es significativo para la gestioacuten individual del paciente la

identidad del serovar tiene un importante valor epidemioloacutegico y en salud puacuteblica

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 24

Las estrategias disentildeadas para superar este obstaacuteculo han incluido la digestioacuten de

productos de PCR con endonucleasas de restriccioacuten secuenciacioacuten directa de los

amplicones y Anaacutelisis de Conformacioacuten de Cadena Sencilla (SSCP)

Genomospecies de Leptospira pueden ser diferenciadas despueacutes de la PCR por

electroforesis en geles de poliacrilamida no desnaturalizante seguido por tincioacuten

con plata y sin el paso adicional de purificacioacuten y desnaturalizacioacuten (Ahmad et al

2005)

35232 Reaccioacuten en cadena de la polimerasa muacuteltiple

La PCR muacuteltiple son reacciones que consiguen amplificar simultaacuteneamente y en

un uacutenico tubo diferentes secuencias diana permitiendo la deteccioacuten e

identificacioacuten simultaacutenea de distintos genes de intereacutes (Mendez et al 2004)

35233 Fingerprinting

Un desarrollo reciente en el anaacutelisis del ADN ribotipificacioacuten se basa en el

Polimorfismo de Longitud de Fragmentos de Restriccioacuten (RFLP) Posterior a la

electroforesis del gel Agarosa el ADN es trasferido sobre una membrana y

posteriormente hibridado con sondas marcadas desde el 16S al 23S de la cadena

de ARN por lo tanto nos da una interpretacioacuten maacutes raacutepida y faacutecil del Fingerprints

Este meacutetodo es una herramienta uacutetil para la tipificacioacuten molecular de Leptospira

ya que esta metodologiacutea utiliza reactivos disponibles comercialmente puede ser

aplicada por laboratorio de diagnoacutestico y no requiere el mantenimiento de todas

las cepas de referencia y correspondientemente suero inmune de conejo La

tipificacioacuten ribosomal tambieacuten nos provee informacioacuten sobre la relacioacuten genoacutemica

basado en la similitud que tienen en comuacuten fragmentos de cadenas de Leptospira

(Terpstra et al 1986)

35234 Anticuerpo monoclonales

Los anticuerpos monoclonales son glicoproteiacutenas especializadas que hacen parte

del sistema inmune producidas por las ceacutelulas B con la capacidad de conocer

moleacuteculas especificas (Antiacutegenos) Los anticuerpos monoclonales son

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 25

herramientas esenciales en el aacutembito cliacutenico y biotecnoloacutegico y han probado ser

uacutetiles en el diagnoacutestico y tratamiento de enfermedades infecciosas inmunoloacutegicas

y neoplaacutesicas asiacute como tambieacuten en el estudio de las interacciones patoacutegenas-

hospedador y la marcacioacuten deteccioacuten y cuantificacioacuten de diversas moleacuteculas

(Machado et al 2006)

Se han preparado anticuerpos monoclonales de conejo que aglutinan Leptospira y

los serovares pueden ser identificados con base en patrones caracteriacutesticos de

aglutinacioacuten Preparar anticuerpos monoclonales es difiacutecil y toma tiempo pero

usarlos en la MAT para serotipificar es faacutecil y da resultados raacutepidos Actualmente

estaacuten disponibles anticuerpos monoclonales para tipificar cerca de la mitad de los

serovares maacutes comunes actualmente reconocidos (OMS 2008)

35235 Secuenciacioacuten del ARNr 16S

La amplificacioacuten del gen para su posterior secuenciacioacuten parte preferentemente

de ADN extraiacutedo de un cultivo puro de la bacteria pero tambieacuten puede

conseguirse directamente de una muestra cliacutenica

El meacutetodo molecular de identificacioacuten bacteriana mediante secuenciacioacuten del

ADNr 16S incluye tres etapas a) amplificacioacuten del gen a partir de la muestra

apropiada b) determinacioacuten de la secuencia de nucleoacutetidos del amplicoacuten y c)

anaacutelisis de la secuencia (Rodicio et al 2004)

La secuenciacioacuten del ARNr 16S es un meacutetodo potente y simplificado para la

identificacioacuten de especies Leptospira (Morey et al 2006)

35236 Microarrays

El anaacutelisis de microarray consiste en la deteccioacuten e identificacioacuten simultaacutenea de un

patoacutegeno desde la misma muestra para asiacute ser implementado en los laboratorios

cliacutenicos de microbiologiacutea con facilidad y exactitud

Microarray simplemente se define como una coleccioacuten de caracteriacutesticas

microscoacutepicas (maacutes comuacutenmente ADN) que se puede probar con moleacuteculas diana

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 26

para producir ya sea (expresioacuten geacutenica) cuantitativa o los datos cualitativos

(diagnoacutestico)

El anaacutelisis por medio de microarray tiene la capacidad de ofrecer una fuerte

deteccioacuten muacuteltiple Existen plataformas de microarrays muacuteltiples incluyendo

impresos de ADN de doble cadena y matrices de oligonucleoacutetidos

Los microarrays permiten el depoacutesito de miles de puntos conteniendo genes o

parte de genes sobre un portaobjetos para su estudio en paralelo De esta manera

es posible tener una visioacuten instantaacutenea de actividad de genomas completos o de

un grupo selecto de genes (Miller et al 2009)

En los estudios de microarrays se combinan las teacutecnicas de hibridizacioacuten de

aacutecidos nucleicos y deteccioacuten por fluorescencia De esta manera soacutelo en los

puntos del portaobjeto donde haya ocurrido hibridizacioacuten habraacute fluorescencia y la

intensidad de la fluorescencia detectada seraacute proporcional al nivel de expresioacuten

del gen en estudio

Una condicioacuten indispensable es que cada uno de los genes que esteacute representado

sea faacutecilmente distinguible de otros En otras palabras la porcioacuten del gen

inmovilizada en el portaobjeto debe llevar consigo independientemente de su

tamantildeo su ceacutedula de identidad (Barrero 2005)

La hibridacioacuten genoacutemica comparada (CGH) ha demostrado ser una herramienta

muy poderosa para las comparaciones genoacutemicas de alto rendimiento entre

especies patoacutegenas y no patoacutegenas y la exploracioacuten del genoma de muchas

especies bacterianas Las secuencias genoacutemicas disponibles de L interrogans

serovar Lai y copenhageni se utilizaron para disentildear una matriz de mosaico (Eribo

et al 2012)

35237 Enzimas de Restriccioacuten

El meacutetodo consiste en la extraccioacuten de ADN a partir de una poblacioacuten homogeacutenea

de organismos la digestioacuten del ADN con una endonucleasa de restriccioacuten y la

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 27

electroforesis en gel de agarosa del ADN Debido a que las endonucleasas de

restriccioacuten reconocen y se unen al ADN de doble cadena especiacuteficamente a la

secuencia 4 oacute 6 de pares de bases se genera un conjunto de fragmentos La

migracioacuten de estos fragmentos en gel de agarosa estaacute relacionada con el peso

molecular un patroacuten de bandas se puede ver en el gel por la luz ultravioleta siacute se

tintildeeron con bromuro de etidio o por autorradiografiacutea Estos modelos constituyen

una huella digital caracteriacutestico de cualquier ADN en particular (Marshall et al

1981)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 28

4 MATERIAL Y MEacuteTODO

41 Tipo de estudio Ensayo de laboratorio

42 Cepas En este estudio se emplearon 30 cepas distribuidas en 24 serogrupos

de Leptospira proporcionados por Centro Nacional de Diagnoacutestico y Referencia

(CNDR)

43 Muestras Las condiciones de crecimiento para la Leptospira fueron de 28-

30degC durante siete diacuteas en el medio Ellinghaussen-McCullough-Johnson-Harris

(EMJH)

45 PCR cebadores y condiciones de amplificacioacuten

Los cebadores de oligonucleoacutetidos LepF1 PU1 y LepR1 que corresponden a las

posiciones 8461 a 8480 8720 a 8738 y 9334 a 9316 respectivamente fueron

disentildeados para unirse a regioacuten 23S del ADNr la cual corresponde a la secuencia

de Leptospira interrogans (patoacutegena)

Los cebadores SU1 y LepR1 fueron disentildeados para serovares de saproacutefitas que

corresponden a la posicioacuten 326 a 343 y 641 a 623 respectivamente basado en la

secuencia parcial del ADNr de Leptospira biflexa La secuencia de los cebadores

se demuestra en la tabla 1

Tabla1 Cebadores utilizados en la amplificacioacuten

Cebador Secuenciacioacuten 5` a 3` Especificidad Posicioacuten de la base

LepF1 GTTACCAAGCACAAGATTAG Leptospira spp 8461 - 8480

LepR1 TAGTCCCGATTACATTTTC Leptospira spp 9334 - 9316

PU1 TATCAGAGCCTT TTAATGG Patoacutegena 8720 - 8738

SU1 TTTAGGGTTAGCGTGGTA Saproacutefita 326 - 343

LepR1 TAGTCCCGATTACATTTTC Leptospira spp 641 - 623

El ADN de la Leptospira fue amplificado usando LepF1 (5

GTTACCAAGCACAAGATTAG 3) y LepR1 (5 TAGTCCCGATTACATTTTC 3)

Para la multiplex PCR fueron usado como cebadores internos PU1 (5

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 29

TATCAGAGCCTTTTAATGG 3) SU1 (5 TTTAGGGTTAGCGTGGTA 3) y LepR1

(5 TAGTCCCGATTACATTTTC 3)

Para la amplificacioacuten del ADN se utilizoacute como control positivo de patoacutegena la cepa

icterohaemorrhagiae mientras que como control de saproacutefita se utilizoacute la cepa

patoc ambas se encontraban en caldo de cultivo Ellinghausen-McCullough-

Johnson-Harris (EMJH) y como control negativo se utilizoacute agua libre de nucleasa

Los segmentos de ADN amplificado para patoacutegenas corresponde a 615 pb y para

saproacutefitas 316 pb (gen 23S ADNr) Esta amplificacioacuten fue realizada en el

termociclador Las condiciones de la PCR consistieron en 40 ciclos Una

desnaturalizacioacuten inicial fue de 94degC por 5 minutos Cada ciclo comprendioacute una

desnaturalizacioacuten a 94degC por 1 minuto temperatura de anneling a 50degC por 50

segundos y una extensioacuten a 72degC por 1 minuto El uacuteltimo paso fue la elongacioacuten a

72degC por 7 minutos

46 Paraacutemetros a probar en la estandarizacioacuten

461 Mezcla

Se sometieron a prueba tres tipos de mezcla cada una con concentraciones

distintas pero con un volumen final de 50 microl reflejadas en la tabla 2

Tabla 2 Mezclas de reactivos puestas a prueba

Componente Mezcla 1 Mezcla 2 Mezcla 3

Agua free nucleasa 19 microl 26 microl 14 microl

Master mix 16 microl 8 microl 16 microl

Cebador 1 (LepF1) 2 microl 2 microl 2 microl

Cebador 2-5 (LepR1) 4 microl 2 microl 4 microl

Cebador 3 (PU1) 2 microl 1 microl 2 microl

Cebador 4 (SU1) 2 microl 1 microl 2 microl

AND (muestral o control) 5 microl 10 microl 10 microl

Volumen final 50 microl 50 microl 50 microl

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 30

462 5-Fluoracilo

Se puso a prueba el papel que juega el 5-fluoracilo debido a su utilizacioacuten en los

medios de cultivo para evitar la contaminacioacuten bacteriana de las Leptospira

ademaacutes que permite un mejor crecimiento de eacutestas (WHO 1967) Su eficacia

radica en que se une de forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial

para la siacutentesis de nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases

nitrogenadas que forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se

puede replicar lo que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002)

463 Tipo de extraccioacuten de ADN

El ADN genoacutemico de las cepas de Leptospira y de las muestras sanguiacuteneas y

orina fue extraiacutedo de acuerdo a las instrucciones del kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) siguiendo los procedimientos de manufactura (ver anexo

1)

Se ensayaron extracciones por calentamiento a 90degC ndash 100degC por 20 minutos El

ADN extraiacutedo fue almacenado a -20deg C hasta su amplificacioacuten

464 Muestras fingidas

Se obtuvieron muestras de suero y orina de cada especie (canino bovino porcino

y equino) y se mezclaron con cepas de referencia proporcionados por el Centro

Nacional De Investigacioacuten de Holanda para posteriormente realizar PCR A cada

muestra se le realizoacute extracciones por calentamiento y por el kit de extraccioacuten

QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

47 Determinacioacuten del liacutemite de deteccioacuten

Se determinoacute al calcular la cantidad de ADN que capaz de detectar la teacutecnica en

un ml de muestras de sangre y orina para esto se realizoacute una serie de diluciones

(desde 11 hasta 110000000) de las muestras a partir de una concentracioacuten de

ADN conocida (120 ng)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 31

48 Sensibilidad

Se sometieron 29 serovares patoacutegenas y 1 saproacutefita como controles positivos

proporcionados por Centro Nacional de Diagnoacutestico y Referencia

Se calculoacute la sensibilidad y el intervalo de confianza del 95 en el programa

EPIDAT 31 de acuerdo a la siguiente foacutermula

VP= Verdaderos positivos

FN= Falsos negativos

49 Especificidad

Se realizoacute un ensayo de especificidad utilizando ADN de 10 muestras con otras

cepas bacterianas diferentes a Leptospira que fueron inoculadas en medio EMJH

y suero para detectar falsos positivos el panel de muestras se describe en la

siguiente tabla

Tabla 3 Cepas bacterianas utilizadas para la determinacioacuten de la

especificidad

Cepa Nuacutemero de muestras

Staphyloccocus aureus 2

Escherichi coli 2

Salmonella spp 2

Proteus spp 2

Streptococcus pyogenes 2

Se calculoacute la especificidad y el correspondiente intervalo de confianza (95) en el

programa EPIDAT 31 de acuerdo a la siguiente foacutermula

VN= Verdaderas negativos

FP= Falso Positivos

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 32

5 RESULTADOS

De los 30 serovares que se sometieron al ensayo se detectaron 15 siendo

correspondiente a 12 serogrupos dentro los que se encuentran pomona e

icterohaemorrhagia dentro las patoacutegenas de importancia asiacute como el serogrupo

patoc de la saprofitas puesta a prueba Ver foto 1

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute ser la nuacutemero 1 compuesta por

Agua free nucleasa 19 microl Master mix 16 microl Primer 1 (Lep F1) 2 microl Primer 2-5

(LepR1) 4 microl Primer 3 (PU1) 2 microl Primer4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl Ver foto 2

En los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia en la

capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y saprofitas Ver

foto 2

La extraccioacuten maacutes adecuada resultoacute ser por calentamiento en la que se

identificaron 8 muestras de 19 mientras que las extracciones con el kit de

extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg) solo 2 muestras de 8 fueron

identificadas Ver foto 3

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten se encontroacute que la teacutecnica es capaz de identificar

una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira correspondiente a una

dilucioacuten 110000 Ver foto 4

En la determinacioacuten de la capacidad de la teacutecnica para detectar e identificar

Leptospira en muestras de campo se encontroacute que de 12 muestras de suero se

identificaron 3 mientras que de 13 muestras de orina fueron identificadas 5 Ver

foto 3

La sensibilidad mostrada fue de 50 IC 95 (3044 ndash 6956) mientras que la

especificidad fue de 100 IC 95 (95 ndash 100) con un valor predictivo positivos de

100 IC 95 (9667 ndash 100) y un valor predictivo negativo de 40 IC 95 (1880 ndash

6120) esto con una prevalencia de 75 IC 95 (6033 ndash 8967) mostrando un

Iacutendice de validez de 6550 IC 95 (4625 ndash 7875)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 33

6 DISCUSIOacuteN

Actualmente el meacutetodo para diagnosticar leptospirosis es la prueba de

Microaglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) pero esta resulta tediosa por la necesidad

de mantener las cepas lo que implica tambieacuten un riesgo potencial para el personal

de laboratorio ademaacutes no diferencia entre anticuerpos vacunales y de infeccioacuten

Otro meacutetodo directo de diagnoacutestico es el cultivo pero es limitado y requiere de

mucho tiempo (Alonso et al 2001)

Debido a las restricciones que generan estas pruebas diagnoacutesticas se ha

estandarizado una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y

patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos

En este estudio se sometieron 30 serovares al ensayo de los que se detectaron

15 correspondiente a 12 serogrupos amplificados mostrando una sensibilidad del

50 diferente a los resultados obtenidos por Ceacutespedes et al (2007) en cuyo

estudio la PCR pudo amplificar el ADN de 25 serovares de seis especies de

Leptospira spp con una sensibilidad del 100 in vitro Moreno et al (2010) mostroacute

un amplificado especiacutefico para 2122 cepas de referencia con la PCR simple

lipL32 mientras que la PCR muacuteltiple secYflaB amplificoacute 1822 cepas

Esta sensibilidad baja indica que la teacutecnica no es recomendada como una prueba

de tamizaje ya que ademaacutes del alto costo no es capaz de detectar a toda la

poblacioacuten infectada en cambio la especificidad que se obtuvo fue del 100

demostrada con el uso de ADN de otros agentes patoacutegenos (Staphyloccocus

Aureus Escherichi coli Salmonella spp Proteus spp y Streptococcus pyogenes)

los cuales no fueron amplificados Esto coincide con los ensayo realizado por

Ceacutespedes et al (2007) Moreno et al (2010) Kositanont et al (2007) y Boonsilp et al

(2011) los cuales muestran una especificad del 100 al no obtener amplificado del

ADN de otras cepas patoacutegenas que causan enfermedades febriles en sus paiacuteses

La causa de una especificidad tan alta de la reaccioacuten se debe a las secuencias

nucleotiacutedicas especiacuteficas formadas por los oligonucleoacutetidos (cebadores) LepF1 (5rsquo

GTTACCAAGCACAAGATTAG 3rsquo) LepR1 (5rsquo TAGTCCCGATTACATTTTC 3rsquo)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 34

PU1 (5rsquo TATCAGAGCCTTTTAATGG 3rsquo) y SU1 (5rsquo TTTAGGGTTAGCGTGGTA 3rsquo)

que fueron disentildeados para detectar secuencias nucleotiacutedicas especiacuteficas en este

caso el genoma de Leptospira spp (OIE 2006) Tambieacuten se debe tomar en cuenta

que la especificidad de la PCR depende ademaacutes de la temperatura empleada en

la fase de hibridacioacuten y de la cantidad de iones divalentes que se incorporan a la

reaccioacuten Cuanto mayor sea la temperatura utilizada en la fase de hibridacioacuten maacutes

especiacutefica es la reaccioacuten Esto se debe a que a mayor temperatura maacutes dificultada

se ve la unioacuten entre el cebador y la cadena molde en condiciones de

temperaturas de hibridacioacuten elevadas el cebador soacutelo se uniraacute a la cadena molde

si son complementarios en todos sus nucleoacutetidos (McPherson et al 1991)

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten por la diluciones de ADN puro (120ng) de L

interrogans serovar Australis se obtuvo un producto de 615pb hasta la dilucioacuten

110000 correspondiente a una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira

lo que coincide con la investigacioacuten realizada por Moreno et al (2010) cuyo liacutemite

de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR simple lipL32 obtuvo productos especiacuteficos

de 423 pb L interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten

110000 pero para el caso del liacutemite de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR

muacuteltiple secYflaB se obtuvieron productos especiacuteficos de 285 pb y 793 pb de L

interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten 1100 para secY y

11000 para flaB Estas diluciones se hicieron a partir de 120 ng de ADN extraiacutedo

de la cepa de referencia de Leptospira

El liacutemite de deteccioacuten para la PCR muacuteltiple indica una alta sensibilidad analiacutetica en

condiciones de PCR real esto lo posiciona como un meacutetodo de diagnoacutestico

molecular de eleccioacuten para estudios posteriores que busquen validar su uso

potencial para el diagnoacutestico de leptospirosis (Levett et al 2005)

La teacutecnica fue capaz de identificar Leptospira patoacutegena y saproacutefita lo que coincide

con el estudio de Kositanont et al (2007) que muestran resultados similares esto

se atribuye al uso de los cebadores especiacuteficos para la amplificacioacuten de genes

conservados en cepas patoacutegenas y saprofitas Otros estudios como los realizados

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 35

por Cheema et al (2007) Moreno et al (2010) y Rosario et al (2012) no

lograron detectar Leptospira saprofitas soacutelo patoacutegenas pues en ese estudio se

implicoacute solamente los genes conservados en cepas patoacutegenas de Leptospira La

inhabilidad de poder diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y no patoacutegenas puede

ser una dificultad en estudios ambientales donde se quiera diferenciar entre los

distintos serovares sin embargo no tiene importancia en el aspecto cliacutenico pues

no se aiacutesla Leptospira saprofitas en muestras animales (Ceacutespedes et al 2010)

Sin embargo otros estudios (Ibaacutentildeez et al 2010)) han mostrado anticuerpos contra

Leptospira sp serovariedad patoc en 1159 monos Rhesus (Macaca mulatta) en

condiciones de cautiverio Con tiacutetulos que variaron de 120 a 180 Silva et al

(2010) recogioacute muestra de 388 animales (aves reptiles mamiacuteferos y peces) tanto

salvajes como en cautiverio resultando positivo a MAT el 265 de los animales

Los tiacutetulos seroloacutegicos predominante fueron de 140 y 180 para los serotipos

patoc andamana canicola icterohaemorrhagiae y panamaacute

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute estar compuesta por 19 microl de Agua

free nucleasa 16 microl de GoTaqreg qPCR Master Mix 2 microl de cada uno de los

iniciadores (Lep F1 Lep R1 PU1 SU1 y Lep R1) a una concentracioacuten de 100

[Pmol] y 5 microl de ADN a un volumen final de 50 microl con una amplificacioacuten de 40

ciclos En una publicacioacuten similar realizada por Kosinatont et al (2007) utilizan 5microl

de buffer PCR 8 microl de MgCl2 1microl de cada iniciador a 20 [Pmol] y 5 microl de ADN a un

volumen final de 50microl Las condiciones de PCR consistieron de 35 ciclos Las

diferentes concentraciones de reactivos en ambos estudios se deben

probablemente a que las condiciones de laboratorio son diferentes en todas las

regiones ademaacutes del uso en el presente ensayo de un master mix comercial que

incluye todos los componentes para la PCR cuantitativa como son ADN Taq

polimerasa dATP dGTP dCTP dTTP y MgCl2 a excepcioacuten del ADN de la

muestra los cebadores y agua Utilizar este master mix evita errores en el

alineamiento de los cebadores en la temperatura de disociacioacuten de las cadenas

tanto del templado como del producto de la PCR la especificad del producto la

formacioacuten de diacutemero de cebadores y en la inhibicioacuten de la Taq polimerasa por

altas concentraciones de KCl o NaCl (Martinez et al 2004)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 36

En cuanto a los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia

en la capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y

saproacutefitas Eacuteste se puso a prueba debido a su utilizacioacuten en los medios de cultivo

cuando se toman muestras en el campo Su eficacia radica en que se une de

forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial para la siacutentesis de

nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases nitrogenadas que

forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se puede replicar lo

que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002) el 5-fluoracilo no fue una

sustancia inhibidora de la PCR pues no provoca el bloqueo directo total o parcial

de la actividad cataliacutetica de la ADN polimerasa o inhibe la unioacuten directa al ADN de

doble cadena (Newsletter Microbial 2009)

La extraccioacuten de ADN se hizo por calentamiento y con el kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) con el fin de determinar cuaacutel de los meacutetodos era el maacutes

efectivo para la extraccioacuten resultando ser la extraccioacuten por calentamiento ya que

fue capaz de detectar 8 muestras de 19 mientras que con el kit de extraccioacuten soacutelo

se lograron identificar 2 de 8 muestras Aunque con este meacutetodo ademaacutes de ser

de menor costoso se obtiene mayores valores de concentracioacuten y rendimiento de

ADN en el menor tiempo aportaacutendole rapidez y simplicidad a la prueba la pureza

del mismo es baja La importancia del proceso de purificacioacuten del material

geneacutetico es recobrar el producto maacuteximo de ADN de alto peso molecular libre de

proteiacutenas fenol e inhibidores de la Taq polimerasa El ADN de alta calidad es un

prerrequisito para su uso en teacutecnicas de biologiacutea molecular en este caso PCR

para la identificacioacuten de las secuencias especificas de ADN mediante el uso de

cebadores no asiacute el ADN degradado no sustenta la integridad de los sitios

blancos para los cebadores y consecuentemente afectar la calidad de la PCR

(Rada et al 1998)

Ademaacutes de la extraccioacuten de ADN por calentamiento existen otras teacutecnicas como

son meacutetodo fenol-cloroformo meacutetodo del acetato de potasio meacutetodo del acetato

de potasio modificado y meacutetodo de bromuro de cetil-trimetil amonio cuya base

principal es provocar una lisis celular para inactivar las nucleasas celulares y

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 37

separar los aacutecidos nucleicos de los restos de ceacutelulas (Fraga et al 2004) (Velasco

2005)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 38

7 CONCLUSIOacuteN

El PCR multiplex fue capaz de diferenciar entre Leptospira saprofita y

patoacutegena

Se obtuvo una baja sensibilidad pero alta especificidad

El 5-fluoracilo no mostro alteracioacuten en el proceso de amplificacioacuten

La mezcla maacutes adecuada fue la mezcla 1 compuesta por Agua free

nucleasa 19 microl Master mix 16 microl cebador 1 (Lep F1) 2 microl cebador 2-5

(LepR1) 4 microl cebador 3 (PU1) 2 microl cebador 4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl

Se obtuvo una alta sensibilidad analiacutetica o liacutemite de deteccioacuten capaz de

detectar hasta 0012 ng de ADN

El meacutetodo de extraccioacuten maacutes efectivo fue por calentamiento que por el kit

de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 39

8 RECOMENDACIONES

Validar la teacutecnica con una poblacioacuten maacutes representativa

Publicar los resultados de esta investigacioacuten con el fin de seguir mejorando

el diagnoacutestico de leptospirosis por PCR

Promover el uso de la PCR para un diagnoacutestico raacutepido de leptospirosis en

animales domeacutesticos

Realizar estudios de las fuentes de agua para la caracterizacioacuten de las

zonas de riesgo

Estandarizar teacutecnicas de diagnoacutestico de campo para fortalecer los sistemas

de vigilancia activa

Ofrecer charlas a las poblaciones con mayor prevalencia de leptospirosis

sobre el papel que juegan los animales en la transmisioacuten de la enfermedad

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 40

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Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 47

ANEXOS

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 48

Kit de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

1 20 microl de proteinasa K en eppendorf

2 Agregar 200 microl de la muestra

3 Agregar 200 microl de buffer AL y bortear por 5 segundos

4 Incubar a 56 ordmC por 10 minutos

5 Centrifugar brevemente

6 Agregar 200 microl de etanol (96 ndash 100)

7 Pasar la mezcla del paso 6 y colocarlo en un tubo de ensayo colector

procurando no tocar los bordes y centrifugar a 8000 rpm por 1 minuto Cambiar el

tubo colector descartando el contenido

8 Agregar en el centro de la columna 500 microl de buffer AW1 Centrifugar por 8000

rpm por 1 minuto luego descartar tubo colector y el contenido cambiando a un

nuevo tubo colector

9 Agregar 500 microl de buffer AW2 en el centro de la membrana y centrifugar a

14000 rpm por 3 minutos

10 Pasar la columna a eppendorf y centrifugar a velocidad maacutexima por 1 minuto

11 Pasar la columna a eppendorf y agregar 100 microl de buffer AE incubar a

temperatura ambiente por 1 minuto luego centrifugar a 8000 rpm por un minuto

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Tabla 4 Cepario de referencia de Holanda

Especie Serogrupo Serovar Cepa de referencia

L Interrogans

Australis Australis Ballico

Autumnalis Autumnalis Akiyami A

Betaviae Betaviae Swart

Canicola Canicola Hond Utrechit IV

Djasiman Djasiman Djasiman

Hebdomadis Hebdomadis Hebdomadis

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagica RGA

Icterohaemorrhagia Copenhageni M20

Icterohaemorrhagia Copenhageni Wijnberg

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagia Kantorowic

Pomona Pomona Pomona

Pyrogenes Pyrogenes Salinem

Sejroe Hardjo Hardjoprajitho

Sejroe Wolffi 3705

L Noguchi

Australis Nicaragua 1011

Lousiana Lousiana LSU 1945

Panama Panama CZ 214

L Biorgpetersenii

Ballum Castellones Castellon 3

Javanica Javanica Veldrat Batavia

Mini Mini Sari

Serjoe Serjoe M 84

Tarassovi Tarassovi Pereplitsin

L welii

Celledoni Celledoni Celledoni

Manhao Qingshui L 105

Sarnin Sarm 11 Sarnin

L Kirschneri

Cynopteri Cynopteri 3522 C

Grippotyphosa Grippotyphosa Moskva V

L Neyeri Ranarum Ranarum ICF

L Santarosal Sherman Shermani 1342 K

L Biflexa Semaranga Patoc Patoc 1

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 9

1 INTRODUCCIOacuteN

Las Leptospira son bacterias Gram negativas que miden 0-1microm de diaacutemetro y 6-

20microm de largo Estas espiroquetas pertenecen a la familia Leptospiraceae orden

Spirochaetales y claacutesicamente comprenden 2 especies L interrogans y L biflexa

siendo la primera patoacutegena y la segunda saproacutefita Leptospira interrogans incluye

alrededor de 23 serogrupos y 218 serovares y L biflexa 28 serogrupos y 60

serovares (Zunido et al 2007 Desvars et al 2008)

Los hueacutespedes reservorios son los animales silvestres y domeacutesticos aunque el

agente tambieacuten se ha aislado de otros vertebrados como aves y anfibios los que

eliminan las Leptospira con la orina por periodos de tiempos variables

dependiendo de la especie animal (Ceacutespedes et al 2007)

La leptospirosis tiene en Nicaragua un comportamiento endemo-epideacutemico con

una notificacioacuten 2 casos como promedio semanal En el periacuteodo de lluvias

(octubre-noviembre) este promedio semanal se eleva hasta 8 casos La regioacuten

Occidental (Departamentos de Leoacuten y Chinandega) son los que con maacutes

frecuencia reportan la ocurrencia de brotes epideacutemicos

Los cuadros de leptospirosis humana en cuya fase terminal ocurre la hemorragia

pulmonar se han presentado en Nicaragua a partir de 1995 con grandes brotes

epideacutemicos en 1995 1998 y 2007 todos ellos asociados a intensas lluvias (Pelaacuteez

et al 2007)

En Nicaragua como en el resto de paiacuteses del mundo la prueba de oro para el

diagnoacutestico de Leptospira es la prueba de Aglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) (OPS

2008) sin embargo esta teacutecnica tiene desventajas tales como no diferencia entre

anticuerpos vacunales y de infeccioacuten utiliza como antiacutegeno Leptospira vivas

siendo tedioso el mantenimiento de las cepas y un riesgo potencial para el

personal del laboratorio Para obtener una sensibilidad adecuada se deben utilizar

como antiacutegenos cepas representativas de todos los serogrupos presentes en el

paiacutes o regioacuten y de todos los serovares adaptados a la especie objeto de estudio

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 10

Otro meacutetodo directo de diagnoacutestico es el cultivo pero es limitado y requiere de

mucho tiempo (Alonso et al 2001)

Diversos estudios han demostrado una sensibilidad y especificad de la PCR de

hasta el 100 siendo asiacute una herramienta uacutetil en el diagnoacutestico precoz de

leptospirosis sobre todo en las formas graves de la enfermedad (Ceacutespedes et al

2007)

Por las razones citadas anteriormente se pretende estandarizar una multiplex PCR

para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y patoacutegena en muestras de animales

domeacutesticos y asiacute validar su alta sensibilidad y especificidad Esta teacutecnica ha

servido para detectar e identificar Leptospira en sangre liacutequido cefalorraquiacutedeo

humor acuoso y orina Ademaacutes puede diferenciar con rapidez las formas

patoacutegenas de las no patoacutegenas (Green et al 2008)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 11

11 ANTECEDENTES

En 2001 se llevoacute a cabo la identificacioacuten de aislamientos de Leptospira por

meacutetodos seroloacutegicos y geneacuteticos en tres provincias de Cuba Se estudiaron 18

cepas de Leptospira aisladas de pacientes con leptospirosis humana en los

resultados por MAT las cepas fueron agrupadas entre los serogrupos ballum

pomoma caniacutecola e icterohaemorrhagiae Se determinoacute el serovar de 7 de las

cepas estudiadas con el uso de los anticuerpos monoclonales Para la totalidad de

las cepas se obtuvo por reaccioacuten en cadena de la polimerasa un fragmento

amplificado de 631 pb El anaacutelisis con enzimas de restriccioacuten del producto

amplificado originoacute iguales patrones de restriccioacuten en todas las cepas estudiadas

(Victoria et al 2001)

En 2007 se efectuoacute la deteccioacuten de Leptospira patoacutegenas en animales por PCR

basado en los genes lipL21 y lipL32 en India Se recogieron muestras de suero y

tejido de bovinos buacutefalos y cobayos junto a becerros experimentalmente

infectados A los cuales se les realizoacute PCR usando los genes lipL21 y lipL32 asiacute

como los cebadores G1G2 y se determinoacute que todos los sueros tanto las

muestras colectada en campo como la de los animales infectados

experimentalmente fueron positivos tanto con el uso de cebadores G1G2 asiacute

como con los genes lipL21 y lipL32 (Cheema et al 2006)

Se desarrolloacute un estudio para la deteccioacuten y diferenciacioacuten entre Leptospira spp

patoacutegenas y saproacutefitas por multiplex PCR en la ciudad de Bangkok Tailandia Este

meacutetodo pudo amplificar 27 serovares patoacutegenos y 5 serovares saproacutefitas

mostrando una amplificacioacuten de 615 y 316 pares de bases (pb) respectivamente

(Kositanont et al 2007)

En 2007 se llevoacute a cabo la estandarizacioacuten y validacioacuten de una prueba de PCR

para el diagnoacutestico precoz de leptospirosis humana en zonas endeacutemicas del Peruacute

Amplificoacute el ADN de 25 serovares de seis especies de Leptospira spp No

amplificoacute las muestras de ADN de otros microorganismos patoacutegenos La

sensibilidad y especificidad del meacutetodo fue 100 in vitro Su sensibilidad fue de

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 12

100 (IC95 979 - 100) en muestras de sangre antes de los ocho primeros diacuteas

de enfermedad y de 30 (IC95 163 - 43-7) cuando el tiempo de enfermedad fue

mayor El PCR en orina tiene una baja sensibilidad (Ceacutespedes et al 2007)

En 2009 se realizoacute la deteccioacuten de Leptospira patoacutegenas en tejido renal de perros

vagos mediante PCR en tiempo real en la ciudad de Chillan Chile De los 72

perros a los que se les extrajo ADN de tejido renal el 597 de los perros resultoacute

infectado (Campos 2009)

En 2010 se realizoacute un estudio para la aplicacioacuten de las pruebas de PCR

convencional simple y muacuteltiple para la identificacioacuten de aislamientos de Leptospira

spp en Colombia los resultados maacutes consistentes fueron obtenidos con la PCR

simple lipL32 tanto en limite de deteccioacuten especificidad y utilidad para la

identificacioacuten de Leptospira spp (Moreno et al 2010)

Una multiplex PCR fue desarrollada para la deteccioacuten de Leptospira en muestras

de agua del ambiente obtenidas en un asentamiento de barrio en Petroacutepolis

ciudad de Rio de Janeiro Tres de las 100 muestras analizadas fueron positivas en

la multiplex PCR se consideroacute que dos muestras teniacutean Leptospira saproacutefitas y

una Leptospira patoacutegenas (Vital et al 2010)

En 2012 se caracterizoacute aislamientos cliacutenicos de Leptospira por meacutetodos

fenotiacutepicos y moleculares en la repuacuteblica de Nicaragua De las 8 cepas de

Leptospira aisladas de casos cliacutenicos mediante meacutetodos fenotiacutepicos y

moleculares para el primer meacutetodo ninguna de estas mostraron crecimiento a

13degC en medio suplementado con 8-azaguanina (225 mgMl) y para el segundo

meacutetodo los resultados de este ensayo demostraron la presencia de bandas de

amplificacioacuten de los genes OmpL1 y lipL32 para los ocho aislamientos (Rosario et

al 2012)

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12 JUSTIFICACIOacuteN

La leptospirosis es una zoonosis de distribucioacuten mundial que afecta a los

mamiacuteferos tanto domeacutesticos como silvestres aunque el agente tambieacuten se ha

aislado de otros vertebrados como aves y anfibios La enfermedad puede estar

causada por cualquiera de las espiroquetas paraacutesitas clasificadas dentro del

geacutenero Leptospira (Alonso et al 2001)

Es una zoonosis en Nicaragua que presenta una endemicidad constante tal y

como lo demuestran las estadiacutesticas de la enfermedad principalmente despueacutes de

lluvias fuertes e inundaciones Afectando de igual manera a humanos y animales

produciendo un gran impacto socioeconoacutemico para la poblacioacuten en general

El diagnoacutestico de la enfermedad es complejo debido a que no manifiesta siacutentomas

especiacuteficos y resulta difiacutecil realizar e interpretar los meacutetodos diagnoacutesticos de

referencia en base a cultivos bacterianos y a test seroloacutegicos para la identificacioacuten

de la especie y serovares (Levett et al 2001)

La reaccioacuten en cadena de la polimerasa (PCR) es una prueba de diagnoacutestico

molecular muy sensible y especiacutefico que sirve para detectar e identificar

Leptospira en sangre liacutequido cefalorraquiacutedeo humor acuoso y orina Esta teacutecnica

puede diferenciar con rapidez las formas patoacutegenas de las no patoacutegenas (Greene

et al 2008) Sin embargo la teacutecnica debe ser estandarizada en cada laboratorio

antes de ser utilidad en el diagnoacutestico y vigilancia de la enfermedad El objetivo de

este estudio fue estandarizar una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira

saproacutefita y patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos Esta teacutecnica

proporcionaraacute una alterativa maacutes raacutepida que el aislamiento asiacute como una

clasificacioacuten confiable de Leptospira patoacutegenas y saproacutefitas circulante en animales

domeacutesticos

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

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13 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

iquestCuaacuteles son los paraacutemetros oacuteptimos en la estandarizacioacuten de una multiplex PCR

para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y patoacutegena en muestras de animales

domeacutesticos

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 15

2 OBJETIVOS

21 General

Estandarizar una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y

patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos

22 Especiacutefico

Establecer el liacutemite deteccioacuten de multiplex PCR en muestras sanguiacuteneas y orina

Determinar la sensibilidad y especificidad de muacuteltiplex PCR para el diagnoacutestico de

Leptospira

Clasificar las cepas de Leptospira como saproacutefita y patoacutegena a traveacutes de multiplex

PCR

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 16

3 MARCO TEOacuteRICO

Las Leptospira son bacterias pertenecientes al orden Spirochaetales familia

Leptospiraceae y geacutenero Leptospira Aunque son bacterias Gram negativas no se

tintildeen bien mediante los colorantes convencionales por lo que habitualmente se

visualizan por medio de la microscopiacutea de campo oscuro La impregnacioacuten

argeacutentica y las teacutecnicas de inmunohistoquiacutemicas se utilizan para poner en

manifiesto su presencia en tejidos (Quinn et al 2002)

Su tamantildeo es de 025 por 6-25 microm tienen forma ciliacutendrica y helicoidal con dos

filamentos axiales insertados en los extremos del cuerpo celular que actuacutean como

citoesqueleto y le permiten el movimiento (Bharti et al 2003)

Estas son moacuteviles describen tres tipos de movimientos rotacioacuten alrededor de su

eje central movimientos progresivos rectos y movimientos circulares (Bharti et al

2003) son aerobios obligados que se desarrollan a una temperatura de 28 a

30degC Son catalasa y oxidasa positivo creciendo en medios simples enriquecidos

con vitaminas aacutecidos grasos de cadena larga y sales de amonio (Levett 2001)

Su genoma consiste en dos cromosomas circulares uno de mayor tamantildeo que

asciende a 4332241 bp y uno pequentildeo de 358943 bp los que juntos suman

4691184 bp (Ren et al 2003)

La bacteria no se multiplica fuera del hueacutesped y es considerablemente

dependiente del medio puesto que es muy susceptible a la desecacioacuten a pH

inferiores a 6 o superiores a 8 y temperaturas menores a 10ordmC o mayores a 34ordmC

le resultan nocivos (McDonough 2001) Asiacute como la luz solar directa la

hipersalinidad los desinfectantes corrientes los detergentes y el jaboacuten pueden

afectar al microorganismo (Zamora et al 1999)

Los organismos de Leptospira sobreviven hasta 180 diacuteas en suelos huacutemedos por

varios meses en superficies acuosas y sobreviven auacuten mejor en agua estancada

que en movimiento (McDonough 2001 Acosta et al 1994)

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 17

31 Mecanismos de transmisioacuten

Las Leptospira se transmiten por contacto directo o indirecto La transmisioacuten

directa ocurre a traveacutes de orina infectada transferencia veneacuterea o

transplacentaria heridas por mordedura o ingestioacuten de tejidos infectados La

transmisioacuten indirecta se da a traveacutes de la exposicioacuten de los animales susceptibles

agua suelo alimento o camas contaminadas (Greene et al 2008)

Existen dos tipos de hueacutespedes involucrados en la transmisioacuten de la enfermedad

Los hueacutespedes primarios constituidos por aquellas especies que no desarrollan

una sintomatologiacutea evidente y que son capaces de eliminar por periodos

prolongados la bacteria y los hueacutespedes secundarios conformados por aquellas

especies que por el contrario enferman gravemente y no alcanzan a liberar la

bacteria o lo hacen por un periodo reducido (McDonough 2001)

32 Clasificacioacuten

A partir de 1989 el geacutenero Leptospira fue dividido en dos especies L interrogans

que comprendiacutea a todas las cepas patoacutegenas y L biflexa que incluiacutea a las cepas

saproacutefitas aisladas del medio ambiente Ambas fueron divididas en numerosos

serovares definidos por aglutinacioacuten Sobre 60 y 200 serovares han sido

reconocidos para L biflexa y L interrogans respectivamente Los serovares que

se encontraban relacionados antigeacutenicamente fueron agrupados como serogrupos

(Levett 2001)

33 Patogeacutenesis

La Leptospira es resistente a la actividad bactericida del suero normal y en

ausencia de anticuerpos especiacuteficos no es fagocitada ni destruida por los

polimorfonucleares o macroacutefagos Despueacutes de penetrar la piel o las mucosas la

Leptospira hace una bacteriemia que inicialmente alcanza todas las partes del

cuerpo incluyendo el liacutequido cefalorraquiacutedeo (LCR) y los ojos y genera la

produccioacuten de anticuerpos aglutinantes y el fenoacutemeno de opsonizacioacuten entre los

diacuteas 5 y 7 Si esta respuesta no es suficiente para detener su progreso la

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 18

Leptospira avanza en los tejidos Alliacute se multiplica en forma acelerada deja de ser

encontrada en la sangre y se elimina por la orina durante semanas o meses (fase

inmune o de leptospiruria) (Acosta et al 1994)

La leptospirosis puede presentarse con diferentes formas grados y combinaciones

de compromiso orgaacutenico ya sea como un cuadro febril inespeciacutefico como

afeccioacuten preferente de uno o maacutes oacuterganos involucrados o como una enfermedad

grave con compromiso multiorgaacutenico y alta letalidad (Zunino y Pizarro 2007)

La etapa aguda o septiceacutemica de alrededor de 1 semana seguida de una fase

inmune caracterizada por la produccioacuten de anticuerpos y eliminacioacuten de la

bacteria a traveacutes de la orina La mayor complicacioacuten de la patologiacutea se encuentra

asociada a la localizacioacuten de las bacterias en los tejidos durante la fase inmune

alrededor de la segunda semana de la patologiacutea (Levett 2001)

En animales susceptibles la lesioacuten de las membranas de los gloacutebulos rojos y de

las ceacutelulas endoteliales junto con el dantildeo hepatocelular desencadena anemia

hemoliacutetica ictericia hemoglobinuria y hemorragia (Quinn et al 2002)

La superficie de las ceacutelulas bacterianas constituye una interfase entre el patoacutegeno

y el hospedador formando un sitio de interaccioacuten con los tejidos durante la

infeccioacuten Para los patoacutegenos extracelulares la superficie bacteriana es tambieacuten el

blanco de la respuesta inmune del hospedador (Cullen et al 2005) Se ha

sentildealado que LipL32 interactuacutea con componentes de la matriz extracelular como el

colaacutegeno y que existe una respuesta de inmunoglobulina M contra la lipoproteiacutena

durante la fase aguda y convaleciente de leptospirosis en humanos (Hauk et al

2008)

34 Sintomatologiacutea

Las manifestaciones oculares incluyen efusioacuten conjuntival presencia de ictericia

en la escleroacutetica y uveiacutetis Esta uacuteltima puede ser unilateral o bilateral y puede

presentarse semanas meses y ocasionalmente en antildeos posterior a la

enfermedad aguda (Levett 2001)

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 19

Las alteraciones reproductivas pueden ocurrir posterior a una infeccioacuten y la

leptospirosis debe ser considerada como diagnoacutestico diferencial en casos de

aborto o muerte perinatal (Andreacute Fontaine 2006)

En bovinos la enfermedad puede ser aguda subaguda y croacutenica En la forma

aguda son maacutes susceptibles los animales de un mes de edad Se caracteriza por

septicemia fiebre de 405 Cdeg anorexia petequias en mucosas depresioacuten

ictericia anemia hemoliacutetica con hemoglobinuria palidez de las mucosas disnea

suele ocurrir aborto baja de la produccioacuten de la leche y ocasionalmente mastitis

En la forma subaguda se presentan los mismos siacutentomas la fiebre es de 39 a 40

Cdeg existe baja de la produccioacuten laacutectea y esta es de color rojo o anaranjado

amarillento En la forma croacutenica generalmente los siacutentomas son aborto que se

presenta en el uacuteltimo tercio de la gestacioacuten ocasionalmente se puede presentar

meningitis leptospiroacutesica incoordinacioacuten sialorrea conjuntivitis y rigidez muscular

En porcinos generalmente se presenta la forma croacutenica en ovinos y caprinos no

se conoce mucho la enfermedad debido a su poca frecuencia y la mayor parte de

los animales afectados se encuentran muertos con apariencia septiceacutemica en

equinos se presenta la forma subaguda en perros y gatos se presenta la

enfermedad desde formas subcliacutenicas hasta formas graves en animales

silvestres la mayoriacutea estaacuten adaptados y no manifiestan siacutentomas cliacutenicos (Acha et

al 1978)

35 Diagnoacutestico

Debido a que las manifestaciones cliacutenicas de la leptospirosis variacutean en tipo y

gravedad tanto en los hombres como en animales es difiacutecil su diagnoacutestico cliacutenico

hacieacutendose necesaria la confirmacioacuten de los casos mediante pruebas de

laboratorio existen pruebas que sin ser especiacuteficas para la enfermedad pueden

orientar al cliacutenico hacia el diagnoacutestico de leptospirosis (Ceacutespedes 2005)

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 20

351 Diagnoacutestico epidemioloacutegico

La anamnesis debe incluir datos sobre la eacutepoca del antildeo en la que aparecioacute el

brote la aptitud del rebantildeo el estado sanitario del mismo el contacto con otras

especies domeacutesticas la sintomatologiacutea predominante y si se realiza vacunacioacuten

frente a la leptospirosis Asimismo deberaacute obtenerse informacioacuten sobre el nuacutemero

de animales afectados la edad de los mismos y la fase de la gestacioacuten en que se

produce el aborto (Alonso et al 2001)

352 Pruebas Diagnoacutesticas

Se basa en el cultivo del organismo la demostracioacuten seroloacutegica o el diagnoacutestico

molecular (Dammert 2005)

3521 Cultivo

La Leptospira se puede aislar de muestras de sangre y liacutequido cefalorraquiacutedeo en

los primeros 7-10 diacuteas de la enfermedad y en la orina puede ser detectada durante

la segunda y tercera semana de la enfermedad (Bharti 2003) Una vez tomada la

muestra esta se debe inocular en 10 ml de medio semisoacutelido que contenga 5-

fluoracilo

El cultivo debe ser incubado a 28-30 degC y ser examinado semanalmente en el

microscopio de campo oscuro durante 13 semanas antes de ser descartado Los

cultivos contaminados pueden ser filtrados antes de recultivarlos a un medio

nuevo (Levett 2001)

Existen otros medios recientemente desarrollados uacutetiles en el aislamiento de la

Leptospira medio EMJH (Ellinghausen y Mcllough modificado por Johnson y

Harries) y el medio Tween 80-albuacutemina este uacuteltimo considerado el mejor

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 21

Como el cultivo tiene el inconveniente de ser muy largo (5-6 semanas de

incubacioacuten) no se debe considerar para definir una conducta terapeacuteutica inicial

(Acosta et al 1994)

3522 Pruebas seroloacutegicas

Las pruebas seroloacutegicas constituyen el procedimiento de laboratorio utilizado con

maacutes frecuencia para confirmar el diagnoacutestico cliacutenico para determinar la

prevalencia en el rebantildeo y para realizar los estudios epidemioloacutegicos Los

anticuerpos de las Leptospira aparecen a los pocos diacuteas del comienzo de la

enfermedad y persisten durante semanas o meses y en algunos casos antildeos

Desafortunadamente los tiacutetulos de anticuerpos puede que desciendan hasta

niveles indetectables mientras los animales permanecen infectados croacutenicamente

Para superar este problema se necesitan meacutetodos sensibles que detecten el

microorganismo en la orina o en el tracto genital de portadores croacutenicos

Se ha descrito una amplia variedad de pruebas seroloacutegicas que muestran grados

variables de especificidad de serogrupo y de serotipo La prueba de la aglutinacioacuten

microscoacutepica (MAT) y el enzimoinmunoensayo (ELISA) contribuyen al diagnoacutestico

veterinario (OIE 2008)

35221 Prueba de Aglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) La prueba MAT en la

que se emplean antiacutegenos vivos es la prueba seroloacutegica maacutes ampliamente

utilizada Constituye la prueba de referencia frente a la que se evaluacutean todas las

otras pruebas seroloacutegicas y se utiliza en las comprobaciones para la

importacioacutenexportacioacuten (OIE 2008)

El MAT posee una alta sensibilidad y especificidad siendo sus resultados

utilizados para identificar el serovar o serogrupo infectante pero requiere de la

experiencia del operador y la variacioacuten diagnoacutestica entre laboratorios es elevada

(Bharti et al 2003) Para llevarlo a cabo se requiere que el laboratorio cuente con

cultivos vivos de todos los serovares para emplearlos como antiacutegenos

consideraacutendose que su interpretacioacuten es complicada debido a la alta degradacioacuten

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 22

presencia de reaccioacuten cruzada entre diferentes serogrupos y a reacciones

paradoacutejicas (Levett 2001)

35222 Otras pruebas seroloacutegicas Debido a la complejidad de la prueba de

Aglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) se ha desarrollado otras pruebas seroloacutegicas

para la deteccioacuten de anticuerpos antileptospira en la fase aguda de la infeccioacuten La

fijacioacuten de complemento (CF) fue ampliamente usado pero el meacutetodo no fue

estandarizado La prueba de Fijacioacuten de complemento ha sido reemplazada por el

meacutetodo ELISA (Levett 2001)

El ELISA se utiliza tanto para la deteccioacuten de anticuerpos en la leche como en el

suero permitiendo ademaacutes diferenciar entre IgG e IgM (Alonso et al 2001) En

este ensayo se detecta IgM antileptospira tan solo 1 semana despueacutes de la

infeccioacuten antes de que esteacuten presentes los anticuerpos aglutinantes Los

anticuerpos IgG se detectan comenzando 2 semanas despueacutes de la infeccioacuten y

persisten durante largos periodos de tiempo (OIE 2008)

La deteccioacuten de IgM en suero por ELISA es maacutes sensible que el MAT cuando la

primera muestra se toma en la fase aguda de la enfermedad (Ceacutespedes 2005)

Ademaacutes presenta otras ventajas frente al MAT como es el hecho de no presentar

riesgo sanitario para los operarios ser de faacutecil estandarizacioacuten y ser una prueba

en la que las reacciones cruzadas son poco frecuentes Sus principales

desventajas son que normalmente son serovar especiacuteficos con lo cual no

obtendremos informacioacuten acerca de una posible infeccioacuten por otros serovares y

que no permite diferenciar entre anticuerpos vacunales y de infeccioacuten (Alonso et

al 2001)

3523 Diagnoacutestico molecular

35231 Reaccioacuten en cadena de la polimerasa (PCR)

La PCR es un meacutetodo in vitro de siacutentesis de ADN con el que un segmento

particular de este es especiacuteficamente amplificado al ser delimitado por un par de

cebadores o iniciadores que lo flanquean Su copiado se logra en forma

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 23

exponencial a traveacutes de repetidos ciclos de diferentes periodos y temperaturas de

incubacioacuten en presencia de una enzima ADN polimerasa termoestable Asiacute se

obtienen en cuestioacuten de horas millones de copias de la secuencia deseada del

ADN

La PCR es una teacutecnica de biologiacutea molecular altamente especiacutefica raacutepida

sensible y versaacutetil para detectar cantidades iacutenfimas de un cierto ADN especiacutefico

posibilitando su faacutecil identificacioacuten (Rodriacuteguez et al 2004)

El meacutetodo se basa en su forma maacutes simple en la realizacioacuten de tres reacciones

sucesivas llevadas a cabo a distintas temperaturas Estas reacciones se repiten

ciacuteclicamente entre veinte y cuarenta veces La muestra se calienta en el primer

paso hasta lograr la separacioacuten de las dos cadenas que constituyen el ADN

hecho que se conoce como desnaturalizacioacuten (Satz et al 1993) En el segundo

ocurre la hibridacioacuten de las cadenas desnaturalizadas del ADN blanco con los

denominados cebadores o iniciadores (ADN sinteacutetico de hebra sencilla) a una

temperatura que facilita el apareamiento de las bases nitrogenadas

complementarias de ambas clases de ADNs (Rodriacuteguez et al 2004) Por uacuteltimo se

da la reaccioacuten de extensioacuten que generalmente es llevada a cabo a una

temperatura intermedia en la cual la ADN polimerasa copia el ADN entre las

secuencias correspondientes a los oligonucleoacutetidos iniciadores (Torres et al

1995) La deteccioacuten se realiza mediante electroforesis en gel de agarosa y tincioacuten

con bromuro de etidio (Costa 2004)

En los uacuteltimos antildeos se ha desarrollado PCR en muestras bioloacutegicas como orina

suero liacutequido cefalorraquiacutedeo y tejido renal posicionaacutendose la teacutecnica como una

herramienta de diagnoacutestico sensible y especiacutefica en la deteccioacuten e identificacioacuten

de Leptospira spp (Levett 2001 Branger et al 2005)

Una limitacioacuten de diagnoacutestico basado en la PCR de la leptospirosis es la

incapacidad de la mayoriacutea de los ensayos de PCR para identificar el serovar

infectante Si bien esto no es significativo para la gestioacuten individual del paciente la

identidad del serovar tiene un importante valor epidemioloacutegico y en salud puacuteblica

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 24

Las estrategias disentildeadas para superar este obstaacuteculo han incluido la digestioacuten de

productos de PCR con endonucleasas de restriccioacuten secuenciacioacuten directa de los

amplicones y Anaacutelisis de Conformacioacuten de Cadena Sencilla (SSCP)

Genomospecies de Leptospira pueden ser diferenciadas despueacutes de la PCR por

electroforesis en geles de poliacrilamida no desnaturalizante seguido por tincioacuten

con plata y sin el paso adicional de purificacioacuten y desnaturalizacioacuten (Ahmad et al

2005)

35232 Reaccioacuten en cadena de la polimerasa muacuteltiple

La PCR muacuteltiple son reacciones que consiguen amplificar simultaacuteneamente y en

un uacutenico tubo diferentes secuencias diana permitiendo la deteccioacuten e

identificacioacuten simultaacutenea de distintos genes de intereacutes (Mendez et al 2004)

35233 Fingerprinting

Un desarrollo reciente en el anaacutelisis del ADN ribotipificacioacuten se basa en el

Polimorfismo de Longitud de Fragmentos de Restriccioacuten (RFLP) Posterior a la

electroforesis del gel Agarosa el ADN es trasferido sobre una membrana y

posteriormente hibridado con sondas marcadas desde el 16S al 23S de la cadena

de ARN por lo tanto nos da una interpretacioacuten maacutes raacutepida y faacutecil del Fingerprints

Este meacutetodo es una herramienta uacutetil para la tipificacioacuten molecular de Leptospira

ya que esta metodologiacutea utiliza reactivos disponibles comercialmente puede ser

aplicada por laboratorio de diagnoacutestico y no requiere el mantenimiento de todas

las cepas de referencia y correspondientemente suero inmune de conejo La

tipificacioacuten ribosomal tambieacuten nos provee informacioacuten sobre la relacioacuten genoacutemica

basado en la similitud que tienen en comuacuten fragmentos de cadenas de Leptospira

(Terpstra et al 1986)

35234 Anticuerpo monoclonales

Los anticuerpos monoclonales son glicoproteiacutenas especializadas que hacen parte

del sistema inmune producidas por las ceacutelulas B con la capacidad de conocer

moleacuteculas especificas (Antiacutegenos) Los anticuerpos monoclonales son

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 25

herramientas esenciales en el aacutembito cliacutenico y biotecnoloacutegico y han probado ser

uacutetiles en el diagnoacutestico y tratamiento de enfermedades infecciosas inmunoloacutegicas

y neoplaacutesicas asiacute como tambieacuten en el estudio de las interacciones patoacutegenas-

hospedador y la marcacioacuten deteccioacuten y cuantificacioacuten de diversas moleacuteculas

(Machado et al 2006)

Se han preparado anticuerpos monoclonales de conejo que aglutinan Leptospira y

los serovares pueden ser identificados con base en patrones caracteriacutesticos de

aglutinacioacuten Preparar anticuerpos monoclonales es difiacutecil y toma tiempo pero

usarlos en la MAT para serotipificar es faacutecil y da resultados raacutepidos Actualmente

estaacuten disponibles anticuerpos monoclonales para tipificar cerca de la mitad de los

serovares maacutes comunes actualmente reconocidos (OMS 2008)

35235 Secuenciacioacuten del ARNr 16S

La amplificacioacuten del gen para su posterior secuenciacioacuten parte preferentemente

de ADN extraiacutedo de un cultivo puro de la bacteria pero tambieacuten puede

conseguirse directamente de una muestra cliacutenica

El meacutetodo molecular de identificacioacuten bacteriana mediante secuenciacioacuten del

ADNr 16S incluye tres etapas a) amplificacioacuten del gen a partir de la muestra

apropiada b) determinacioacuten de la secuencia de nucleoacutetidos del amplicoacuten y c)

anaacutelisis de la secuencia (Rodicio et al 2004)

La secuenciacioacuten del ARNr 16S es un meacutetodo potente y simplificado para la

identificacioacuten de especies Leptospira (Morey et al 2006)

35236 Microarrays

El anaacutelisis de microarray consiste en la deteccioacuten e identificacioacuten simultaacutenea de un

patoacutegeno desde la misma muestra para asiacute ser implementado en los laboratorios

cliacutenicos de microbiologiacutea con facilidad y exactitud

Microarray simplemente se define como una coleccioacuten de caracteriacutesticas

microscoacutepicas (maacutes comuacutenmente ADN) que se puede probar con moleacuteculas diana

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 26

para producir ya sea (expresioacuten geacutenica) cuantitativa o los datos cualitativos

(diagnoacutestico)

El anaacutelisis por medio de microarray tiene la capacidad de ofrecer una fuerte

deteccioacuten muacuteltiple Existen plataformas de microarrays muacuteltiples incluyendo

impresos de ADN de doble cadena y matrices de oligonucleoacutetidos

Los microarrays permiten el depoacutesito de miles de puntos conteniendo genes o

parte de genes sobre un portaobjetos para su estudio en paralelo De esta manera

es posible tener una visioacuten instantaacutenea de actividad de genomas completos o de

un grupo selecto de genes (Miller et al 2009)

En los estudios de microarrays se combinan las teacutecnicas de hibridizacioacuten de

aacutecidos nucleicos y deteccioacuten por fluorescencia De esta manera soacutelo en los

puntos del portaobjeto donde haya ocurrido hibridizacioacuten habraacute fluorescencia y la

intensidad de la fluorescencia detectada seraacute proporcional al nivel de expresioacuten

del gen en estudio

Una condicioacuten indispensable es que cada uno de los genes que esteacute representado

sea faacutecilmente distinguible de otros En otras palabras la porcioacuten del gen

inmovilizada en el portaobjeto debe llevar consigo independientemente de su

tamantildeo su ceacutedula de identidad (Barrero 2005)

La hibridacioacuten genoacutemica comparada (CGH) ha demostrado ser una herramienta

muy poderosa para las comparaciones genoacutemicas de alto rendimiento entre

especies patoacutegenas y no patoacutegenas y la exploracioacuten del genoma de muchas

especies bacterianas Las secuencias genoacutemicas disponibles de L interrogans

serovar Lai y copenhageni se utilizaron para disentildear una matriz de mosaico (Eribo

et al 2012)

35237 Enzimas de Restriccioacuten

El meacutetodo consiste en la extraccioacuten de ADN a partir de una poblacioacuten homogeacutenea

de organismos la digestioacuten del ADN con una endonucleasa de restriccioacuten y la

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 27

electroforesis en gel de agarosa del ADN Debido a que las endonucleasas de

restriccioacuten reconocen y se unen al ADN de doble cadena especiacuteficamente a la

secuencia 4 oacute 6 de pares de bases se genera un conjunto de fragmentos La

migracioacuten de estos fragmentos en gel de agarosa estaacute relacionada con el peso

molecular un patroacuten de bandas se puede ver en el gel por la luz ultravioleta siacute se

tintildeeron con bromuro de etidio o por autorradiografiacutea Estos modelos constituyen

una huella digital caracteriacutestico de cualquier ADN en particular (Marshall et al

1981)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 28

4 MATERIAL Y MEacuteTODO

41 Tipo de estudio Ensayo de laboratorio

42 Cepas En este estudio se emplearon 30 cepas distribuidas en 24 serogrupos

de Leptospira proporcionados por Centro Nacional de Diagnoacutestico y Referencia

(CNDR)

43 Muestras Las condiciones de crecimiento para la Leptospira fueron de 28-

30degC durante siete diacuteas en el medio Ellinghaussen-McCullough-Johnson-Harris

(EMJH)

45 PCR cebadores y condiciones de amplificacioacuten

Los cebadores de oligonucleoacutetidos LepF1 PU1 y LepR1 que corresponden a las

posiciones 8461 a 8480 8720 a 8738 y 9334 a 9316 respectivamente fueron

disentildeados para unirse a regioacuten 23S del ADNr la cual corresponde a la secuencia

de Leptospira interrogans (patoacutegena)

Los cebadores SU1 y LepR1 fueron disentildeados para serovares de saproacutefitas que

corresponden a la posicioacuten 326 a 343 y 641 a 623 respectivamente basado en la

secuencia parcial del ADNr de Leptospira biflexa La secuencia de los cebadores

se demuestra en la tabla 1

Tabla1 Cebadores utilizados en la amplificacioacuten

Cebador Secuenciacioacuten 5` a 3` Especificidad Posicioacuten de la base

LepF1 GTTACCAAGCACAAGATTAG Leptospira spp 8461 - 8480

LepR1 TAGTCCCGATTACATTTTC Leptospira spp 9334 - 9316

PU1 TATCAGAGCCTT TTAATGG Patoacutegena 8720 - 8738

SU1 TTTAGGGTTAGCGTGGTA Saproacutefita 326 - 343

LepR1 TAGTCCCGATTACATTTTC Leptospira spp 641 - 623

El ADN de la Leptospira fue amplificado usando LepF1 (5

GTTACCAAGCACAAGATTAG 3) y LepR1 (5 TAGTCCCGATTACATTTTC 3)

Para la multiplex PCR fueron usado como cebadores internos PU1 (5

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 29

TATCAGAGCCTTTTAATGG 3) SU1 (5 TTTAGGGTTAGCGTGGTA 3) y LepR1

(5 TAGTCCCGATTACATTTTC 3)

Para la amplificacioacuten del ADN se utilizoacute como control positivo de patoacutegena la cepa

icterohaemorrhagiae mientras que como control de saproacutefita se utilizoacute la cepa

patoc ambas se encontraban en caldo de cultivo Ellinghausen-McCullough-

Johnson-Harris (EMJH) y como control negativo se utilizoacute agua libre de nucleasa

Los segmentos de ADN amplificado para patoacutegenas corresponde a 615 pb y para

saproacutefitas 316 pb (gen 23S ADNr) Esta amplificacioacuten fue realizada en el

termociclador Las condiciones de la PCR consistieron en 40 ciclos Una

desnaturalizacioacuten inicial fue de 94degC por 5 minutos Cada ciclo comprendioacute una

desnaturalizacioacuten a 94degC por 1 minuto temperatura de anneling a 50degC por 50

segundos y una extensioacuten a 72degC por 1 minuto El uacuteltimo paso fue la elongacioacuten a

72degC por 7 minutos

46 Paraacutemetros a probar en la estandarizacioacuten

461 Mezcla

Se sometieron a prueba tres tipos de mezcla cada una con concentraciones

distintas pero con un volumen final de 50 microl reflejadas en la tabla 2

Tabla 2 Mezclas de reactivos puestas a prueba

Componente Mezcla 1 Mezcla 2 Mezcla 3

Agua free nucleasa 19 microl 26 microl 14 microl

Master mix 16 microl 8 microl 16 microl

Cebador 1 (LepF1) 2 microl 2 microl 2 microl

Cebador 2-5 (LepR1) 4 microl 2 microl 4 microl

Cebador 3 (PU1) 2 microl 1 microl 2 microl

Cebador 4 (SU1) 2 microl 1 microl 2 microl

AND (muestral o control) 5 microl 10 microl 10 microl

Volumen final 50 microl 50 microl 50 microl

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 30

462 5-Fluoracilo

Se puso a prueba el papel que juega el 5-fluoracilo debido a su utilizacioacuten en los

medios de cultivo para evitar la contaminacioacuten bacteriana de las Leptospira

ademaacutes que permite un mejor crecimiento de eacutestas (WHO 1967) Su eficacia

radica en que se une de forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial

para la siacutentesis de nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases

nitrogenadas que forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se

puede replicar lo que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002)

463 Tipo de extraccioacuten de ADN

El ADN genoacutemico de las cepas de Leptospira y de las muestras sanguiacuteneas y

orina fue extraiacutedo de acuerdo a las instrucciones del kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) siguiendo los procedimientos de manufactura (ver anexo

1)

Se ensayaron extracciones por calentamiento a 90degC ndash 100degC por 20 minutos El

ADN extraiacutedo fue almacenado a -20deg C hasta su amplificacioacuten

464 Muestras fingidas

Se obtuvieron muestras de suero y orina de cada especie (canino bovino porcino

y equino) y se mezclaron con cepas de referencia proporcionados por el Centro

Nacional De Investigacioacuten de Holanda para posteriormente realizar PCR A cada

muestra se le realizoacute extracciones por calentamiento y por el kit de extraccioacuten

QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

47 Determinacioacuten del liacutemite de deteccioacuten

Se determinoacute al calcular la cantidad de ADN que capaz de detectar la teacutecnica en

un ml de muestras de sangre y orina para esto se realizoacute una serie de diluciones

(desde 11 hasta 110000000) de las muestras a partir de una concentracioacuten de

ADN conocida (120 ng)

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 31

48 Sensibilidad

Se sometieron 29 serovares patoacutegenas y 1 saproacutefita como controles positivos

proporcionados por Centro Nacional de Diagnoacutestico y Referencia

Se calculoacute la sensibilidad y el intervalo de confianza del 95 en el programa

EPIDAT 31 de acuerdo a la siguiente foacutermula

VP= Verdaderos positivos

FN= Falsos negativos

49 Especificidad

Se realizoacute un ensayo de especificidad utilizando ADN de 10 muestras con otras

cepas bacterianas diferentes a Leptospira que fueron inoculadas en medio EMJH

y suero para detectar falsos positivos el panel de muestras se describe en la

siguiente tabla

Tabla 3 Cepas bacterianas utilizadas para la determinacioacuten de la

especificidad

Cepa Nuacutemero de muestras

Staphyloccocus aureus 2

Escherichi coli 2

Salmonella spp 2

Proteus spp 2

Streptococcus pyogenes 2

Se calculoacute la especificidad y el correspondiente intervalo de confianza (95) en el

programa EPIDAT 31 de acuerdo a la siguiente foacutermula

VN= Verdaderas negativos

FP= Falso Positivos

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 32

5 RESULTADOS

De los 30 serovares que se sometieron al ensayo se detectaron 15 siendo

correspondiente a 12 serogrupos dentro los que se encuentran pomona e

icterohaemorrhagia dentro las patoacutegenas de importancia asiacute como el serogrupo

patoc de la saprofitas puesta a prueba Ver foto 1

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute ser la nuacutemero 1 compuesta por

Agua free nucleasa 19 microl Master mix 16 microl Primer 1 (Lep F1) 2 microl Primer 2-5

(LepR1) 4 microl Primer 3 (PU1) 2 microl Primer4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl Ver foto 2

En los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia en la

capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y saprofitas Ver

foto 2

La extraccioacuten maacutes adecuada resultoacute ser por calentamiento en la que se

identificaron 8 muestras de 19 mientras que las extracciones con el kit de

extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg) solo 2 muestras de 8 fueron

identificadas Ver foto 3

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten se encontroacute que la teacutecnica es capaz de identificar

una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira correspondiente a una

dilucioacuten 110000 Ver foto 4

En la determinacioacuten de la capacidad de la teacutecnica para detectar e identificar

Leptospira en muestras de campo se encontroacute que de 12 muestras de suero se

identificaron 3 mientras que de 13 muestras de orina fueron identificadas 5 Ver

foto 3

La sensibilidad mostrada fue de 50 IC 95 (3044 ndash 6956) mientras que la

especificidad fue de 100 IC 95 (95 ndash 100) con un valor predictivo positivos de

100 IC 95 (9667 ndash 100) y un valor predictivo negativo de 40 IC 95 (1880 ndash

6120) esto con una prevalencia de 75 IC 95 (6033 ndash 8967) mostrando un

Iacutendice de validez de 6550 IC 95 (4625 ndash 7875)

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 33

6 DISCUSIOacuteN

Actualmente el meacutetodo para diagnosticar leptospirosis es la prueba de

Microaglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) pero esta resulta tediosa por la necesidad

de mantener las cepas lo que implica tambieacuten un riesgo potencial para el personal

de laboratorio ademaacutes no diferencia entre anticuerpos vacunales y de infeccioacuten

Otro meacutetodo directo de diagnoacutestico es el cultivo pero es limitado y requiere de

mucho tiempo (Alonso et al 2001)

Debido a las restricciones que generan estas pruebas diagnoacutesticas se ha

estandarizado una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y

patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos

En este estudio se sometieron 30 serovares al ensayo de los que se detectaron

15 correspondiente a 12 serogrupos amplificados mostrando una sensibilidad del

50 diferente a los resultados obtenidos por Ceacutespedes et al (2007) en cuyo

estudio la PCR pudo amplificar el ADN de 25 serovares de seis especies de

Leptospira spp con una sensibilidad del 100 in vitro Moreno et al (2010) mostroacute

un amplificado especiacutefico para 2122 cepas de referencia con la PCR simple

lipL32 mientras que la PCR muacuteltiple secYflaB amplificoacute 1822 cepas

Esta sensibilidad baja indica que la teacutecnica no es recomendada como una prueba

de tamizaje ya que ademaacutes del alto costo no es capaz de detectar a toda la

poblacioacuten infectada en cambio la especificidad que se obtuvo fue del 100

demostrada con el uso de ADN de otros agentes patoacutegenos (Staphyloccocus

Aureus Escherichi coli Salmonella spp Proteus spp y Streptococcus pyogenes)

los cuales no fueron amplificados Esto coincide con los ensayo realizado por

Ceacutespedes et al (2007) Moreno et al (2010) Kositanont et al (2007) y Boonsilp et al

(2011) los cuales muestran una especificad del 100 al no obtener amplificado del

ADN de otras cepas patoacutegenas que causan enfermedades febriles en sus paiacuteses

La causa de una especificidad tan alta de la reaccioacuten se debe a las secuencias

nucleotiacutedicas especiacuteficas formadas por los oligonucleoacutetidos (cebadores) LepF1 (5rsquo

GTTACCAAGCACAAGATTAG 3rsquo) LepR1 (5rsquo TAGTCCCGATTACATTTTC 3rsquo)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 34

PU1 (5rsquo TATCAGAGCCTTTTAATGG 3rsquo) y SU1 (5rsquo TTTAGGGTTAGCGTGGTA 3rsquo)

que fueron disentildeados para detectar secuencias nucleotiacutedicas especiacuteficas en este

caso el genoma de Leptospira spp (OIE 2006) Tambieacuten se debe tomar en cuenta

que la especificidad de la PCR depende ademaacutes de la temperatura empleada en

la fase de hibridacioacuten y de la cantidad de iones divalentes que se incorporan a la

reaccioacuten Cuanto mayor sea la temperatura utilizada en la fase de hibridacioacuten maacutes

especiacutefica es la reaccioacuten Esto se debe a que a mayor temperatura maacutes dificultada

se ve la unioacuten entre el cebador y la cadena molde en condiciones de

temperaturas de hibridacioacuten elevadas el cebador soacutelo se uniraacute a la cadena molde

si son complementarios en todos sus nucleoacutetidos (McPherson et al 1991)

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten por la diluciones de ADN puro (120ng) de L

interrogans serovar Australis se obtuvo un producto de 615pb hasta la dilucioacuten

110000 correspondiente a una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira

lo que coincide con la investigacioacuten realizada por Moreno et al (2010) cuyo liacutemite

de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR simple lipL32 obtuvo productos especiacuteficos

de 423 pb L interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten

110000 pero para el caso del liacutemite de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR

muacuteltiple secYflaB se obtuvieron productos especiacuteficos de 285 pb y 793 pb de L

interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten 1100 para secY y

11000 para flaB Estas diluciones se hicieron a partir de 120 ng de ADN extraiacutedo

de la cepa de referencia de Leptospira

El liacutemite de deteccioacuten para la PCR muacuteltiple indica una alta sensibilidad analiacutetica en

condiciones de PCR real esto lo posiciona como un meacutetodo de diagnoacutestico

molecular de eleccioacuten para estudios posteriores que busquen validar su uso

potencial para el diagnoacutestico de leptospirosis (Levett et al 2005)

La teacutecnica fue capaz de identificar Leptospira patoacutegena y saproacutefita lo que coincide

con el estudio de Kositanont et al (2007) que muestran resultados similares esto

se atribuye al uso de los cebadores especiacuteficos para la amplificacioacuten de genes

conservados en cepas patoacutegenas y saprofitas Otros estudios como los realizados

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 35

por Cheema et al (2007) Moreno et al (2010) y Rosario et al (2012) no

lograron detectar Leptospira saprofitas soacutelo patoacutegenas pues en ese estudio se

implicoacute solamente los genes conservados en cepas patoacutegenas de Leptospira La

inhabilidad de poder diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y no patoacutegenas puede

ser una dificultad en estudios ambientales donde se quiera diferenciar entre los

distintos serovares sin embargo no tiene importancia en el aspecto cliacutenico pues

no se aiacutesla Leptospira saprofitas en muestras animales (Ceacutespedes et al 2010)

Sin embargo otros estudios (Ibaacutentildeez et al 2010)) han mostrado anticuerpos contra

Leptospira sp serovariedad patoc en 1159 monos Rhesus (Macaca mulatta) en

condiciones de cautiverio Con tiacutetulos que variaron de 120 a 180 Silva et al

(2010) recogioacute muestra de 388 animales (aves reptiles mamiacuteferos y peces) tanto

salvajes como en cautiverio resultando positivo a MAT el 265 de los animales

Los tiacutetulos seroloacutegicos predominante fueron de 140 y 180 para los serotipos

patoc andamana canicola icterohaemorrhagiae y panamaacute

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute estar compuesta por 19 microl de Agua

free nucleasa 16 microl de GoTaqreg qPCR Master Mix 2 microl de cada uno de los

iniciadores (Lep F1 Lep R1 PU1 SU1 y Lep R1) a una concentracioacuten de 100

[Pmol] y 5 microl de ADN a un volumen final de 50 microl con una amplificacioacuten de 40

ciclos En una publicacioacuten similar realizada por Kosinatont et al (2007) utilizan 5microl

de buffer PCR 8 microl de MgCl2 1microl de cada iniciador a 20 [Pmol] y 5 microl de ADN a un

volumen final de 50microl Las condiciones de PCR consistieron de 35 ciclos Las

diferentes concentraciones de reactivos en ambos estudios se deben

probablemente a que las condiciones de laboratorio son diferentes en todas las

regiones ademaacutes del uso en el presente ensayo de un master mix comercial que

incluye todos los componentes para la PCR cuantitativa como son ADN Taq

polimerasa dATP dGTP dCTP dTTP y MgCl2 a excepcioacuten del ADN de la

muestra los cebadores y agua Utilizar este master mix evita errores en el

alineamiento de los cebadores en la temperatura de disociacioacuten de las cadenas

tanto del templado como del producto de la PCR la especificad del producto la

formacioacuten de diacutemero de cebadores y en la inhibicioacuten de la Taq polimerasa por

altas concentraciones de KCl o NaCl (Martinez et al 2004)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 36

En cuanto a los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia

en la capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y

saproacutefitas Eacuteste se puso a prueba debido a su utilizacioacuten en los medios de cultivo

cuando se toman muestras en el campo Su eficacia radica en que se une de

forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial para la siacutentesis de

nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases nitrogenadas que

forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se puede replicar lo

que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002) el 5-fluoracilo no fue una

sustancia inhibidora de la PCR pues no provoca el bloqueo directo total o parcial

de la actividad cataliacutetica de la ADN polimerasa o inhibe la unioacuten directa al ADN de

doble cadena (Newsletter Microbial 2009)

La extraccioacuten de ADN se hizo por calentamiento y con el kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) con el fin de determinar cuaacutel de los meacutetodos era el maacutes

efectivo para la extraccioacuten resultando ser la extraccioacuten por calentamiento ya que

fue capaz de detectar 8 muestras de 19 mientras que con el kit de extraccioacuten soacutelo

se lograron identificar 2 de 8 muestras Aunque con este meacutetodo ademaacutes de ser

de menor costoso se obtiene mayores valores de concentracioacuten y rendimiento de

ADN en el menor tiempo aportaacutendole rapidez y simplicidad a la prueba la pureza

del mismo es baja La importancia del proceso de purificacioacuten del material

geneacutetico es recobrar el producto maacuteximo de ADN de alto peso molecular libre de

proteiacutenas fenol e inhibidores de la Taq polimerasa El ADN de alta calidad es un

prerrequisito para su uso en teacutecnicas de biologiacutea molecular en este caso PCR

para la identificacioacuten de las secuencias especificas de ADN mediante el uso de

cebadores no asiacute el ADN degradado no sustenta la integridad de los sitios

blancos para los cebadores y consecuentemente afectar la calidad de la PCR

(Rada et al 1998)

Ademaacutes de la extraccioacuten de ADN por calentamiento existen otras teacutecnicas como

son meacutetodo fenol-cloroformo meacutetodo del acetato de potasio meacutetodo del acetato

de potasio modificado y meacutetodo de bromuro de cetil-trimetil amonio cuya base

principal es provocar una lisis celular para inactivar las nucleasas celulares y

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 37

separar los aacutecidos nucleicos de los restos de ceacutelulas (Fraga et al 2004) (Velasco

2005)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 38

7 CONCLUSIOacuteN

El PCR multiplex fue capaz de diferenciar entre Leptospira saprofita y

patoacutegena

Se obtuvo una baja sensibilidad pero alta especificidad

El 5-fluoracilo no mostro alteracioacuten en el proceso de amplificacioacuten

La mezcla maacutes adecuada fue la mezcla 1 compuesta por Agua free

nucleasa 19 microl Master mix 16 microl cebador 1 (Lep F1) 2 microl cebador 2-5

(LepR1) 4 microl cebador 3 (PU1) 2 microl cebador 4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl

Se obtuvo una alta sensibilidad analiacutetica o liacutemite de deteccioacuten capaz de

detectar hasta 0012 ng de ADN

El meacutetodo de extraccioacuten maacutes efectivo fue por calentamiento que por el kit

de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 39

8 RECOMENDACIONES

Validar la teacutecnica con una poblacioacuten maacutes representativa

Publicar los resultados de esta investigacioacuten con el fin de seguir mejorando

el diagnoacutestico de leptospirosis por PCR

Promover el uso de la PCR para un diagnoacutestico raacutepido de leptospirosis en

animales domeacutesticos

Realizar estudios de las fuentes de agua para la caracterizacioacuten de las

zonas de riesgo

Estandarizar teacutecnicas de diagnoacutestico de campo para fortalecer los sistemas

de vigilancia activa

Ofrecer charlas a las poblaciones con mayor prevalencia de leptospirosis

sobre el papel que juegan los animales en la transmisioacuten de la enfermedad

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 40

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Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 47

ANEXOS

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

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Kit de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

1 20 microl de proteinasa K en eppendorf

2 Agregar 200 microl de la muestra

3 Agregar 200 microl de buffer AL y bortear por 5 segundos

4 Incubar a 56 ordmC por 10 minutos

5 Centrifugar brevemente

6 Agregar 200 microl de etanol (96 ndash 100)

7 Pasar la mezcla del paso 6 y colocarlo en un tubo de ensayo colector

procurando no tocar los bordes y centrifugar a 8000 rpm por 1 minuto Cambiar el

tubo colector descartando el contenido

8 Agregar en el centro de la columna 500 microl de buffer AW1 Centrifugar por 8000

rpm por 1 minuto luego descartar tubo colector y el contenido cambiando a un

nuevo tubo colector

9 Agregar 500 microl de buffer AW2 en el centro de la membrana y centrifugar a

14000 rpm por 3 minutos

10 Pasar la columna a eppendorf y centrifugar a velocidad maacutexima por 1 minuto

11 Pasar la columna a eppendorf y agregar 100 microl de buffer AE incubar a

temperatura ambiente por 1 minuto luego centrifugar a 8000 rpm por un minuto

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 49

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 53

Tabla 4 Cepario de referencia de Holanda

Especie Serogrupo Serovar Cepa de referencia

L Interrogans

Australis Australis Ballico

Autumnalis Autumnalis Akiyami A

Betaviae Betaviae Swart

Canicola Canicola Hond Utrechit IV

Djasiman Djasiman Djasiman

Hebdomadis Hebdomadis Hebdomadis

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagica RGA

Icterohaemorrhagia Copenhageni M20

Icterohaemorrhagia Copenhageni Wijnberg

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagia Kantorowic

Pomona Pomona Pomona

Pyrogenes Pyrogenes Salinem

Sejroe Hardjo Hardjoprajitho

Sejroe Wolffi 3705

L Noguchi

Australis Nicaragua 1011

Lousiana Lousiana LSU 1945

Panama Panama CZ 214

L Biorgpetersenii

Ballum Castellones Castellon 3

Javanica Javanica Veldrat Batavia

Mini Mini Sari

Serjoe Serjoe M 84

Tarassovi Tarassovi Pereplitsin

L welii

Celledoni Celledoni Celledoni

Manhao Qingshui L 105

Sarnin Sarm 11 Sarnin

L Kirschneri

Cynopteri Cynopteri 3522 C

Grippotyphosa Grippotyphosa Moskva V

L Neyeri Ranarum Ranarum ICF

L Santarosal Sherman Shermani 1342 K

L Biflexa Semaranga Patoc Patoc 1

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 10

Otro meacutetodo directo de diagnoacutestico es el cultivo pero es limitado y requiere de

mucho tiempo (Alonso et al 2001)

Diversos estudios han demostrado una sensibilidad y especificad de la PCR de

hasta el 100 siendo asiacute una herramienta uacutetil en el diagnoacutestico precoz de

leptospirosis sobre todo en las formas graves de la enfermedad (Ceacutespedes et al

2007)

Por las razones citadas anteriormente se pretende estandarizar una multiplex PCR

para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y patoacutegena en muestras de animales

domeacutesticos y asiacute validar su alta sensibilidad y especificidad Esta teacutecnica ha

servido para detectar e identificar Leptospira en sangre liacutequido cefalorraquiacutedeo

humor acuoso y orina Ademaacutes puede diferenciar con rapidez las formas

patoacutegenas de las no patoacutegenas (Green et al 2008)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 11

11 ANTECEDENTES

En 2001 se llevoacute a cabo la identificacioacuten de aislamientos de Leptospira por

meacutetodos seroloacutegicos y geneacuteticos en tres provincias de Cuba Se estudiaron 18

cepas de Leptospira aisladas de pacientes con leptospirosis humana en los

resultados por MAT las cepas fueron agrupadas entre los serogrupos ballum

pomoma caniacutecola e icterohaemorrhagiae Se determinoacute el serovar de 7 de las

cepas estudiadas con el uso de los anticuerpos monoclonales Para la totalidad de

las cepas se obtuvo por reaccioacuten en cadena de la polimerasa un fragmento

amplificado de 631 pb El anaacutelisis con enzimas de restriccioacuten del producto

amplificado originoacute iguales patrones de restriccioacuten en todas las cepas estudiadas

(Victoria et al 2001)

En 2007 se efectuoacute la deteccioacuten de Leptospira patoacutegenas en animales por PCR

basado en los genes lipL21 y lipL32 en India Se recogieron muestras de suero y

tejido de bovinos buacutefalos y cobayos junto a becerros experimentalmente

infectados A los cuales se les realizoacute PCR usando los genes lipL21 y lipL32 asiacute

como los cebadores G1G2 y se determinoacute que todos los sueros tanto las

muestras colectada en campo como la de los animales infectados

experimentalmente fueron positivos tanto con el uso de cebadores G1G2 asiacute

como con los genes lipL21 y lipL32 (Cheema et al 2006)

Se desarrolloacute un estudio para la deteccioacuten y diferenciacioacuten entre Leptospira spp

patoacutegenas y saproacutefitas por multiplex PCR en la ciudad de Bangkok Tailandia Este

meacutetodo pudo amplificar 27 serovares patoacutegenos y 5 serovares saproacutefitas

mostrando una amplificacioacuten de 615 y 316 pares de bases (pb) respectivamente

(Kositanont et al 2007)

En 2007 se llevoacute a cabo la estandarizacioacuten y validacioacuten de una prueba de PCR

para el diagnoacutestico precoz de leptospirosis humana en zonas endeacutemicas del Peruacute

Amplificoacute el ADN de 25 serovares de seis especies de Leptospira spp No

amplificoacute las muestras de ADN de otros microorganismos patoacutegenos La

sensibilidad y especificidad del meacutetodo fue 100 in vitro Su sensibilidad fue de

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 12

100 (IC95 979 - 100) en muestras de sangre antes de los ocho primeros diacuteas

de enfermedad y de 30 (IC95 163 - 43-7) cuando el tiempo de enfermedad fue

mayor El PCR en orina tiene una baja sensibilidad (Ceacutespedes et al 2007)

En 2009 se realizoacute la deteccioacuten de Leptospira patoacutegenas en tejido renal de perros

vagos mediante PCR en tiempo real en la ciudad de Chillan Chile De los 72

perros a los que se les extrajo ADN de tejido renal el 597 de los perros resultoacute

infectado (Campos 2009)

En 2010 se realizoacute un estudio para la aplicacioacuten de las pruebas de PCR

convencional simple y muacuteltiple para la identificacioacuten de aislamientos de Leptospira

spp en Colombia los resultados maacutes consistentes fueron obtenidos con la PCR

simple lipL32 tanto en limite de deteccioacuten especificidad y utilidad para la

identificacioacuten de Leptospira spp (Moreno et al 2010)

Una multiplex PCR fue desarrollada para la deteccioacuten de Leptospira en muestras

de agua del ambiente obtenidas en un asentamiento de barrio en Petroacutepolis

ciudad de Rio de Janeiro Tres de las 100 muestras analizadas fueron positivas en

la multiplex PCR se consideroacute que dos muestras teniacutean Leptospira saproacutefitas y

una Leptospira patoacutegenas (Vital et al 2010)

En 2012 se caracterizoacute aislamientos cliacutenicos de Leptospira por meacutetodos

fenotiacutepicos y moleculares en la repuacuteblica de Nicaragua De las 8 cepas de

Leptospira aisladas de casos cliacutenicos mediante meacutetodos fenotiacutepicos y

moleculares para el primer meacutetodo ninguna de estas mostraron crecimiento a

13degC en medio suplementado con 8-azaguanina (225 mgMl) y para el segundo

meacutetodo los resultados de este ensayo demostraron la presencia de bandas de

amplificacioacuten de los genes OmpL1 y lipL32 para los ocho aislamientos (Rosario et

al 2012)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 13

12 JUSTIFICACIOacuteN

La leptospirosis es una zoonosis de distribucioacuten mundial que afecta a los

mamiacuteferos tanto domeacutesticos como silvestres aunque el agente tambieacuten se ha

aislado de otros vertebrados como aves y anfibios La enfermedad puede estar

causada por cualquiera de las espiroquetas paraacutesitas clasificadas dentro del

geacutenero Leptospira (Alonso et al 2001)

Es una zoonosis en Nicaragua que presenta una endemicidad constante tal y

como lo demuestran las estadiacutesticas de la enfermedad principalmente despueacutes de

lluvias fuertes e inundaciones Afectando de igual manera a humanos y animales

produciendo un gran impacto socioeconoacutemico para la poblacioacuten en general

El diagnoacutestico de la enfermedad es complejo debido a que no manifiesta siacutentomas

especiacuteficos y resulta difiacutecil realizar e interpretar los meacutetodos diagnoacutesticos de

referencia en base a cultivos bacterianos y a test seroloacutegicos para la identificacioacuten

de la especie y serovares (Levett et al 2001)

La reaccioacuten en cadena de la polimerasa (PCR) es una prueba de diagnoacutestico

molecular muy sensible y especiacutefico que sirve para detectar e identificar

Leptospira en sangre liacutequido cefalorraquiacutedeo humor acuoso y orina Esta teacutecnica

puede diferenciar con rapidez las formas patoacutegenas de las no patoacutegenas (Greene

et al 2008) Sin embargo la teacutecnica debe ser estandarizada en cada laboratorio

antes de ser utilidad en el diagnoacutestico y vigilancia de la enfermedad El objetivo de

este estudio fue estandarizar una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira

saproacutefita y patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos Esta teacutecnica

proporcionaraacute una alterativa maacutes raacutepida que el aislamiento asiacute como una

clasificacioacuten confiable de Leptospira patoacutegenas y saproacutefitas circulante en animales

domeacutesticos

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 14

13 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

iquestCuaacuteles son los paraacutemetros oacuteptimos en la estandarizacioacuten de una multiplex PCR

para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y patoacutegena en muestras de animales

domeacutesticos

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 15

2 OBJETIVOS

21 General

Estandarizar una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y

patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos

22 Especiacutefico

Establecer el liacutemite deteccioacuten de multiplex PCR en muestras sanguiacuteneas y orina

Determinar la sensibilidad y especificidad de muacuteltiplex PCR para el diagnoacutestico de

Leptospira

Clasificar las cepas de Leptospira como saproacutefita y patoacutegena a traveacutes de multiplex

PCR

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 16

3 MARCO TEOacuteRICO

Las Leptospira son bacterias pertenecientes al orden Spirochaetales familia

Leptospiraceae y geacutenero Leptospira Aunque son bacterias Gram negativas no se

tintildeen bien mediante los colorantes convencionales por lo que habitualmente se

visualizan por medio de la microscopiacutea de campo oscuro La impregnacioacuten

argeacutentica y las teacutecnicas de inmunohistoquiacutemicas se utilizan para poner en

manifiesto su presencia en tejidos (Quinn et al 2002)

Su tamantildeo es de 025 por 6-25 microm tienen forma ciliacutendrica y helicoidal con dos

filamentos axiales insertados en los extremos del cuerpo celular que actuacutean como

citoesqueleto y le permiten el movimiento (Bharti et al 2003)

Estas son moacuteviles describen tres tipos de movimientos rotacioacuten alrededor de su

eje central movimientos progresivos rectos y movimientos circulares (Bharti et al

2003) son aerobios obligados que se desarrollan a una temperatura de 28 a

30degC Son catalasa y oxidasa positivo creciendo en medios simples enriquecidos

con vitaminas aacutecidos grasos de cadena larga y sales de amonio (Levett 2001)

Su genoma consiste en dos cromosomas circulares uno de mayor tamantildeo que

asciende a 4332241 bp y uno pequentildeo de 358943 bp los que juntos suman

4691184 bp (Ren et al 2003)

La bacteria no se multiplica fuera del hueacutesped y es considerablemente

dependiente del medio puesto que es muy susceptible a la desecacioacuten a pH

inferiores a 6 o superiores a 8 y temperaturas menores a 10ordmC o mayores a 34ordmC

le resultan nocivos (McDonough 2001) Asiacute como la luz solar directa la

hipersalinidad los desinfectantes corrientes los detergentes y el jaboacuten pueden

afectar al microorganismo (Zamora et al 1999)

Los organismos de Leptospira sobreviven hasta 180 diacuteas en suelos huacutemedos por

varios meses en superficies acuosas y sobreviven auacuten mejor en agua estancada

que en movimiento (McDonough 2001 Acosta et al 1994)

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31 Mecanismos de transmisioacuten

Las Leptospira se transmiten por contacto directo o indirecto La transmisioacuten

directa ocurre a traveacutes de orina infectada transferencia veneacuterea o

transplacentaria heridas por mordedura o ingestioacuten de tejidos infectados La

transmisioacuten indirecta se da a traveacutes de la exposicioacuten de los animales susceptibles

agua suelo alimento o camas contaminadas (Greene et al 2008)

Existen dos tipos de hueacutespedes involucrados en la transmisioacuten de la enfermedad

Los hueacutespedes primarios constituidos por aquellas especies que no desarrollan

una sintomatologiacutea evidente y que son capaces de eliminar por periodos

prolongados la bacteria y los hueacutespedes secundarios conformados por aquellas

especies que por el contrario enferman gravemente y no alcanzan a liberar la

bacteria o lo hacen por un periodo reducido (McDonough 2001)

32 Clasificacioacuten

A partir de 1989 el geacutenero Leptospira fue dividido en dos especies L interrogans

que comprendiacutea a todas las cepas patoacutegenas y L biflexa que incluiacutea a las cepas

saproacutefitas aisladas del medio ambiente Ambas fueron divididas en numerosos

serovares definidos por aglutinacioacuten Sobre 60 y 200 serovares han sido

reconocidos para L biflexa y L interrogans respectivamente Los serovares que

se encontraban relacionados antigeacutenicamente fueron agrupados como serogrupos

(Levett 2001)

33 Patogeacutenesis

La Leptospira es resistente a la actividad bactericida del suero normal y en

ausencia de anticuerpos especiacuteficos no es fagocitada ni destruida por los

polimorfonucleares o macroacutefagos Despueacutes de penetrar la piel o las mucosas la

Leptospira hace una bacteriemia que inicialmente alcanza todas las partes del

cuerpo incluyendo el liacutequido cefalorraquiacutedeo (LCR) y los ojos y genera la

produccioacuten de anticuerpos aglutinantes y el fenoacutemeno de opsonizacioacuten entre los

diacuteas 5 y 7 Si esta respuesta no es suficiente para detener su progreso la

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Leptospira avanza en los tejidos Alliacute se multiplica en forma acelerada deja de ser

encontrada en la sangre y se elimina por la orina durante semanas o meses (fase

inmune o de leptospiruria) (Acosta et al 1994)

La leptospirosis puede presentarse con diferentes formas grados y combinaciones

de compromiso orgaacutenico ya sea como un cuadro febril inespeciacutefico como

afeccioacuten preferente de uno o maacutes oacuterganos involucrados o como una enfermedad

grave con compromiso multiorgaacutenico y alta letalidad (Zunino y Pizarro 2007)

La etapa aguda o septiceacutemica de alrededor de 1 semana seguida de una fase

inmune caracterizada por la produccioacuten de anticuerpos y eliminacioacuten de la

bacteria a traveacutes de la orina La mayor complicacioacuten de la patologiacutea se encuentra

asociada a la localizacioacuten de las bacterias en los tejidos durante la fase inmune

alrededor de la segunda semana de la patologiacutea (Levett 2001)

En animales susceptibles la lesioacuten de las membranas de los gloacutebulos rojos y de

las ceacutelulas endoteliales junto con el dantildeo hepatocelular desencadena anemia

hemoliacutetica ictericia hemoglobinuria y hemorragia (Quinn et al 2002)

La superficie de las ceacutelulas bacterianas constituye una interfase entre el patoacutegeno

y el hospedador formando un sitio de interaccioacuten con los tejidos durante la

infeccioacuten Para los patoacutegenos extracelulares la superficie bacteriana es tambieacuten el

blanco de la respuesta inmune del hospedador (Cullen et al 2005) Se ha

sentildealado que LipL32 interactuacutea con componentes de la matriz extracelular como el

colaacutegeno y que existe una respuesta de inmunoglobulina M contra la lipoproteiacutena

durante la fase aguda y convaleciente de leptospirosis en humanos (Hauk et al

2008)

34 Sintomatologiacutea

Las manifestaciones oculares incluyen efusioacuten conjuntival presencia de ictericia

en la escleroacutetica y uveiacutetis Esta uacuteltima puede ser unilateral o bilateral y puede

presentarse semanas meses y ocasionalmente en antildeos posterior a la

enfermedad aguda (Levett 2001)

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Las alteraciones reproductivas pueden ocurrir posterior a una infeccioacuten y la

leptospirosis debe ser considerada como diagnoacutestico diferencial en casos de

aborto o muerte perinatal (Andreacute Fontaine 2006)

En bovinos la enfermedad puede ser aguda subaguda y croacutenica En la forma

aguda son maacutes susceptibles los animales de un mes de edad Se caracteriza por

septicemia fiebre de 405 Cdeg anorexia petequias en mucosas depresioacuten

ictericia anemia hemoliacutetica con hemoglobinuria palidez de las mucosas disnea

suele ocurrir aborto baja de la produccioacuten de la leche y ocasionalmente mastitis

En la forma subaguda se presentan los mismos siacutentomas la fiebre es de 39 a 40

Cdeg existe baja de la produccioacuten laacutectea y esta es de color rojo o anaranjado

amarillento En la forma croacutenica generalmente los siacutentomas son aborto que se

presenta en el uacuteltimo tercio de la gestacioacuten ocasionalmente se puede presentar

meningitis leptospiroacutesica incoordinacioacuten sialorrea conjuntivitis y rigidez muscular

En porcinos generalmente se presenta la forma croacutenica en ovinos y caprinos no

se conoce mucho la enfermedad debido a su poca frecuencia y la mayor parte de

los animales afectados se encuentran muertos con apariencia septiceacutemica en

equinos se presenta la forma subaguda en perros y gatos se presenta la

enfermedad desde formas subcliacutenicas hasta formas graves en animales

silvestres la mayoriacutea estaacuten adaptados y no manifiestan siacutentomas cliacutenicos (Acha et

al 1978)

35 Diagnoacutestico

Debido a que las manifestaciones cliacutenicas de la leptospirosis variacutean en tipo y

gravedad tanto en los hombres como en animales es difiacutecil su diagnoacutestico cliacutenico

hacieacutendose necesaria la confirmacioacuten de los casos mediante pruebas de

laboratorio existen pruebas que sin ser especiacuteficas para la enfermedad pueden

orientar al cliacutenico hacia el diagnoacutestico de leptospirosis (Ceacutespedes 2005)

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351 Diagnoacutestico epidemioloacutegico

La anamnesis debe incluir datos sobre la eacutepoca del antildeo en la que aparecioacute el

brote la aptitud del rebantildeo el estado sanitario del mismo el contacto con otras

especies domeacutesticas la sintomatologiacutea predominante y si se realiza vacunacioacuten

frente a la leptospirosis Asimismo deberaacute obtenerse informacioacuten sobre el nuacutemero

de animales afectados la edad de los mismos y la fase de la gestacioacuten en que se

produce el aborto (Alonso et al 2001)

352 Pruebas Diagnoacutesticas

Se basa en el cultivo del organismo la demostracioacuten seroloacutegica o el diagnoacutestico

molecular (Dammert 2005)

3521 Cultivo

La Leptospira se puede aislar de muestras de sangre y liacutequido cefalorraquiacutedeo en

los primeros 7-10 diacuteas de la enfermedad y en la orina puede ser detectada durante

la segunda y tercera semana de la enfermedad (Bharti 2003) Una vez tomada la

muestra esta se debe inocular en 10 ml de medio semisoacutelido que contenga 5-

fluoracilo

El cultivo debe ser incubado a 28-30 degC y ser examinado semanalmente en el

microscopio de campo oscuro durante 13 semanas antes de ser descartado Los

cultivos contaminados pueden ser filtrados antes de recultivarlos a un medio

nuevo (Levett 2001)

Existen otros medios recientemente desarrollados uacutetiles en el aislamiento de la

Leptospira medio EMJH (Ellinghausen y Mcllough modificado por Johnson y

Harries) y el medio Tween 80-albuacutemina este uacuteltimo considerado el mejor

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Como el cultivo tiene el inconveniente de ser muy largo (5-6 semanas de

incubacioacuten) no se debe considerar para definir una conducta terapeacuteutica inicial

(Acosta et al 1994)

3522 Pruebas seroloacutegicas

Las pruebas seroloacutegicas constituyen el procedimiento de laboratorio utilizado con

maacutes frecuencia para confirmar el diagnoacutestico cliacutenico para determinar la

prevalencia en el rebantildeo y para realizar los estudios epidemioloacutegicos Los

anticuerpos de las Leptospira aparecen a los pocos diacuteas del comienzo de la

enfermedad y persisten durante semanas o meses y en algunos casos antildeos

Desafortunadamente los tiacutetulos de anticuerpos puede que desciendan hasta

niveles indetectables mientras los animales permanecen infectados croacutenicamente

Para superar este problema se necesitan meacutetodos sensibles que detecten el

microorganismo en la orina o en el tracto genital de portadores croacutenicos

Se ha descrito una amplia variedad de pruebas seroloacutegicas que muestran grados

variables de especificidad de serogrupo y de serotipo La prueba de la aglutinacioacuten

microscoacutepica (MAT) y el enzimoinmunoensayo (ELISA) contribuyen al diagnoacutestico

veterinario (OIE 2008)

35221 Prueba de Aglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) La prueba MAT en la

que se emplean antiacutegenos vivos es la prueba seroloacutegica maacutes ampliamente

utilizada Constituye la prueba de referencia frente a la que se evaluacutean todas las

otras pruebas seroloacutegicas y se utiliza en las comprobaciones para la

importacioacutenexportacioacuten (OIE 2008)

El MAT posee una alta sensibilidad y especificidad siendo sus resultados

utilizados para identificar el serovar o serogrupo infectante pero requiere de la

experiencia del operador y la variacioacuten diagnoacutestica entre laboratorios es elevada

(Bharti et al 2003) Para llevarlo a cabo se requiere que el laboratorio cuente con

cultivos vivos de todos los serovares para emplearlos como antiacutegenos

consideraacutendose que su interpretacioacuten es complicada debido a la alta degradacioacuten

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presencia de reaccioacuten cruzada entre diferentes serogrupos y a reacciones

paradoacutejicas (Levett 2001)

35222 Otras pruebas seroloacutegicas Debido a la complejidad de la prueba de

Aglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) se ha desarrollado otras pruebas seroloacutegicas

para la deteccioacuten de anticuerpos antileptospira en la fase aguda de la infeccioacuten La

fijacioacuten de complemento (CF) fue ampliamente usado pero el meacutetodo no fue

estandarizado La prueba de Fijacioacuten de complemento ha sido reemplazada por el

meacutetodo ELISA (Levett 2001)

El ELISA se utiliza tanto para la deteccioacuten de anticuerpos en la leche como en el

suero permitiendo ademaacutes diferenciar entre IgG e IgM (Alonso et al 2001) En

este ensayo se detecta IgM antileptospira tan solo 1 semana despueacutes de la

infeccioacuten antes de que esteacuten presentes los anticuerpos aglutinantes Los

anticuerpos IgG se detectan comenzando 2 semanas despueacutes de la infeccioacuten y

persisten durante largos periodos de tiempo (OIE 2008)

La deteccioacuten de IgM en suero por ELISA es maacutes sensible que el MAT cuando la

primera muestra se toma en la fase aguda de la enfermedad (Ceacutespedes 2005)

Ademaacutes presenta otras ventajas frente al MAT como es el hecho de no presentar

riesgo sanitario para los operarios ser de faacutecil estandarizacioacuten y ser una prueba

en la que las reacciones cruzadas son poco frecuentes Sus principales

desventajas son que normalmente son serovar especiacuteficos con lo cual no

obtendremos informacioacuten acerca de una posible infeccioacuten por otros serovares y

que no permite diferenciar entre anticuerpos vacunales y de infeccioacuten (Alonso et

al 2001)

3523 Diagnoacutestico molecular

35231 Reaccioacuten en cadena de la polimerasa (PCR)

La PCR es un meacutetodo in vitro de siacutentesis de ADN con el que un segmento

particular de este es especiacuteficamente amplificado al ser delimitado por un par de

cebadores o iniciadores que lo flanquean Su copiado se logra en forma

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 23

exponencial a traveacutes de repetidos ciclos de diferentes periodos y temperaturas de

incubacioacuten en presencia de una enzima ADN polimerasa termoestable Asiacute se

obtienen en cuestioacuten de horas millones de copias de la secuencia deseada del

ADN

La PCR es una teacutecnica de biologiacutea molecular altamente especiacutefica raacutepida

sensible y versaacutetil para detectar cantidades iacutenfimas de un cierto ADN especiacutefico

posibilitando su faacutecil identificacioacuten (Rodriacuteguez et al 2004)

El meacutetodo se basa en su forma maacutes simple en la realizacioacuten de tres reacciones

sucesivas llevadas a cabo a distintas temperaturas Estas reacciones se repiten

ciacuteclicamente entre veinte y cuarenta veces La muestra se calienta en el primer

paso hasta lograr la separacioacuten de las dos cadenas que constituyen el ADN

hecho que se conoce como desnaturalizacioacuten (Satz et al 1993) En el segundo

ocurre la hibridacioacuten de las cadenas desnaturalizadas del ADN blanco con los

denominados cebadores o iniciadores (ADN sinteacutetico de hebra sencilla) a una

temperatura que facilita el apareamiento de las bases nitrogenadas

complementarias de ambas clases de ADNs (Rodriacuteguez et al 2004) Por uacuteltimo se

da la reaccioacuten de extensioacuten que generalmente es llevada a cabo a una

temperatura intermedia en la cual la ADN polimerasa copia el ADN entre las

secuencias correspondientes a los oligonucleoacutetidos iniciadores (Torres et al

1995) La deteccioacuten se realiza mediante electroforesis en gel de agarosa y tincioacuten

con bromuro de etidio (Costa 2004)

En los uacuteltimos antildeos se ha desarrollado PCR en muestras bioloacutegicas como orina

suero liacutequido cefalorraquiacutedeo y tejido renal posicionaacutendose la teacutecnica como una

herramienta de diagnoacutestico sensible y especiacutefica en la deteccioacuten e identificacioacuten

de Leptospira spp (Levett 2001 Branger et al 2005)

Una limitacioacuten de diagnoacutestico basado en la PCR de la leptospirosis es la

incapacidad de la mayoriacutea de los ensayos de PCR para identificar el serovar

infectante Si bien esto no es significativo para la gestioacuten individual del paciente la

identidad del serovar tiene un importante valor epidemioloacutegico y en salud puacuteblica

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Las estrategias disentildeadas para superar este obstaacuteculo han incluido la digestioacuten de

productos de PCR con endonucleasas de restriccioacuten secuenciacioacuten directa de los

amplicones y Anaacutelisis de Conformacioacuten de Cadena Sencilla (SSCP)

Genomospecies de Leptospira pueden ser diferenciadas despueacutes de la PCR por

electroforesis en geles de poliacrilamida no desnaturalizante seguido por tincioacuten

con plata y sin el paso adicional de purificacioacuten y desnaturalizacioacuten (Ahmad et al

2005)

35232 Reaccioacuten en cadena de la polimerasa muacuteltiple

La PCR muacuteltiple son reacciones que consiguen amplificar simultaacuteneamente y en

un uacutenico tubo diferentes secuencias diana permitiendo la deteccioacuten e

identificacioacuten simultaacutenea de distintos genes de intereacutes (Mendez et al 2004)

35233 Fingerprinting

Un desarrollo reciente en el anaacutelisis del ADN ribotipificacioacuten se basa en el

Polimorfismo de Longitud de Fragmentos de Restriccioacuten (RFLP) Posterior a la

electroforesis del gel Agarosa el ADN es trasferido sobre una membrana y

posteriormente hibridado con sondas marcadas desde el 16S al 23S de la cadena

de ARN por lo tanto nos da una interpretacioacuten maacutes raacutepida y faacutecil del Fingerprints

Este meacutetodo es una herramienta uacutetil para la tipificacioacuten molecular de Leptospira

ya que esta metodologiacutea utiliza reactivos disponibles comercialmente puede ser

aplicada por laboratorio de diagnoacutestico y no requiere el mantenimiento de todas

las cepas de referencia y correspondientemente suero inmune de conejo La

tipificacioacuten ribosomal tambieacuten nos provee informacioacuten sobre la relacioacuten genoacutemica

basado en la similitud que tienen en comuacuten fragmentos de cadenas de Leptospira

(Terpstra et al 1986)

35234 Anticuerpo monoclonales

Los anticuerpos monoclonales son glicoproteiacutenas especializadas que hacen parte

del sistema inmune producidas por las ceacutelulas B con la capacidad de conocer

moleacuteculas especificas (Antiacutegenos) Los anticuerpos monoclonales son

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 25

herramientas esenciales en el aacutembito cliacutenico y biotecnoloacutegico y han probado ser

uacutetiles en el diagnoacutestico y tratamiento de enfermedades infecciosas inmunoloacutegicas

y neoplaacutesicas asiacute como tambieacuten en el estudio de las interacciones patoacutegenas-

hospedador y la marcacioacuten deteccioacuten y cuantificacioacuten de diversas moleacuteculas

(Machado et al 2006)

Se han preparado anticuerpos monoclonales de conejo que aglutinan Leptospira y

los serovares pueden ser identificados con base en patrones caracteriacutesticos de

aglutinacioacuten Preparar anticuerpos monoclonales es difiacutecil y toma tiempo pero

usarlos en la MAT para serotipificar es faacutecil y da resultados raacutepidos Actualmente

estaacuten disponibles anticuerpos monoclonales para tipificar cerca de la mitad de los

serovares maacutes comunes actualmente reconocidos (OMS 2008)

35235 Secuenciacioacuten del ARNr 16S

La amplificacioacuten del gen para su posterior secuenciacioacuten parte preferentemente

de ADN extraiacutedo de un cultivo puro de la bacteria pero tambieacuten puede

conseguirse directamente de una muestra cliacutenica

El meacutetodo molecular de identificacioacuten bacteriana mediante secuenciacioacuten del

ADNr 16S incluye tres etapas a) amplificacioacuten del gen a partir de la muestra

apropiada b) determinacioacuten de la secuencia de nucleoacutetidos del amplicoacuten y c)

anaacutelisis de la secuencia (Rodicio et al 2004)

La secuenciacioacuten del ARNr 16S es un meacutetodo potente y simplificado para la

identificacioacuten de especies Leptospira (Morey et al 2006)

35236 Microarrays

El anaacutelisis de microarray consiste en la deteccioacuten e identificacioacuten simultaacutenea de un

patoacutegeno desde la misma muestra para asiacute ser implementado en los laboratorios

cliacutenicos de microbiologiacutea con facilidad y exactitud

Microarray simplemente se define como una coleccioacuten de caracteriacutesticas

microscoacutepicas (maacutes comuacutenmente ADN) que se puede probar con moleacuteculas diana

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para producir ya sea (expresioacuten geacutenica) cuantitativa o los datos cualitativos

(diagnoacutestico)

El anaacutelisis por medio de microarray tiene la capacidad de ofrecer una fuerte

deteccioacuten muacuteltiple Existen plataformas de microarrays muacuteltiples incluyendo

impresos de ADN de doble cadena y matrices de oligonucleoacutetidos

Los microarrays permiten el depoacutesito de miles de puntos conteniendo genes o

parte de genes sobre un portaobjetos para su estudio en paralelo De esta manera

es posible tener una visioacuten instantaacutenea de actividad de genomas completos o de

un grupo selecto de genes (Miller et al 2009)

En los estudios de microarrays se combinan las teacutecnicas de hibridizacioacuten de

aacutecidos nucleicos y deteccioacuten por fluorescencia De esta manera soacutelo en los

puntos del portaobjeto donde haya ocurrido hibridizacioacuten habraacute fluorescencia y la

intensidad de la fluorescencia detectada seraacute proporcional al nivel de expresioacuten

del gen en estudio

Una condicioacuten indispensable es que cada uno de los genes que esteacute representado

sea faacutecilmente distinguible de otros En otras palabras la porcioacuten del gen

inmovilizada en el portaobjeto debe llevar consigo independientemente de su

tamantildeo su ceacutedula de identidad (Barrero 2005)

La hibridacioacuten genoacutemica comparada (CGH) ha demostrado ser una herramienta

muy poderosa para las comparaciones genoacutemicas de alto rendimiento entre

especies patoacutegenas y no patoacutegenas y la exploracioacuten del genoma de muchas

especies bacterianas Las secuencias genoacutemicas disponibles de L interrogans

serovar Lai y copenhageni se utilizaron para disentildear una matriz de mosaico (Eribo

et al 2012)

35237 Enzimas de Restriccioacuten

El meacutetodo consiste en la extraccioacuten de ADN a partir de una poblacioacuten homogeacutenea

de organismos la digestioacuten del ADN con una endonucleasa de restriccioacuten y la

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electroforesis en gel de agarosa del ADN Debido a que las endonucleasas de

restriccioacuten reconocen y se unen al ADN de doble cadena especiacuteficamente a la

secuencia 4 oacute 6 de pares de bases se genera un conjunto de fragmentos La

migracioacuten de estos fragmentos en gel de agarosa estaacute relacionada con el peso

molecular un patroacuten de bandas se puede ver en el gel por la luz ultravioleta siacute se

tintildeeron con bromuro de etidio o por autorradiografiacutea Estos modelos constituyen

una huella digital caracteriacutestico de cualquier ADN en particular (Marshall et al

1981)

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4 MATERIAL Y MEacuteTODO

41 Tipo de estudio Ensayo de laboratorio

42 Cepas En este estudio se emplearon 30 cepas distribuidas en 24 serogrupos

de Leptospira proporcionados por Centro Nacional de Diagnoacutestico y Referencia

(CNDR)

43 Muestras Las condiciones de crecimiento para la Leptospira fueron de 28-

30degC durante siete diacuteas en el medio Ellinghaussen-McCullough-Johnson-Harris

(EMJH)

45 PCR cebadores y condiciones de amplificacioacuten

Los cebadores de oligonucleoacutetidos LepF1 PU1 y LepR1 que corresponden a las

posiciones 8461 a 8480 8720 a 8738 y 9334 a 9316 respectivamente fueron

disentildeados para unirse a regioacuten 23S del ADNr la cual corresponde a la secuencia

de Leptospira interrogans (patoacutegena)

Los cebadores SU1 y LepR1 fueron disentildeados para serovares de saproacutefitas que

corresponden a la posicioacuten 326 a 343 y 641 a 623 respectivamente basado en la

secuencia parcial del ADNr de Leptospira biflexa La secuencia de los cebadores

se demuestra en la tabla 1

Tabla1 Cebadores utilizados en la amplificacioacuten

Cebador Secuenciacioacuten 5` a 3` Especificidad Posicioacuten de la base

LepF1 GTTACCAAGCACAAGATTAG Leptospira spp 8461 - 8480

LepR1 TAGTCCCGATTACATTTTC Leptospira spp 9334 - 9316

PU1 TATCAGAGCCTT TTAATGG Patoacutegena 8720 - 8738

SU1 TTTAGGGTTAGCGTGGTA Saproacutefita 326 - 343

LepR1 TAGTCCCGATTACATTTTC Leptospira spp 641 - 623

El ADN de la Leptospira fue amplificado usando LepF1 (5

GTTACCAAGCACAAGATTAG 3) y LepR1 (5 TAGTCCCGATTACATTTTC 3)

Para la multiplex PCR fueron usado como cebadores internos PU1 (5

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TATCAGAGCCTTTTAATGG 3) SU1 (5 TTTAGGGTTAGCGTGGTA 3) y LepR1

(5 TAGTCCCGATTACATTTTC 3)

Para la amplificacioacuten del ADN se utilizoacute como control positivo de patoacutegena la cepa

icterohaemorrhagiae mientras que como control de saproacutefita se utilizoacute la cepa

patoc ambas se encontraban en caldo de cultivo Ellinghausen-McCullough-

Johnson-Harris (EMJH) y como control negativo se utilizoacute agua libre de nucleasa

Los segmentos de ADN amplificado para patoacutegenas corresponde a 615 pb y para

saproacutefitas 316 pb (gen 23S ADNr) Esta amplificacioacuten fue realizada en el

termociclador Las condiciones de la PCR consistieron en 40 ciclos Una

desnaturalizacioacuten inicial fue de 94degC por 5 minutos Cada ciclo comprendioacute una

desnaturalizacioacuten a 94degC por 1 minuto temperatura de anneling a 50degC por 50

segundos y una extensioacuten a 72degC por 1 minuto El uacuteltimo paso fue la elongacioacuten a

72degC por 7 minutos

46 Paraacutemetros a probar en la estandarizacioacuten

461 Mezcla

Se sometieron a prueba tres tipos de mezcla cada una con concentraciones

distintas pero con un volumen final de 50 microl reflejadas en la tabla 2

Tabla 2 Mezclas de reactivos puestas a prueba

Componente Mezcla 1 Mezcla 2 Mezcla 3

Agua free nucleasa 19 microl 26 microl 14 microl

Master mix 16 microl 8 microl 16 microl

Cebador 1 (LepF1) 2 microl 2 microl 2 microl

Cebador 2-5 (LepR1) 4 microl 2 microl 4 microl

Cebador 3 (PU1) 2 microl 1 microl 2 microl

Cebador 4 (SU1) 2 microl 1 microl 2 microl

AND (muestral o control) 5 microl 10 microl 10 microl

Volumen final 50 microl 50 microl 50 microl

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 30

462 5-Fluoracilo

Se puso a prueba el papel que juega el 5-fluoracilo debido a su utilizacioacuten en los

medios de cultivo para evitar la contaminacioacuten bacteriana de las Leptospira

ademaacutes que permite un mejor crecimiento de eacutestas (WHO 1967) Su eficacia

radica en que se une de forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial

para la siacutentesis de nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases

nitrogenadas que forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se

puede replicar lo que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002)

463 Tipo de extraccioacuten de ADN

El ADN genoacutemico de las cepas de Leptospira y de las muestras sanguiacuteneas y

orina fue extraiacutedo de acuerdo a las instrucciones del kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) siguiendo los procedimientos de manufactura (ver anexo

1)

Se ensayaron extracciones por calentamiento a 90degC ndash 100degC por 20 minutos El

ADN extraiacutedo fue almacenado a -20deg C hasta su amplificacioacuten

464 Muestras fingidas

Se obtuvieron muestras de suero y orina de cada especie (canino bovino porcino

y equino) y se mezclaron con cepas de referencia proporcionados por el Centro

Nacional De Investigacioacuten de Holanda para posteriormente realizar PCR A cada

muestra se le realizoacute extracciones por calentamiento y por el kit de extraccioacuten

QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

47 Determinacioacuten del liacutemite de deteccioacuten

Se determinoacute al calcular la cantidad de ADN que capaz de detectar la teacutecnica en

un ml de muestras de sangre y orina para esto se realizoacute una serie de diluciones

(desde 11 hasta 110000000) de las muestras a partir de una concentracioacuten de

ADN conocida (120 ng)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 31

48 Sensibilidad

Se sometieron 29 serovares patoacutegenas y 1 saproacutefita como controles positivos

proporcionados por Centro Nacional de Diagnoacutestico y Referencia

Se calculoacute la sensibilidad y el intervalo de confianza del 95 en el programa

EPIDAT 31 de acuerdo a la siguiente foacutermula

VP= Verdaderos positivos

FN= Falsos negativos

49 Especificidad

Se realizoacute un ensayo de especificidad utilizando ADN de 10 muestras con otras

cepas bacterianas diferentes a Leptospira que fueron inoculadas en medio EMJH

y suero para detectar falsos positivos el panel de muestras se describe en la

siguiente tabla

Tabla 3 Cepas bacterianas utilizadas para la determinacioacuten de la

especificidad

Cepa Nuacutemero de muestras

Staphyloccocus aureus 2

Escherichi coli 2

Salmonella spp 2

Proteus spp 2

Streptococcus pyogenes 2

Se calculoacute la especificidad y el correspondiente intervalo de confianza (95) en el

programa EPIDAT 31 de acuerdo a la siguiente foacutermula

VN= Verdaderas negativos

FP= Falso Positivos

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 32

5 RESULTADOS

De los 30 serovares que se sometieron al ensayo se detectaron 15 siendo

correspondiente a 12 serogrupos dentro los que se encuentran pomona e

icterohaemorrhagia dentro las patoacutegenas de importancia asiacute como el serogrupo

patoc de la saprofitas puesta a prueba Ver foto 1

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute ser la nuacutemero 1 compuesta por

Agua free nucleasa 19 microl Master mix 16 microl Primer 1 (Lep F1) 2 microl Primer 2-5

(LepR1) 4 microl Primer 3 (PU1) 2 microl Primer4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl Ver foto 2

En los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia en la

capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y saprofitas Ver

foto 2

La extraccioacuten maacutes adecuada resultoacute ser por calentamiento en la que se

identificaron 8 muestras de 19 mientras que las extracciones con el kit de

extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg) solo 2 muestras de 8 fueron

identificadas Ver foto 3

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten se encontroacute que la teacutecnica es capaz de identificar

una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira correspondiente a una

dilucioacuten 110000 Ver foto 4

En la determinacioacuten de la capacidad de la teacutecnica para detectar e identificar

Leptospira en muestras de campo se encontroacute que de 12 muestras de suero se

identificaron 3 mientras que de 13 muestras de orina fueron identificadas 5 Ver

foto 3

La sensibilidad mostrada fue de 50 IC 95 (3044 ndash 6956) mientras que la

especificidad fue de 100 IC 95 (95 ndash 100) con un valor predictivo positivos de

100 IC 95 (9667 ndash 100) y un valor predictivo negativo de 40 IC 95 (1880 ndash

6120) esto con una prevalencia de 75 IC 95 (6033 ndash 8967) mostrando un

Iacutendice de validez de 6550 IC 95 (4625 ndash 7875)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 33

6 DISCUSIOacuteN

Actualmente el meacutetodo para diagnosticar leptospirosis es la prueba de

Microaglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) pero esta resulta tediosa por la necesidad

de mantener las cepas lo que implica tambieacuten un riesgo potencial para el personal

de laboratorio ademaacutes no diferencia entre anticuerpos vacunales y de infeccioacuten

Otro meacutetodo directo de diagnoacutestico es el cultivo pero es limitado y requiere de

mucho tiempo (Alonso et al 2001)

Debido a las restricciones que generan estas pruebas diagnoacutesticas se ha

estandarizado una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y

patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos

En este estudio se sometieron 30 serovares al ensayo de los que se detectaron

15 correspondiente a 12 serogrupos amplificados mostrando una sensibilidad del

50 diferente a los resultados obtenidos por Ceacutespedes et al (2007) en cuyo

estudio la PCR pudo amplificar el ADN de 25 serovares de seis especies de

Leptospira spp con una sensibilidad del 100 in vitro Moreno et al (2010) mostroacute

un amplificado especiacutefico para 2122 cepas de referencia con la PCR simple

lipL32 mientras que la PCR muacuteltiple secYflaB amplificoacute 1822 cepas

Esta sensibilidad baja indica que la teacutecnica no es recomendada como una prueba

de tamizaje ya que ademaacutes del alto costo no es capaz de detectar a toda la

poblacioacuten infectada en cambio la especificidad que se obtuvo fue del 100

demostrada con el uso de ADN de otros agentes patoacutegenos (Staphyloccocus

Aureus Escherichi coli Salmonella spp Proteus spp y Streptococcus pyogenes)

los cuales no fueron amplificados Esto coincide con los ensayo realizado por

Ceacutespedes et al (2007) Moreno et al (2010) Kositanont et al (2007) y Boonsilp et al

(2011) los cuales muestran una especificad del 100 al no obtener amplificado del

ADN de otras cepas patoacutegenas que causan enfermedades febriles en sus paiacuteses

La causa de una especificidad tan alta de la reaccioacuten se debe a las secuencias

nucleotiacutedicas especiacuteficas formadas por los oligonucleoacutetidos (cebadores) LepF1 (5rsquo

GTTACCAAGCACAAGATTAG 3rsquo) LepR1 (5rsquo TAGTCCCGATTACATTTTC 3rsquo)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 34

PU1 (5rsquo TATCAGAGCCTTTTAATGG 3rsquo) y SU1 (5rsquo TTTAGGGTTAGCGTGGTA 3rsquo)

que fueron disentildeados para detectar secuencias nucleotiacutedicas especiacuteficas en este

caso el genoma de Leptospira spp (OIE 2006) Tambieacuten se debe tomar en cuenta

que la especificidad de la PCR depende ademaacutes de la temperatura empleada en

la fase de hibridacioacuten y de la cantidad de iones divalentes que se incorporan a la

reaccioacuten Cuanto mayor sea la temperatura utilizada en la fase de hibridacioacuten maacutes

especiacutefica es la reaccioacuten Esto se debe a que a mayor temperatura maacutes dificultada

se ve la unioacuten entre el cebador y la cadena molde en condiciones de

temperaturas de hibridacioacuten elevadas el cebador soacutelo se uniraacute a la cadena molde

si son complementarios en todos sus nucleoacutetidos (McPherson et al 1991)

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten por la diluciones de ADN puro (120ng) de L

interrogans serovar Australis se obtuvo un producto de 615pb hasta la dilucioacuten

110000 correspondiente a una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira

lo que coincide con la investigacioacuten realizada por Moreno et al (2010) cuyo liacutemite

de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR simple lipL32 obtuvo productos especiacuteficos

de 423 pb L interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten

110000 pero para el caso del liacutemite de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR

muacuteltiple secYflaB se obtuvieron productos especiacuteficos de 285 pb y 793 pb de L

interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten 1100 para secY y

11000 para flaB Estas diluciones se hicieron a partir de 120 ng de ADN extraiacutedo

de la cepa de referencia de Leptospira

El liacutemite de deteccioacuten para la PCR muacuteltiple indica una alta sensibilidad analiacutetica en

condiciones de PCR real esto lo posiciona como un meacutetodo de diagnoacutestico

molecular de eleccioacuten para estudios posteriores que busquen validar su uso

potencial para el diagnoacutestico de leptospirosis (Levett et al 2005)

La teacutecnica fue capaz de identificar Leptospira patoacutegena y saproacutefita lo que coincide

con el estudio de Kositanont et al (2007) que muestran resultados similares esto

se atribuye al uso de los cebadores especiacuteficos para la amplificacioacuten de genes

conservados en cepas patoacutegenas y saprofitas Otros estudios como los realizados

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 35

por Cheema et al (2007) Moreno et al (2010) y Rosario et al (2012) no

lograron detectar Leptospira saprofitas soacutelo patoacutegenas pues en ese estudio se

implicoacute solamente los genes conservados en cepas patoacutegenas de Leptospira La

inhabilidad de poder diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y no patoacutegenas puede

ser una dificultad en estudios ambientales donde se quiera diferenciar entre los

distintos serovares sin embargo no tiene importancia en el aspecto cliacutenico pues

no se aiacutesla Leptospira saprofitas en muestras animales (Ceacutespedes et al 2010)

Sin embargo otros estudios (Ibaacutentildeez et al 2010)) han mostrado anticuerpos contra

Leptospira sp serovariedad patoc en 1159 monos Rhesus (Macaca mulatta) en

condiciones de cautiverio Con tiacutetulos que variaron de 120 a 180 Silva et al

(2010) recogioacute muestra de 388 animales (aves reptiles mamiacuteferos y peces) tanto

salvajes como en cautiverio resultando positivo a MAT el 265 de los animales

Los tiacutetulos seroloacutegicos predominante fueron de 140 y 180 para los serotipos

patoc andamana canicola icterohaemorrhagiae y panamaacute

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute estar compuesta por 19 microl de Agua

free nucleasa 16 microl de GoTaqreg qPCR Master Mix 2 microl de cada uno de los

iniciadores (Lep F1 Lep R1 PU1 SU1 y Lep R1) a una concentracioacuten de 100

[Pmol] y 5 microl de ADN a un volumen final de 50 microl con una amplificacioacuten de 40

ciclos En una publicacioacuten similar realizada por Kosinatont et al (2007) utilizan 5microl

de buffer PCR 8 microl de MgCl2 1microl de cada iniciador a 20 [Pmol] y 5 microl de ADN a un

volumen final de 50microl Las condiciones de PCR consistieron de 35 ciclos Las

diferentes concentraciones de reactivos en ambos estudios se deben

probablemente a que las condiciones de laboratorio son diferentes en todas las

regiones ademaacutes del uso en el presente ensayo de un master mix comercial que

incluye todos los componentes para la PCR cuantitativa como son ADN Taq

polimerasa dATP dGTP dCTP dTTP y MgCl2 a excepcioacuten del ADN de la

muestra los cebadores y agua Utilizar este master mix evita errores en el

alineamiento de los cebadores en la temperatura de disociacioacuten de las cadenas

tanto del templado como del producto de la PCR la especificad del producto la

formacioacuten de diacutemero de cebadores y en la inhibicioacuten de la Taq polimerasa por

altas concentraciones de KCl o NaCl (Martinez et al 2004)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 36

En cuanto a los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia

en la capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y

saproacutefitas Eacuteste se puso a prueba debido a su utilizacioacuten en los medios de cultivo

cuando se toman muestras en el campo Su eficacia radica en que se une de

forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial para la siacutentesis de

nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases nitrogenadas que

forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se puede replicar lo

que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002) el 5-fluoracilo no fue una

sustancia inhibidora de la PCR pues no provoca el bloqueo directo total o parcial

de la actividad cataliacutetica de la ADN polimerasa o inhibe la unioacuten directa al ADN de

doble cadena (Newsletter Microbial 2009)

La extraccioacuten de ADN se hizo por calentamiento y con el kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) con el fin de determinar cuaacutel de los meacutetodos era el maacutes

efectivo para la extraccioacuten resultando ser la extraccioacuten por calentamiento ya que

fue capaz de detectar 8 muestras de 19 mientras que con el kit de extraccioacuten soacutelo

se lograron identificar 2 de 8 muestras Aunque con este meacutetodo ademaacutes de ser

de menor costoso se obtiene mayores valores de concentracioacuten y rendimiento de

ADN en el menor tiempo aportaacutendole rapidez y simplicidad a la prueba la pureza

del mismo es baja La importancia del proceso de purificacioacuten del material

geneacutetico es recobrar el producto maacuteximo de ADN de alto peso molecular libre de

proteiacutenas fenol e inhibidores de la Taq polimerasa El ADN de alta calidad es un

prerrequisito para su uso en teacutecnicas de biologiacutea molecular en este caso PCR

para la identificacioacuten de las secuencias especificas de ADN mediante el uso de

cebadores no asiacute el ADN degradado no sustenta la integridad de los sitios

blancos para los cebadores y consecuentemente afectar la calidad de la PCR

(Rada et al 1998)

Ademaacutes de la extraccioacuten de ADN por calentamiento existen otras teacutecnicas como

son meacutetodo fenol-cloroformo meacutetodo del acetato de potasio meacutetodo del acetato

de potasio modificado y meacutetodo de bromuro de cetil-trimetil amonio cuya base

principal es provocar una lisis celular para inactivar las nucleasas celulares y

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 37

separar los aacutecidos nucleicos de los restos de ceacutelulas (Fraga et al 2004) (Velasco

2005)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 38

7 CONCLUSIOacuteN

El PCR multiplex fue capaz de diferenciar entre Leptospira saprofita y

patoacutegena

Se obtuvo una baja sensibilidad pero alta especificidad

El 5-fluoracilo no mostro alteracioacuten en el proceso de amplificacioacuten

La mezcla maacutes adecuada fue la mezcla 1 compuesta por Agua free

nucleasa 19 microl Master mix 16 microl cebador 1 (Lep F1) 2 microl cebador 2-5

(LepR1) 4 microl cebador 3 (PU1) 2 microl cebador 4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl

Se obtuvo una alta sensibilidad analiacutetica o liacutemite de deteccioacuten capaz de

detectar hasta 0012 ng de ADN

El meacutetodo de extraccioacuten maacutes efectivo fue por calentamiento que por el kit

de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 39

8 RECOMENDACIONES

Validar la teacutecnica con una poblacioacuten maacutes representativa

Publicar los resultados de esta investigacioacuten con el fin de seguir mejorando

el diagnoacutestico de leptospirosis por PCR

Promover el uso de la PCR para un diagnoacutestico raacutepido de leptospirosis en

animales domeacutesticos

Realizar estudios de las fuentes de agua para la caracterizacioacuten de las

zonas de riesgo

Estandarizar teacutecnicas de diagnoacutestico de campo para fortalecer los sistemas

de vigilancia activa

Ofrecer charlas a las poblaciones con mayor prevalencia de leptospirosis

sobre el papel que juegan los animales en la transmisioacuten de la enfermedad

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 40

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 46

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Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 47

ANEXOS

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

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Kit de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

1 20 microl de proteinasa K en eppendorf

2 Agregar 200 microl de la muestra

3 Agregar 200 microl de buffer AL y bortear por 5 segundos

4 Incubar a 56 ordmC por 10 minutos

5 Centrifugar brevemente

6 Agregar 200 microl de etanol (96 ndash 100)

7 Pasar la mezcla del paso 6 y colocarlo en un tubo de ensayo colector

procurando no tocar los bordes y centrifugar a 8000 rpm por 1 minuto Cambiar el

tubo colector descartando el contenido

8 Agregar en el centro de la columna 500 microl de buffer AW1 Centrifugar por 8000

rpm por 1 minuto luego descartar tubo colector y el contenido cambiando a un

nuevo tubo colector

9 Agregar 500 microl de buffer AW2 en el centro de la membrana y centrifugar a

14000 rpm por 3 minutos

10 Pasar la columna a eppendorf y centrifugar a velocidad maacutexima por 1 minuto

11 Pasar la columna a eppendorf y agregar 100 microl de buffer AE incubar a

temperatura ambiente por 1 minuto luego centrifugar a 8000 rpm por un minuto

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

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Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 53

Tabla 4 Cepario de referencia de Holanda

Especie Serogrupo Serovar Cepa de referencia

L Interrogans

Australis Australis Ballico

Autumnalis Autumnalis Akiyami A

Betaviae Betaviae Swart

Canicola Canicola Hond Utrechit IV

Djasiman Djasiman Djasiman

Hebdomadis Hebdomadis Hebdomadis

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagica RGA

Icterohaemorrhagia Copenhageni M20

Icterohaemorrhagia Copenhageni Wijnberg

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagia Kantorowic

Pomona Pomona Pomona

Pyrogenes Pyrogenes Salinem

Sejroe Hardjo Hardjoprajitho

Sejroe Wolffi 3705

L Noguchi

Australis Nicaragua 1011

Lousiana Lousiana LSU 1945

Panama Panama CZ 214

L Biorgpetersenii

Ballum Castellones Castellon 3

Javanica Javanica Veldrat Batavia

Mini Mini Sari

Serjoe Serjoe M 84

Tarassovi Tarassovi Pereplitsin

L welii

Celledoni Celledoni Celledoni

Manhao Qingshui L 105

Sarnin Sarm 11 Sarnin

L Kirschneri

Cynopteri Cynopteri 3522 C

Grippotyphosa Grippotyphosa Moskva V

L Neyeri Ranarum Ranarum ICF

L Santarosal Sherman Shermani 1342 K

L Biflexa Semaranga Patoc Patoc 1

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 11

11 ANTECEDENTES

En 2001 se llevoacute a cabo la identificacioacuten de aislamientos de Leptospira por

meacutetodos seroloacutegicos y geneacuteticos en tres provincias de Cuba Se estudiaron 18

cepas de Leptospira aisladas de pacientes con leptospirosis humana en los

resultados por MAT las cepas fueron agrupadas entre los serogrupos ballum

pomoma caniacutecola e icterohaemorrhagiae Se determinoacute el serovar de 7 de las

cepas estudiadas con el uso de los anticuerpos monoclonales Para la totalidad de

las cepas se obtuvo por reaccioacuten en cadena de la polimerasa un fragmento

amplificado de 631 pb El anaacutelisis con enzimas de restriccioacuten del producto

amplificado originoacute iguales patrones de restriccioacuten en todas las cepas estudiadas

(Victoria et al 2001)

En 2007 se efectuoacute la deteccioacuten de Leptospira patoacutegenas en animales por PCR

basado en los genes lipL21 y lipL32 en India Se recogieron muestras de suero y

tejido de bovinos buacutefalos y cobayos junto a becerros experimentalmente

infectados A los cuales se les realizoacute PCR usando los genes lipL21 y lipL32 asiacute

como los cebadores G1G2 y se determinoacute que todos los sueros tanto las

muestras colectada en campo como la de los animales infectados

experimentalmente fueron positivos tanto con el uso de cebadores G1G2 asiacute

como con los genes lipL21 y lipL32 (Cheema et al 2006)

Se desarrolloacute un estudio para la deteccioacuten y diferenciacioacuten entre Leptospira spp

patoacutegenas y saproacutefitas por multiplex PCR en la ciudad de Bangkok Tailandia Este

meacutetodo pudo amplificar 27 serovares patoacutegenos y 5 serovares saproacutefitas

mostrando una amplificacioacuten de 615 y 316 pares de bases (pb) respectivamente

(Kositanont et al 2007)

En 2007 se llevoacute a cabo la estandarizacioacuten y validacioacuten de una prueba de PCR

para el diagnoacutestico precoz de leptospirosis humana en zonas endeacutemicas del Peruacute

Amplificoacute el ADN de 25 serovares de seis especies de Leptospira spp No

amplificoacute las muestras de ADN de otros microorganismos patoacutegenos La

sensibilidad y especificidad del meacutetodo fue 100 in vitro Su sensibilidad fue de

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 12

100 (IC95 979 - 100) en muestras de sangre antes de los ocho primeros diacuteas

de enfermedad y de 30 (IC95 163 - 43-7) cuando el tiempo de enfermedad fue

mayor El PCR en orina tiene una baja sensibilidad (Ceacutespedes et al 2007)

En 2009 se realizoacute la deteccioacuten de Leptospira patoacutegenas en tejido renal de perros

vagos mediante PCR en tiempo real en la ciudad de Chillan Chile De los 72

perros a los que se les extrajo ADN de tejido renal el 597 de los perros resultoacute

infectado (Campos 2009)

En 2010 se realizoacute un estudio para la aplicacioacuten de las pruebas de PCR

convencional simple y muacuteltiple para la identificacioacuten de aislamientos de Leptospira

spp en Colombia los resultados maacutes consistentes fueron obtenidos con la PCR

simple lipL32 tanto en limite de deteccioacuten especificidad y utilidad para la

identificacioacuten de Leptospira spp (Moreno et al 2010)

Una multiplex PCR fue desarrollada para la deteccioacuten de Leptospira en muestras

de agua del ambiente obtenidas en un asentamiento de barrio en Petroacutepolis

ciudad de Rio de Janeiro Tres de las 100 muestras analizadas fueron positivas en

la multiplex PCR se consideroacute que dos muestras teniacutean Leptospira saproacutefitas y

una Leptospira patoacutegenas (Vital et al 2010)

En 2012 se caracterizoacute aislamientos cliacutenicos de Leptospira por meacutetodos

fenotiacutepicos y moleculares en la repuacuteblica de Nicaragua De las 8 cepas de

Leptospira aisladas de casos cliacutenicos mediante meacutetodos fenotiacutepicos y

moleculares para el primer meacutetodo ninguna de estas mostraron crecimiento a

13degC en medio suplementado con 8-azaguanina (225 mgMl) y para el segundo

meacutetodo los resultados de este ensayo demostraron la presencia de bandas de

amplificacioacuten de los genes OmpL1 y lipL32 para los ocho aislamientos (Rosario et

al 2012)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 13

12 JUSTIFICACIOacuteN

La leptospirosis es una zoonosis de distribucioacuten mundial que afecta a los

mamiacuteferos tanto domeacutesticos como silvestres aunque el agente tambieacuten se ha

aislado de otros vertebrados como aves y anfibios La enfermedad puede estar

causada por cualquiera de las espiroquetas paraacutesitas clasificadas dentro del

geacutenero Leptospira (Alonso et al 2001)

Es una zoonosis en Nicaragua que presenta una endemicidad constante tal y

como lo demuestran las estadiacutesticas de la enfermedad principalmente despueacutes de

lluvias fuertes e inundaciones Afectando de igual manera a humanos y animales

produciendo un gran impacto socioeconoacutemico para la poblacioacuten en general

El diagnoacutestico de la enfermedad es complejo debido a que no manifiesta siacutentomas

especiacuteficos y resulta difiacutecil realizar e interpretar los meacutetodos diagnoacutesticos de

referencia en base a cultivos bacterianos y a test seroloacutegicos para la identificacioacuten

de la especie y serovares (Levett et al 2001)

La reaccioacuten en cadena de la polimerasa (PCR) es una prueba de diagnoacutestico

molecular muy sensible y especiacutefico que sirve para detectar e identificar

Leptospira en sangre liacutequido cefalorraquiacutedeo humor acuoso y orina Esta teacutecnica

puede diferenciar con rapidez las formas patoacutegenas de las no patoacutegenas (Greene

et al 2008) Sin embargo la teacutecnica debe ser estandarizada en cada laboratorio

antes de ser utilidad en el diagnoacutestico y vigilancia de la enfermedad El objetivo de

este estudio fue estandarizar una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira

saproacutefita y patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos Esta teacutecnica

proporcionaraacute una alterativa maacutes raacutepida que el aislamiento asiacute como una

clasificacioacuten confiable de Leptospira patoacutegenas y saproacutefitas circulante en animales

domeacutesticos

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 14

13 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

iquestCuaacuteles son los paraacutemetros oacuteptimos en la estandarizacioacuten de una multiplex PCR

para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y patoacutegena en muestras de animales

domeacutesticos

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 15

2 OBJETIVOS

21 General

Estandarizar una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y

patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos

22 Especiacutefico

Establecer el liacutemite deteccioacuten de multiplex PCR en muestras sanguiacuteneas y orina

Determinar la sensibilidad y especificidad de muacuteltiplex PCR para el diagnoacutestico de

Leptospira

Clasificar las cepas de Leptospira como saproacutefita y patoacutegena a traveacutes de multiplex

PCR

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 16

3 MARCO TEOacuteRICO

Las Leptospira son bacterias pertenecientes al orden Spirochaetales familia

Leptospiraceae y geacutenero Leptospira Aunque son bacterias Gram negativas no se

tintildeen bien mediante los colorantes convencionales por lo que habitualmente se

visualizan por medio de la microscopiacutea de campo oscuro La impregnacioacuten

argeacutentica y las teacutecnicas de inmunohistoquiacutemicas se utilizan para poner en

manifiesto su presencia en tejidos (Quinn et al 2002)

Su tamantildeo es de 025 por 6-25 microm tienen forma ciliacutendrica y helicoidal con dos

filamentos axiales insertados en los extremos del cuerpo celular que actuacutean como

citoesqueleto y le permiten el movimiento (Bharti et al 2003)

Estas son moacuteviles describen tres tipos de movimientos rotacioacuten alrededor de su

eje central movimientos progresivos rectos y movimientos circulares (Bharti et al

2003) son aerobios obligados que se desarrollan a una temperatura de 28 a

30degC Son catalasa y oxidasa positivo creciendo en medios simples enriquecidos

con vitaminas aacutecidos grasos de cadena larga y sales de amonio (Levett 2001)

Su genoma consiste en dos cromosomas circulares uno de mayor tamantildeo que

asciende a 4332241 bp y uno pequentildeo de 358943 bp los que juntos suman

4691184 bp (Ren et al 2003)

La bacteria no se multiplica fuera del hueacutesped y es considerablemente

dependiente del medio puesto que es muy susceptible a la desecacioacuten a pH

inferiores a 6 o superiores a 8 y temperaturas menores a 10ordmC o mayores a 34ordmC

le resultan nocivos (McDonough 2001) Asiacute como la luz solar directa la

hipersalinidad los desinfectantes corrientes los detergentes y el jaboacuten pueden

afectar al microorganismo (Zamora et al 1999)

Los organismos de Leptospira sobreviven hasta 180 diacuteas en suelos huacutemedos por

varios meses en superficies acuosas y sobreviven auacuten mejor en agua estancada

que en movimiento (McDonough 2001 Acosta et al 1994)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 17

31 Mecanismos de transmisioacuten

Las Leptospira se transmiten por contacto directo o indirecto La transmisioacuten

directa ocurre a traveacutes de orina infectada transferencia veneacuterea o

transplacentaria heridas por mordedura o ingestioacuten de tejidos infectados La

transmisioacuten indirecta se da a traveacutes de la exposicioacuten de los animales susceptibles

agua suelo alimento o camas contaminadas (Greene et al 2008)

Existen dos tipos de hueacutespedes involucrados en la transmisioacuten de la enfermedad

Los hueacutespedes primarios constituidos por aquellas especies que no desarrollan

una sintomatologiacutea evidente y que son capaces de eliminar por periodos

prolongados la bacteria y los hueacutespedes secundarios conformados por aquellas

especies que por el contrario enferman gravemente y no alcanzan a liberar la

bacteria o lo hacen por un periodo reducido (McDonough 2001)

32 Clasificacioacuten

A partir de 1989 el geacutenero Leptospira fue dividido en dos especies L interrogans

que comprendiacutea a todas las cepas patoacutegenas y L biflexa que incluiacutea a las cepas

saproacutefitas aisladas del medio ambiente Ambas fueron divididas en numerosos

serovares definidos por aglutinacioacuten Sobre 60 y 200 serovares han sido

reconocidos para L biflexa y L interrogans respectivamente Los serovares que

se encontraban relacionados antigeacutenicamente fueron agrupados como serogrupos

(Levett 2001)

33 Patogeacutenesis

La Leptospira es resistente a la actividad bactericida del suero normal y en

ausencia de anticuerpos especiacuteficos no es fagocitada ni destruida por los

polimorfonucleares o macroacutefagos Despueacutes de penetrar la piel o las mucosas la

Leptospira hace una bacteriemia que inicialmente alcanza todas las partes del

cuerpo incluyendo el liacutequido cefalorraquiacutedeo (LCR) y los ojos y genera la

produccioacuten de anticuerpos aglutinantes y el fenoacutemeno de opsonizacioacuten entre los

diacuteas 5 y 7 Si esta respuesta no es suficiente para detener su progreso la

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 18

Leptospira avanza en los tejidos Alliacute se multiplica en forma acelerada deja de ser

encontrada en la sangre y se elimina por la orina durante semanas o meses (fase

inmune o de leptospiruria) (Acosta et al 1994)

La leptospirosis puede presentarse con diferentes formas grados y combinaciones

de compromiso orgaacutenico ya sea como un cuadro febril inespeciacutefico como

afeccioacuten preferente de uno o maacutes oacuterganos involucrados o como una enfermedad

grave con compromiso multiorgaacutenico y alta letalidad (Zunino y Pizarro 2007)

La etapa aguda o septiceacutemica de alrededor de 1 semana seguida de una fase

inmune caracterizada por la produccioacuten de anticuerpos y eliminacioacuten de la

bacteria a traveacutes de la orina La mayor complicacioacuten de la patologiacutea se encuentra

asociada a la localizacioacuten de las bacterias en los tejidos durante la fase inmune

alrededor de la segunda semana de la patologiacutea (Levett 2001)

En animales susceptibles la lesioacuten de las membranas de los gloacutebulos rojos y de

las ceacutelulas endoteliales junto con el dantildeo hepatocelular desencadena anemia

hemoliacutetica ictericia hemoglobinuria y hemorragia (Quinn et al 2002)

La superficie de las ceacutelulas bacterianas constituye una interfase entre el patoacutegeno

y el hospedador formando un sitio de interaccioacuten con los tejidos durante la

infeccioacuten Para los patoacutegenos extracelulares la superficie bacteriana es tambieacuten el

blanco de la respuesta inmune del hospedador (Cullen et al 2005) Se ha

sentildealado que LipL32 interactuacutea con componentes de la matriz extracelular como el

colaacutegeno y que existe una respuesta de inmunoglobulina M contra la lipoproteiacutena

durante la fase aguda y convaleciente de leptospirosis en humanos (Hauk et al

2008)

34 Sintomatologiacutea

Las manifestaciones oculares incluyen efusioacuten conjuntival presencia de ictericia

en la escleroacutetica y uveiacutetis Esta uacuteltima puede ser unilateral o bilateral y puede

presentarse semanas meses y ocasionalmente en antildeos posterior a la

enfermedad aguda (Levett 2001)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 19

Las alteraciones reproductivas pueden ocurrir posterior a una infeccioacuten y la

leptospirosis debe ser considerada como diagnoacutestico diferencial en casos de

aborto o muerte perinatal (Andreacute Fontaine 2006)

En bovinos la enfermedad puede ser aguda subaguda y croacutenica En la forma

aguda son maacutes susceptibles los animales de un mes de edad Se caracteriza por

septicemia fiebre de 405 Cdeg anorexia petequias en mucosas depresioacuten

ictericia anemia hemoliacutetica con hemoglobinuria palidez de las mucosas disnea

suele ocurrir aborto baja de la produccioacuten de la leche y ocasionalmente mastitis

En la forma subaguda se presentan los mismos siacutentomas la fiebre es de 39 a 40

Cdeg existe baja de la produccioacuten laacutectea y esta es de color rojo o anaranjado

amarillento En la forma croacutenica generalmente los siacutentomas son aborto que se

presenta en el uacuteltimo tercio de la gestacioacuten ocasionalmente se puede presentar

meningitis leptospiroacutesica incoordinacioacuten sialorrea conjuntivitis y rigidez muscular

En porcinos generalmente se presenta la forma croacutenica en ovinos y caprinos no

se conoce mucho la enfermedad debido a su poca frecuencia y la mayor parte de

los animales afectados se encuentran muertos con apariencia septiceacutemica en

equinos se presenta la forma subaguda en perros y gatos se presenta la

enfermedad desde formas subcliacutenicas hasta formas graves en animales

silvestres la mayoriacutea estaacuten adaptados y no manifiestan siacutentomas cliacutenicos (Acha et

al 1978)

35 Diagnoacutestico

Debido a que las manifestaciones cliacutenicas de la leptospirosis variacutean en tipo y

gravedad tanto en los hombres como en animales es difiacutecil su diagnoacutestico cliacutenico

hacieacutendose necesaria la confirmacioacuten de los casos mediante pruebas de

laboratorio existen pruebas que sin ser especiacuteficas para la enfermedad pueden

orientar al cliacutenico hacia el diagnoacutestico de leptospirosis (Ceacutespedes 2005)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 20

351 Diagnoacutestico epidemioloacutegico

La anamnesis debe incluir datos sobre la eacutepoca del antildeo en la que aparecioacute el

brote la aptitud del rebantildeo el estado sanitario del mismo el contacto con otras

especies domeacutesticas la sintomatologiacutea predominante y si se realiza vacunacioacuten

frente a la leptospirosis Asimismo deberaacute obtenerse informacioacuten sobre el nuacutemero

de animales afectados la edad de los mismos y la fase de la gestacioacuten en que se

produce el aborto (Alonso et al 2001)

352 Pruebas Diagnoacutesticas

Se basa en el cultivo del organismo la demostracioacuten seroloacutegica o el diagnoacutestico

molecular (Dammert 2005)

3521 Cultivo

La Leptospira se puede aislar de muestras de sangre y liacutequido cefalorraquiacutedeo en

los primeros 7-10 diacuteas de la enfermedad y en la orina puede ser detectada durante

la segunda y tercera semana de la enfermedad (Bharti 2003) Una vez tomada la

muestra esta se debe inocular en 10 ml de medio semisoacutelido que contenga 5-

fluoracilo

El cultivo debe ser incubado a 28-30 degC y ser examinado semanalmente en el

microscopio de campo oscuro durante 13 semanas antes de ser descartado Los

cultivos contaminados pueden ser filtrados antes de recultivarlos a un medio

nuevo (Levett 2001)

Existen otros medios recientemente desarrollados uacutetiles en el aislamiento de la

Leptospira medio EMJH (Ellinghausen y Mcllough modificado por Johnson y

Harries) y el medio Tween 80-albuacutemina este uacuteltimo considerado el mejor

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 21

Como el cultivo tiene el inconveniente de ser muy largo (5-6 semanas de

incubacioacuten) no se debe considerar para definir una conducta terapeacuteutica inicial

(Acosta et al 1994)

3522 Pruebas seroloacutegicas

Las pruebas seroloacutegicas constituyen el procedimiento de laboratorio utilizado con

maacutes frecuencia para confirmar el diagnoacutestico cliacutenico para determinar la

prevalencia en el rebantildeo y para realizar los estudios epidemioloacutegicos Los

anticuerpos de las Leptospira aparecen a los pocos diacuteas del comienzo de la

enfermedad y persisten durante semanas o meses y en algunos casos antildeos

Desafortunadamente los tiacutetulos de anticuerpos puede que desciendan hasta

niveles indetectables mientras los animales permanecen infectados croacutenicamente

Para superar este problema se necesitan meacutetodos sensibles que detecten el

microorganismo en la orina o en el tracto genital de portadores croacutenicos

Se ha descrito una amplia variedad de pruebas seroloacutegicas que muestran grados

variables de especificidad de serogrupo y de serotipo La prueba de la aglutinacioacuten

microscoacutepica (MAT) y el enzimoinmunoensayo (ELISA) contribuyen al diagnoacutestico

veterinario (OIE 2008)

35221 Prueba de Aglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) La prueba MAT en la

que se emplean antiacutegenos vivos es la prueba seroloacutegica maacutes ampliamente

utilizada Constituye la prueba de referencia frente a la que se evaluacutean todas las

otras pruebas seroloacutegicas y se utiliza en las comprobaciones para la

importacioacutenexportacioacuten (OIE 2008)

El MAT posee una alta sensibilidad y especificidad siendo sus resultados

utilizados para identificar el serovar o serogrupo infectante pero requiere de la

experiencia del operador y la variacioacuten diagnoacutestica entre laboratorios es elevada

(Bharti et al 2003) Para llevarlo a cabo se requiere que el laboratorio cuente con

cultivos vivos de todos los serovares para emplearlos como antiacutegenos

consideraacutendose que su interpretacioacuten es complicada debido a la alta degradacioacuten

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 22

presencia de reaccioacuten cruzada entre diferentes serogrupos y a reacciones

paradoacutejicas (Levett 2001)

35222 Otras pruebas seroloacutegicas Debido a la complejidad de la prueba de

Aglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) se ha desarrollado otras pruebas seroloacutegicas

para la deteccioacuten de anticuerpos antileptospira en la fase aguda de la infeccioacuten La

fijacioacuten de complemento (CF) fue ampliamente usado pero el meacutetodo no fue

estandarizado La prueba de Fijacioacuten de complemento ha sido reemplazada por el

meacutetodo ELISA (Levett 2001)

El ELISA se utiliza tanto para la deteccioacuten de anticuerpos en la leche como en el

suero permitiendo ademaacutes diferenciar entre IgG e IgM (Alonso et al 2001) En

este ensayo se detecta IgM antileptospira tan solo 1 semana despueacutes de la

infeccioacuten antes de que esteacuten presentes los anticuerpos aglutinantes Los

anticuerpos IgG se detectan comenzando 2 semanas despueacutes de la infeccioacuten y

persisten durante largos periodos de tiempo (OIE 2008)

La deteccioacuten de IgM en suero por ELISA es maacutes sensible que el MAT cuando la

primera muestra se toma en la fase aguda de la enfermedad (Ceacutespedes 2005)

Ademaacutes presenta otras ventajas frente al MAT como es el hecho de no presentar

riesgo sanitario para los operarios ser de faacutecil estandarizacioacuten y ser una prueba

en la que las reacciones cruzadas son poco frecuentes Sus principales

desventajas son que normalmente son serovar especiacuteficos con lo cual no

obtendremos informacioacuten acerca de una posible infeccioacuten por otros serovares y

que no permite diferenciar entre anticuerpos vacunales y de infeccioacuten (Alonso et

al 2001)

3523 Diagnoacutestico molecular

35231 Reaccioacuten en cadena de la polimerasa (PCR)

La PCR es un meacutetodo in vitro de siacutentesis de ADN con el que un segmento

particular de este es especiacuteficamente amplificado al ser delimitado por un par de

cebadores o iniciadores que lo flanquean Su copiado se logra en forma

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 23

exponencial a traveacutes de repetidos ciclos de diferentes periodos y temperaturas de

incubacioacuten en presencia de una enzima ADN polimerasa termoestable Asiacute se

obtienen en cuestioacuten de horas millones de copias de la secuencia deseada del

ADN

La PCR es una teacutecnica de biologiacutea molecular altamente especiacutefica raacutepida

sensible y versaacutetil para detectar cantidades iacutenfimas de un cierto ADN especiacutefico

posibilitando su faacutecil identificacioacuten (Rodriacuteguez et al 2004)

El meacutetodo se basa en su forma maacutes simple en la realizacioacuten de tres reacciones

sucesivas llevadas a cabo a distintas temperaturas Estas reacciones se repiten

ciacuteclicamente entre veinte y cuarenta veces La muestra se calienta en el primer

paso hasta lograr la separacioacuten de las dos cadenas que constituyen el ADN

hecho que se conoce como desnaturalizacioacuten (Satz et al 1993) En el segundo

ocurre la hibridacioacuten de las cadenas desnaturalizadas del ADN blanco con los

denominados cebadores o iniciadores (ADN sinteacutetico de hebra sencilla) a una

temperatura que facilita el apareamiento de las bases nitrogenadas

complementarias de ambas clases de ADNs (Rodriacuteguez et al 2004) Por uacuteltimo se

da la reaccioacuten de extensioacuten que generalmente es llevada a cabo a una

temperatura intermedia en la cual la ADN polimerasa copia el ADN entre las

secuencias correspondientes a los oligonucleoacutetidos iniciadores (Torres et al

1995) La deteccioacuten se realiza mediante electroforesis en gel de agarosa y tincioacuten

con bromuro de etidio (Costa 2004)

En los uacuteltimos antildeos se ha desarrollado PCR en muestras bioloacutegicas como orina

suero liacutequido cefalorraquiacutedeo y tejido renal posicionaacutendose la teacutecnica como una

herramienta de diagnoacutestico sensible y especiacutefica en la deteccioacuten e identificacioacuten

de Leptospira spp (Levett 2001 Branger et al 2005)

Una limitacioacuten de diagnoacutestico basado en la PCR de la leptospirosis es la

incapacidad de la mayoriacutea de los ensayos de PCR para identificar el serovar

infectante Si bien esto no es significativo para la gestioacuten individual del paciente la

identidad del serovar tiene un importante valor epidemioloacutegico y en salud puacuteblica

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 24

Las estrategias disentildeadas para superar este obstaacuteculo han incluido la digestioacuten de

productos de PCR con endonucleasas de restriccioacuten secuenciacioacuten directa de los

amplicones y Anaacutelisis de Conformacioacuten de Cadena Sencilla (SSCP)

Genomospecies de Leptospira pueden ser diferenciadas despueacutes de la PCR por

electroforesis en geles de poliacrilamida no desnaturalizante seguido por tincioacuten

con plata y sin el paso adicional de purificacioacuten y desnaturalizacioacuten (Ahmad et al

2005)

35232 Reaccioacuten en cadena de la polimerasa muacuteltiple

La PCR muacuteltiple son reacciones que consiguen amplificar simultaacuteneamente y en

un uacutenico tubo diferentes secuencias diana permitiendo la deteccioacuten e

identificacioacuten simultaacutenea de distintos genes de intereacutes (Mendez et al 2004)

35233 Fingerprinting

Un desarrollo reciente en el anaacutelisis del ADN ribotipificacioacuten se basa en el

Polimorfismo de Longitud de Fragmentos de Restriccioacuten (RFLP) Posterior a la

electroforesis del gel Agarosa el ADN es trasferido sobre una membrana y

posteriormente hibridado con sondas marcadas desde el 16S al 23S de la cadena

de ARN por lo tanto nos da una interpretacioacuten maacutes raacutepida y faacutecil del Fingerprints

Este meacutetodo es una herramienta uacutetil para la tipificacioacuten molecular de Leptospira

ya que esta metodologiacutea utiliza reactivos disponibles comercialmente puede ser

aplicada por laboratorio de diagnoacutestico y no requiere el mantenimiento de todas

las cepas de referencia y correspondientemente suero inmune de conejo La

tipificacioacuten ribosomal tambieacuten nos provee informacioacuten sobre la relacioacuten genoacutemica

basado en la similitud que tienen en comuacuten fragmentos de cadenas de Leptospira

(Terpstra et al 1986)

35234 Anticuerpo monoclonales

Los anticuerpos monoclonales son glicoproteiacutenas especializadas que hacen parte

del sistema inmune producidas por las ceacutelulas B con la capacidad de conocer

moleacuteculas especificas (Antiacutegenos) Los anticuerpos monoclonales son

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 25

herramientas esenciales en el aacutembito cliacutenico y biotecnoloacutegico y han probado ser

uacutetiles en el diagnoacutestico y tratamiento de enfermedades infecciosas inmunoloacutegicas

y neoplaacutesicas asiacute como tambieacuten en el estudio de las interacciones patoacutegenas-

hospedador y la marcacioacuten deteccioacuten y cuantificacioacuten de diversas moleacuteculas

(Machado et al 2006)

Se han preparado anticuerpos monoclonales de conejo que aglutinan Leptospira y

los serovares pueden ser identificados con base en patrones caracteriacutesticos de

aglutinacioacuten Preparar anticuerpos monoclonales es difiacutecil y toma tiempo pero

usarlos en la MAT para serotipificar es faacutecil y da resultados raacutepidos Actualmente

estaacuten disponibles anticuerpos monoclonales para tipificar cerca de la mitad de los

serovares maacutes comunes actualmente reconocidos (OMS 2008)

35235 Secuenciacioacuten del ARNr 16S

La amplificacioacuten del gen para su posterior secuenciacioacuten parte preferentemente

de ADN extraiacutedo de un cultivo puro de la bacteria pero tambieacuten puede

conseguirse directamente de una muestra cliacutenica

El meacutetodo molecular de identificacioacuten bacteriana mediante secuenciacioacuten del

ADNr 16S incluye tres etapas a) amplificacioacuten del gen a partir de la muestra

apropiada b) determinacioacuten de la secuencia de nucleoacutetidos del amplicoacuten y c)

anaacutelisis de la secuencia (Rodicio et al 2004)

La secuenciacioacuten del ARNr 16S es un meacutetodo potente y simplificado para la

identificacioacuten de especies Leptospira (Morey et al 2006)

35236 Microarrays

El anaacutelisis de microarray consiste en la deteccioacuten e identificacioacuten simultaacutenea de un

patoacutegeno desde la misma muestra para asiacute ser implementado en los laboratorios

cliacutenicos de microbiologiacutea con facilidad y exactitud

Microarray simplemente se define como una coleccioacuten de caracteriacutesticas

microscoacutepicas (maacutes comuacutenmente ADN) que se puede probar con moleacuteculas diana

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 26

para producir ya sea (expresioacuten geacutenica) cuantitativa o los datos cualitativos

(diagnoacutestico)

El anaacutelisis por medio de microarray tiene la capacidad de ofrecer una fuerte

deteccioacuten muacuteltiple Existen plataformas de microarrays muacuteltiples incluyendo

impresos de ADN de doble cadena y matrices de oligonucleoacutetidos

Los microarrays permiten el depoacutesito de miles de puntos conteniendo genes o

parte de genes sobre un portaobjetos para su estudio en paralelo De esta manera

es posible tener una visioacuten instantaacutenea de actividad de genomas completos o de

un grupo selecto de genes (Miller et al 2009)

En los estudios de microarrays se combinan las teacutecnicas de hibridizacioacuten de

aacutecidos nucleicos y deteccioacuten por fluorescencia De esta manera soacutelo en los

puntos del portaobjeto donde haya ocurrido hibridizacioacuten habraacute fluorescencia y la

intensidad de la fluorescencia detectada seraacute proporcional al nivel de expresioacuten

del gen en estudio

Una condicioacuten indispensable es que cada uno de los genes que esteacute representado

sea faacutecilmente distinguible de otros En otras palabras la porcioacuten del gen

inmovilizada en el portaobjeto debe llevar consigo independientemente de su

tamantildeo su ceacutedula de identidad (Barrero 2005)

La hibridacioacuten genoacutemica comparada (CGH) ha demostrado ser una herramienta

muy poderosa para las comparaciones genoacutemicas de alto rendimiento entre

especies patoacutegenas y no patoacutegenas y la exploracioacuten del genoma de muchas

especies bacterianas Las secuencias genoacutemicas disponibles de L interrogans

serovar Lai y copenhageni se utilizaron para disentildear una matriz de mosaico (Eribo

et al 2012)

35237 Enzimas de Restriccioacuten

El meacutetodo consiste en la extraccioacuten de ADN a partir de una poblacioacuten homogeacutenea

de organismos la digestioacuten del ADN con una endonucleasa de restriccioacuten y la

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 27

electroforesis en gel de agarosa del ADN Debido a que las endonucleasas de

restriccioacuten reconocen y se unen al ADN de doble cadena especiacuteficamente a la

secuencia 4 oacute 6 de pares de bases se genera un conjunto de fragmentos La

migracioacuten de estos fragmentos en gel de agarosa estaacute relacionada con el peso

molecular un patroacuten de bandas se puede ver en el gel por la luz ultravioleta siacute se

tintildeeron con bromuro de etidio o por autorradiografiacutea Estos modelos constituyen

una huella digital caracteriacutestico de cualquier ADN en particular (Marshall et al

1981)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 28

4 MATERIAL Y MEacuteTODO

41 Tipo de estudio Ensayo de laboratorio

42 Cepas En este estudio se emplearon 30 cepas distribuidas en 24 serogrupos

de Leptospira proporcionados por Centro Nacional de Diagnoacutestico y Referencia

(CNDR)

43 Muestras Las condiciones de crecimiento para la Leptospira fueron de 28-

30degC durante siete diacuteas en el medio Ellinghaussen-McCullough-Johnson-Harris

(EMJH)

45 PCR cebadores y condiciones de amplificacioacuten

Los cebadores de oligonucleoacutetidos LepF1 PU1 y LepR1 que corresponden a las

posiciones 8461 a 8480 8720 a 8738 y 9334 a 9316 respectivamente fueron

disentildeados para unirse a regioacuten 23S del ADNr la cual corresponde a la secuencia

de Leptospira interrogans (patoacutegena)

Los cebadores SU1 y LepR1 fueron disentildeados para serovares de saproacutefitas que

corresponden a la posicioacuten 326 a 343 y 641 a 623 respectivamente basado en la

secuencia parcial del ADNr de Leptospira biflexa La secuencia de los cebadores

se demuestra en la tabla 1

Tabla1 Cebadores utilizados en la amplificacioacuten

Cebador Secuenciacioacuten 5` a 3` Especificidad Posicioacuten de la base

LepF1 GTTACCAAGCACAAGATTAG Leptospira spp 8461 - 8480

LepR1 TAGTCCCGATTACATTTTC Leptospira spp 9334 - 9316

PU1 TATCAGAGCCTT TTAATGG Patoacutegena 8720 - 8738

SU1 TTTAGGGTTAGCGTGGTA Saproacutefita 326 - 343

LepR1 TAGTCCCGATTACATTTTC Leptospira spp 641 - 623

El ADN de la Leptospira fue amplificado usando LepF1 (5

GTTACCAAGCACAAGATTAG 3) y LepR1 (5 TAGTCCCGATTACATTTTC 3)

Para la multiplex PCR fueron usado como cebadores internos PU1 (5

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 29

TATCAGAGCCTTTTAATGG 3) SU1 (5 TTTAGGGTTAGCGTGGTA 3) y LepR1

(5 TAGTCCCGATTACATTTTC 3)

Para la amplificacioacuten del ADN se utilizoacute como control positivo de patoacutegena la cepa

icterohaemorrhagiae mientras que como control de saproacutefita se utilizoacute la cepa

patoc ambas se encontraban en caldo de cultivo Ellinghausen-McCullough-

Johnson-Harris (EMJH) y como control negativo se utilizoacute agua libre de nucleasa

Los segmentos de ADN amplificado para patoacutegenas corresponde a 615 pb y para

saproacutefitas 316 pb (gen 23S ADNr) Esta amplificacioacuten fue realizada en el

termociclador Las condiciones de la PCR consistieron en 40 ciclos Una

desnaturalizacioacuten inicial fue de 94degC por 5 minutos Cada ciclo comprendioacute una

desnaturalizacioacuten a 94degC por 1 minuto temperatura de anneling a 50degC por 50

segundos y una extensioacuten a 72degC por 1 minuto El uacuteltimo paso fue la elongacioacuten a

72degC por 7 minutos

46 Paraacutemetros a probar en la estandarizacioacuten

461 Mezcla

Se sometieron a prueba tres tipos de mezcla cada una con concentraciones

distintas pero con un volumen final de 50 microl reflejadas en la tabla 2

Tabla 2 Mezclas de reactivos puestas a prueba

Componente Mezcla 1 Mezcla 2 Mezcla 3

Agua free nucleasa 19 microl 26 microl 14 microl

Master mix 16 microl 8 microl 16 microl

Cebador 1 (LepF1) 2 microl 2 microl 2 microl

Cebador 2-5 (LepR1) 4 microl 2 microl 4 microl

Cebador 3 (PU1) 2 microl 1 microl 2 microl

Cebador 4 (SU1) 2 microl 1 microl 2 microl

AND (muestral o control) 5 microl 10 microl 10 microl

Volumen final 50 microl 50 microl 50 microl

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 30

462 5-Fluoracilo

Se puso a prueba el papel que juega el 5-fluoracilo debido a su utilizacioacuten en los

medios de cultivo para evitar la contaminacioacuten bacteriana de las Leptospira

ademaacutes que permite un mejor crecimiento de eacutestas (WHO 1967) Su eficacia

radica en que se une de forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial

para la siacutentesis de nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases

nitrogenadas que forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se

puede replicar lo que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002)

463 Tipo de extraccioacuten de ADN

El ADN genoacutemico de las cepas de Leptospira y de las muestras sanguiacuteneas y

orina fue extraiacutedo de acuerdo a las instrucciones del kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) siguiendo los procedimientos de manufactura (ver anexo

1)

Se ensayaron extracciones por calentamiento a 90degC ndash 100degC por 20 minutos El

ADN extraiacutedo fue almacenado a -20deg C hasta su amplificacioacuten

464 Muestras fingidas

Se obtuvieron muestras de suero y orina de cada especie (canino bovino porcino

y equino) y se mezclaron con cepas de referencia proporcionados por el Centro

Nacional De Investigacioacuten de Holanda para posteriormente realizar PCR A cada

muestra se le realizoacute extracciones por calentamiento y por el kit de extraccioacuten

QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

47 Determinacioacuten del liacutemite de deteccioacuten

Se determinoacute al calcular la cantidad de ADN que capaz de detectar la teacutecnica en

un ml de muestras de sangre y orina para esto se realizoacute una serie de diluciones

(desde 11 hasta 110000000) de las muestras a partir de una concentracioacuten de

ADN conocida (120 ng)

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 31

48 Sensibilidad

Se sometieron 29 serovares patoacutegenas y 1 saproacutefita como controles positivos

proporcionados por Centro Nacional de Diagnoacutestico y Referencia

Se calculoacute la sensibilidad y el intervalo de confianza del 95 en el programa

EPIDAT 31 de acuerdo a la siguiente foacutermula

VP= Verdaderos positivos

FN= Falsos negativos

49 Especificidad

Se realizoacute un ensayo de especificidad utilizando ADN de 10 muestras con otras

cepas bacterianas diferentes a Leptospira que fueron inoculadas en medio EMJH

y suero para detectar falsos positivos el panel de muestras se describe en la

siguiente tabla

Tabla 3 Cepas bacterianas utilizadas para la determinacioacuten de la

especificidad

Cepa Nuacutemero de muestras

Staphyloccocus aureus 2

Escherichi coli 2

Salmonella spp 2

Proteus spp 2

Streptococcus pyogenes 2

Se calculoacute la especificidad y el correspondiente intervalo de confianza (95) en el

programa EPIDAT 31 de acuerdo a la siguiente foacutermula

VN= Verdaderas negativos

FP= Falso Positivos

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 32

5 RESULTADOS

De los 30 serovares que se sometieron al ensayo se detectaron 15 siendo

correspondiente a 12 serogrupos dentro los que se encuentran pomona e

icterohaemorrhagia dentro las patoacutegenas de importancia asiacute como el serogrupo

patoc de la saprofitas puesta a prueba Ver foto 1

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute ser la nuacutemero 1 compuesta por

Agua free nucleasa 19 microl Master mix 16 microl Primer 1 (Lep F1) 2 microl Primer 2-5

(LepR1) 4 microl Primer 3 (PU1) 2 microl Primer4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl Ver foto 2

En los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia en la

capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y saprofitas Ver

foto 2

La extraccioacuten maacutes adecuada resultoacute ser por calentamiento en la que se

identificaron 8 muestras de 19 mientras que las extracciones con el kit de

extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg) solo 2 muestras de 8 fueron

identificadas Ver foto 3

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten se encontroacute que la teacutecnica es capaz de identificar

una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira correspondiente a una

dilucioacuten 110000 Ver foto 4

En la determinacioacuten de la capacidad de la teacutecnica para detectar e identificar

Leptospira en muestras de campo se encontroacute que de 12 muestras de suero se

identificaron 3 mientras que de 13 muestras de orina fueron identificadas 5 Ver

foto 3

La sensibilidad mostrada fue de 50 IC 95 (3044 ndash 6956) mientras que la

especificidad fue de 100 IC 95 (95 ndash 100) con un valor predictivo positivos de

100 IC 95 (9667 ndash 100) y un valor predictivo negativo de 40 IC 95 (1880 ndash

6120) esto con una prevalencia de 75 IC 95 (6033 ndash 8967) mostrando un

Iacutendice de validez de 6550 IC 95 (4625 ndash 7875)

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 33

6 DISCUSIOacuteN

Actualmente el meacutetodo para diagnosticar leptospirosis es la prueba de

Microaglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) pero esta resulta tediosa por la necesidad

de mantener las cepas lo que implica tambieacuten un riesgo potencial para el personal

de laboratorio ademaacutes no diferencia entre anticuerpos vacunales y de infeccioacuten

Otro meacutetodo directo de diagnoacutestico es el cultivo pero es limitado y requiere de

mucho tiempo (Alonso et al 2001)

Debido a las restricciones que generan estas pruebas diagnoacutesticas se ha

estandarizado una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y

patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos

En este estudio se sometieron 30 serovares al ensayo de los que se detectaron

15 correspondiente a 12 serogrupos amplificados mostrando una sensibilidad del

50 diferente a los resultados obtenidos por Ceacutespedes et al (2007) en cuyo

estudio la PCR pudo amplificar el ADN de 25 serovares de seis especies de

Leptospira spp con una sensibilidad del 100 in vitro Moreno et al (2010) mostroacute

un amplificado especiacutefico para 2122 cepas de referencia con la PCR simple

lipL32 mientras que la PCR muacuteltiple secYflaB amplificoacute 1822 cepas

Esta sensibilidad baja indica que la teacutecnica no es recomendada como una prueba

de tamizaje ya que ademaacutes del alto costo no es capaz de detectar a toda la

poblacioacuten infectada en cambio la especificidad que se obtuvo fue del 100

demostrada con el uso de ADN de otros agentes patoacutegenos (Staphyloccocus

Aureus Escherichi coli Salmonella spp Proteus spp y Streptococcus pyogenes)

los cuales no fueron amplificados Esto coincide con los ensayo realizado por

Ceacutespedes et al (2007) Moreno et al (2010) Kositanont et al (2007) y Boonsilp et al

(2011) los cuales muestran una especificad del 100 al no obtener amplificado del

ADN de otras cepas patoacutegenas que causan enfermedades febriles en sus paiacuteses

La causa de una especificidad tan alta de la reaccioacuten se debe a las secuencias

nucleotiacutedicas especiacuteficas formadas por los oligonucleoacutetidos (cebadores) LepF1 (5rsquo

GTTACCAAGCACAAGATTAG 3rsquo) LepR1 (5rsquo TAGTCCCGATTACATTTTC 3rsquo)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 34

PU1 (5rsquo TATCAGAGCCTTTTAATGG 3rsquo) y SU1 (5rsquo TTTAGGGTTAGCGTGGTA 3rsquo)

que fueron disentildeados para detectar secuencias nucleotiacutedicas especiacuteficas en este

caso el genoma de Leptospira spp (OIE 2006) Tambieacuten se debe tomar en cuenta

que la especificidad de la PCR depende ademaacutes de la temperatura empleada en

la fase de hibridacioacuten y de la cantidad de iones divalentes que se incorporan a la

reaccioacuten Cuanto mayor sea la temperatura utilizada en la fase de hibridacioacuten maacutes

especiacutefica es la reaccioacuten Esto se debe a que a mayor temperatura maacutes dificultada

se ve la unioacuten entre el cebador y la cadena molde en condiciones de

temperaturas de hibridacioacuten elevadas el cebador soacutelo se uniraacute a la cadena molde

si son complementarios en todos sus nucleoacutetidos (McPherson et al 1991)

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten por la diluciones de ADN puro (120ng) de L

interrogans serovar Australis se obtuvo un producto de 615pb hasta la dilucioacuten

110000 correspondiente a una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira

lo que coincide con la investigacioacuten realizada por Moreno et al (2010) cuyo liacutemite

de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR simple lipL32 obtuvo productos especiacuteficos

de 423 pb L interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten

110000 pero para el caso del liacutemite de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR

muacuteltiple secYflaB se obtuvieron productos especiacuteficos de 285 pb y 793 pb de L

interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten 1100 para secY y

11000 para flaB Estas diluciones se hicieron a partir de 120 ng de ADN extraiacutedo

de la cepa de referencia de Leptospira

El liacutemite de deteccioacuten para la PCR muacuteltiple indica una alta sensibilidad analiacutetica en

condiciones de PCR real esto lo posiciona como un meacutetodo de diagnoacutestico

molecular de eleccioacuten para estudios posteriores que busquen validar su uso

potencial para el diagnoacutestico de leptospirosis (Levett et al 2005)

La teacutecnica fue capaz de identificar Leptospira patoacutegena y saproacutefita lo que coincide

con el estudio de Kositanont et al (2007) que muestran resultados similares esto

se atribuye al uso de los cebadores especiacuteficos para la amplificacioacuten de genes

conservados en cepas patoacutegenas y saprofitas Otros estudios como los realizados

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 35

por Cheema et al (2007) Moreno et al (2010) y Rosario et al (2012) no

lograron detectar Leptospira saprofitas soacutelo patoacutegenas pues en ese estudio se

implicoacute solamente los genes conservados en cepas patoacutegenas de Leptospira La

inhabilidad de poder diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y no patoacutegenas puede

ser una dificultad en estudios ambientales donde se quiera diferenciar entre los

distintos serovares sin embargo no tiene importancia en el aspecto cliacutenico pues

no se aiacutesla Leptospira saprofitas en muestras animales (Ceacutespedes et al 2010)

Sin embargo otros estudios (Ibaacutentildeez et al 2010)) han mostrado anticuerpos contra

Leptospira sp serovariedad patoc en 1159 monos Rhesus (Macaca mulatta) en

condiciones de cautiverio Con tiacutetulos que variaron de 120 a 180 Silva et al

(2010) recogioacute muestra de 388 animales (aves reptiles mamiacuteferos y peces) tanto

salvajes como en cautiverio resultando positivo a MAT el 265 de los animales

Los tiacutetulos seroloacutegicos predominante fueron de 140 y 180 para los serotipos

patoc andamana canicola icterohaemorrhagiae y panamaacute

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute estar compuesta por 19 microl de Agua

free nucleasa 16 microl de GoTaqreg qPCR Master Mix 2 microl de cada uno de los

iniciadores (Lep F1 Lep R1 PU1 SU1 y Lep R1) a una concentracioacuten de 100

[Pmol] y 5 microl de ADN a un volumen final de 50 microl con una amplificacioacuten de 40

ciclos En una publicacioacuten similar realizada por Kosinatont et al (2007) utilizan 5microl

de buffer PCR 8 microl de MgCl2 1microl de cada iniciador a 20 [Pmol] y 5 microl de ADN a un

volumen final de 50microl Las condiciones de PCR consistieron de 35 ciclos Las

diferentes concentraciones de reactivos en ambos estudios se deben

probablemente a que las condiciones de laboratorio son diferentes en todas las

regiones ademaacutes del uso en el presente ensayo de un master mix comercial que

incluye todos los componentes para la PCR cuantitativa como son ADN Taq

polimerasa dATP dGTP dCTP dTTP y MgCl2 a excepcioacuten del ADN de la

muestra los cebadores y agua Utilizar este master mix evita errores en el

alineamiento de los cebadores en la temperatura de disociacioacuten de las cadenas

tanto del templado como del producto de la PCR la especificad del producto la

formacioacuten de diacutemero de cebadores y en la inhibicioacuten de la Taq polimerasa por

altas concentraciones de KCl o NaCl (Martinez et al 2004)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 36

En cuanto a los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia

en la capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y

saproacutefitas Eacuteste se puso a prueba debido a su utilizacioacuten en los medios de cultivo

cuando se toman muestras en el campo Su eficacia radica en que se une de

forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial para la siacutentesis de

nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases nitrogenadas que

forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se puede replicar lo

que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002) el 5-fluoracilo no fue una

sustancia inhibidora de la PCR pues no provoca el bloqueo directo total o parcial

de la actividad cataliacutetica de la ADN polimerasa o inhibe la unioacuten directa al ADN de

doble cadena (Newsletter Microbial 2009)

La extraccioacuten de ADN se hizo por calentamiento y con el kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) con el fin de determinar cuaacutel de los meacutetodos era el maacutes

efectivo para la extraccioacuten resultando ser la extraccioacuten por calentamiento ya que

fue capaz de detectar 8 muestras de 19 mientras que con el kit de extraccioacuten soacutelo

se lograron identificar 2 de 8 muestras Aunque con este meacutetodo ademaacutes de ser

de menor costoso se obtiene mayores valores de concentracioacuten y rendimiento de

ADN en el menor tiempo aportaacutendole rapidez y simplicidad a la prueba la pureza

del mismo es baja La importancia del proceso de purificacioacuten del material

geneacutetico es recobrar el producto maacuteximo de ADN de alto peso molecular libre de

proteiacutenas fenol e inhibidores de la Taq polimerasa El ADN de alta calidad es un

prerrequisito para su uso en teacutecnicas de biologiacutea molecular en este caso PCR

para la identificacioacuten de las secuencias especificas de ADN mediante el uso de

cebadores no asiacute el ADN degradado no sustenta la integridad de los sitios

blancos para los cebadores y consecuentemente afectar la calidad de la PCR

(Rada et al 1998)

Ademaacutes de la extraccioacuten de ADN por calentamiento existen otras teacutecnicas como

son meacutetodo fenol-cloroformo meacutetodo del acetato de potasio meacutetodo del acetato

de potasio modificado y meacutetodo de bromuro de cetil-trimetil amonio cuya base

principal es provocar una lisis celular para inactivar las nucleasas celulares y

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 37

separar los aacutecidos nucleicos de los restos de ceacutelulas (Fraga et al 2004) (Velasco

2005)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 38

7 CONCLUSIOacuteN

El PCR multiplex fue capaz de diferenciar entre Leptospira saprofita y

patoacutegena

Se obtuvo una baja sensibilidad pero alta especificidad

El 5-fluoracilo no mostro alteracioacuten en el proceso de amplificacioacuten

La mezcla maacutes adecuada fue la mezcla 1 compuesta por Agua free

nucleasa 19 microl Master mix 16 microl cebador 1 (Lep F1) 2 microl cebador 2-5

(LepR1) 4 microl cebador 3 (PU1) 2 microl cebador 4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl

Se obtuvo una alta sensibilidad analiacutetica o liacutemite de deteccioacuten capaz de

detectar hasta 0012 ng de ADN

El meacutetodo de extraccioacuten maacutes efectivo fue por calentamiento que por el kit

de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 39

8 RECOMENDACIONES

Validar la teacutecnica con una poblacioacuten maacutes representativa

Publicar los resultados de esta investigacioacuten con el fin de seguir mejorando

el diagnoacutestico de leptospirosis por PCR

Promover el uso de la PCR para un diagnoacutestico raacutepido de leptospirosis en

animales domeacutesticos

Realizar estudios de las fuentes de agua para la caracterizacioacuten de las

zonas de riesgo

Estandarizar teacutecnicas de diagnoacutestico de campo para fortalecer los sistemas

de vigilancia activa

Ofrecer charlas a las poblaciones con mayor prevalencia de leptospirosis

sobre el papel que juegan los animales en la transmisioacuten de la enfermedad

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 40

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ANEXOS

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Kit de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

1 20 microl de proteinasa K en eppendorf

2 Agregar 200 microl de la muestra

3 Agregar 200 microl de buffer AL y bortear por 5 segundos

4 Incubar a 56 ordmC por 10 minutos

5 Centrifugar brevemente

6 Agregar 200 microl de etanol (96 ndash 100)

7 Pasar la mezcla del paso 6 y colocarlo en un tubo de ensayo colector

procurando no tocar los bordes y centrifugar a 8000 rpm por 1 minuto Cambiar el

tubo colector descartando el contenido

8 Agregar en el centro de la columna 500 microl de buffer AW1 Centrifugar por 8000

rpm por 1 minuto luego descartar tubo colector y el contenido cambiando a un

nuevo tubo colector

9 Agregar 500 microl de buffer AW2 en el centro de la membrana y centrifugar a

14000 rpm por 3 minutos

10 Pasar la columna a eppendorf y centrifugar a velocidad maacutexima por 1 minuto

11 Pasar la columna a eppendorf y agregar 100 microl de buffer AE incubar a

temperatura ambiente por 1 minuto luego centrifugar a 8000 rpm por un minuto

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 53

Tabla 4 Cepario de referencia de Holanda

Especie Serogrupo Serovar Cepa de referencia

L Interrogans

Australis Australis Ballico

Autumnalis Autumnalis Akiyami A

Betaviae Betaviae Swart

Canicola Canicola Hond Utrechit IV

Djasiman Djasiman Djasiman

Hebdomadis Hebdomadis Hebdomadis

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagica RGA

Icterohaemorrhagia Copenhageni M20

Icterohaemorrhagia Copenhageni Wijnberg

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagia Kantorowic

Pomona Pomona Pomona

Pyrogenes Pyrogenes Salinem

Sejroe Hardjo Hardjoprajitho

Sejroe Wolffi 3705

L Noguchi

Australis Nicaragua 1011

Lousiana Lousiana LSU 1945

Panama Panama CZ 214

L Biorgpetersenii

Ballum Castellones Castellon 3

Javanica Javanica Veldrat Batavia

Mini Mini Sari

Serjoe Serjoe M 84

Tarassovi Tarassovi Pereplitsin

L welii

Celledoni Celledoni Celledoni

Manhao Qingshui L 105

Sarnin Sarm 11 Sarnin

L Kirschneri

Cynopteri Cynopteri 3522 C

Grippotyphosa Grippotyphosa Moskva V

L Neyeri Ranarum Ranarum ICF

L Santarosal Sherman Shermani 1342 K

L Biflexa Semaranga Patoc Patoc 1

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 12

100 (IC95 979 - 100) en muestras de sangre antes de los ocho primeros diacuteas

de enfermedad y de 30 (IC95 163 - 43-7) cuando el tiempo de enfermedad fue

mayor El PCR en orina tiene una baja sensibilidad (Ceacutespedes et al 2007)

En 2009 se realizoacute la deteccioacuten de Leptospira patoacutegenas en tejido renal de perros

vagos mediante PCR en tiempo real en la ciudad de Chillan Chile De los 72

perros a los que se les extrajo ADN de tejido renal el 597 de los perros resultoacute

infectado (Campos 2009)

En 2010 se realizoacute un estudio para la aplicacioacuten de las pruebas de PCR

convencional simple y muacuteltiple para la identificacioacuten de aislamientos de Leptospira

spp en Colombia los resultados maacutes consistentes fueron obtenidos con la PCR

simple lipL32 tanto en limite de deteccioacuten especificidad y utilidad para la

identificacioacuten de Leptospira spp (Moreno et al 2010)

Una multiplex PCR fue desarrollada para la deteccioacuten de Leptospira en muestras

de agua del ambiente obtenidas en un asentamiento de barrio en Petroacutepolis

ciudad de Rio de Janeiro Tres de las 100 muestras analizadas fueron positivas en

la multiplex PCR se consideroacute que dos muestras teniacutean Leptospira saproacutefitas y

una Leptospira patoacutegenas (Vital et al 2010)

En 2012 se caracterizoacute aislamientos cliacutenicos de Leptospira por meacutetodos

fenotiacutepicos y moleculares en la repuacuteblica de Nicaragua De las 8 cepas de

Leptospira aisladas de casos cliacutenicos mediante meacutetodos fenotiacutepicos y

moleculares para el primer meacutetodo ninguna de estas mostraron crecimiento a

13degC en medio suplementado con 8-azaguanina (225 mgMl) y para el segundo

meacutetodo los resultados de este ensayo demostraron la presencia de bandas de

amplificacioacuten de los genes OmpL1 y lipL32 para los ocho aislamientos (Rosario et

al 2012)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 13

12 JUSTIFICACIOacuteN

La leptospirosis es una zoonosis de distribucioacuten mundial que afecta a los

mamiacuteferos tanto domeacutesticos como silvestres aunque el agente tambieacuten se ha

aislado de otros vertebrados como aves y anfibios La enfermedad puede estar

causada por cualquiera de las espiroquetas paraacutesitas clasificadas dentro del

geacutenero Leptospira (Alonso et al 2001)

Es una zoonosis en Nicaragua que presenta una endemicidad constante tal y

como lo demuestran las estadiacutesticas de la enfermedad principalmente despueacutes de

lluvias fuertes e inundaciones Afectando de igual manera a humanos y animales

produciendo un gran impacto socioeconoacutemico para la poblacioacuten en general

El diagnoacutestico de la enfermedad es complejo debido a que no manifiesta siacutentomas

especiacuteficos y resulta difiacutecil realizar e interpretar los meacutetodos diagnoacutesticos de

referencia en base a cultivos bacterianos y a test seroloacutegicos para la identificacioacuten

de la especie y serovares (Levett et al 2001)

La reaccioacuten en cadena de la polimerasa (PCR) es una prueba de diagnoacutestico

molecular muy sensible y especiacutefico que sirve para detectar e identificar

Leptospira en sangre liacutequido cefalorraquiacutedeo humor acuoso y orina Esta teacutecnica

puede diferenciar con rapidez las formas patoacutegenas de las no patoacutegenas (Greene

et al 2008) Sin embargo la teacutecnica debe ser estandarizada en cada laboratorio

antes de ser utilidad en el diagnoacutestico y vigilancia de la enfermedad El objetivo de

este estudio fue estandarizar una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira

saproacutefita y patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos Esta teacutecnica

proporcionaraacute una alterativa maacutes raacutepida que el aislamiento asiacute como una

clasificacioacuten confiable de Leptospira patoacutegenas y saproacutefitas circulante en animales

domeacutesticos

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 14

13 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

iquestCuaacuteles son los paraacutemetros oacuteptimos en la estandarizacioacuten de una multiplex PCR

para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y patoacutegena en muestras de animales

domeacutesticos

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 15

2 OBJETIVOS

21 General

Estandarizar una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y

patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos

22 Especiacutefico

Establecer el liacutemite deteccioacuten de multiplex PCR en muestras sanguiacuteneas y orina

Determinar la sensibilidad y especificidad de muacuteltiplex PCR para el diagnoacutestico de

Leptospira

Clasificar las cepas de Leptospira como saproacutefita y patoacutegena a traveacutes de multiplex

PCR

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 16

3 MARCO TEOacuteRICO

Las Leptospira son bacterias pertenecientes al orden Spirochaetales familia

Leptospiraceae y geacutenero Leptospira Aunque son bacterias Gram negativas no se

tintildeen bien mediante los colorantes convencionales por lo que habitualmente se

visualizan por medio de la microscopiacutea de campo oscuro La impregnacioacuten

argeacutentica y las teacutecnicas de inmunohistoquiacutemicas se utilizan para poner en

manifiesto su presencia en tejidos (Quinn et al 2002)

Su tamantildeo es de 025 por 6-25 microm tienen forma ciliacutendrica y helicoidal con dos

filamentos axiales insertados en los extremos del cuerpo celular que actuacutean como

citoesqueleto y le permiten el movimiento (Bharti et al 2003)

Estas son moacuteviles describen tres tipos de movimientos rotacioacuten alrededor de su

eje central movimientos progresivos rectos y movimientos circulares (Bharti et al

2003) son aerobios obligados que se desarrollan a una temperatura de 28 a

30degC Son catalasa y oxidasa positivo creciendo en medios simples enriquecidos

con vitaminas aacutecidos grasos de cadena larga y sales de amonio (Levett 2001)

Su genoma consiste en dos cromosomas circulares uno de mayor tamantildeo que

asciende a 4332241 bp y uno pequentildeo de 358943 bp los que juntos suman

4691184 bp (Ren et al 2003)

La bacteria no se multiplica fuera del hueacutesped y es considerablemente

dependiente del medio puesto que es muy susceptible a la desecacioacuten a pH

inferiores a 6 o superiores a 8 y temperaturas menores a 10ordmC o mayores a 34ordmC

le resultan nocivos (McDonough 2001) Asiacute como la luz solar directa la

hipersalinidad los desinfectantes corrientes los detergentes y el jaboacuten pueden

afectar al microorganismo (Zamora et al 1999)

Los organismos de Leptospira sobreviven hasta 180 diacuteas en suelos huacutemedos por

varios meses en superficies acuosas y sobreviven auacuten mejor en agua estancada

que en movimiento (McDonough 2001 Acosta et al 1994)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 17

31 Mecanismos de transmisioacuten

Las Leptospira se transmiten por contacto directo o indirecto La transmisioacuten

directa ocurre a traveacutes de orina infectada transferencia veneacuterea o

transplacentaria heridas por mordedura o ingestioacuten de tejidos infectados La

transmisioacuten indirecta se da a traveacutes de la exposicioacuten de los animales susceptibles

agua suelo alimento o camas contaminadas (Greene et al 2008)

Existen dos tipos de hueacutespedes involucrados en la transmisioacuten de la enfermedad

Los hueacutespedes primarios constituidos por aquellas especies que no desarrollan

una sintomatologiacutea evidente y que son capaces de eliminar por periodos

prolongados la bacteria y los hueacutespedes secundarios conformados por aquellas

especies que por el contrario enferman gravemente y no alcanzan a liberar la

bacteria o lo hacen por un periodo reducido (McDonough 2001)

32 Clasificacioacuten

A partir de 1989 el geacutenero Leptospira fue dividido en dos especies L interrogans

que comprendiacutea a todas las cepas patoacutegenas y L biflexa que incluiacutea a las cepas

saproacutefitas aisladas del medio ambiente Ambas fueron divididas en numerosos

serovares definidos por aglutinacioacuten Sobre 60 y 200 serovares han sido

reconocidos para L biflexa y L interrogans respectivamente Los serovares que

se encontraban relacionados antigeacutenicamente fueron agrupados como serogrupos

(Levett 2001)

33 Patogeacutenesis

La Leptospira es resistente a la actividad bactericida del suero normal y en

ausencia de anticuerpos especiacuteficos no es fagocitada ni destruida por los

polimorfonucleares o macroacutefagos Despueacutes de penetrar la piel o las mucosas la

Leptospira hace una bacteriemia que inicialmente alcanza todas las partes del

cuerpo incluyendo el liacutequido cefalorraquiacutedeo (LCR) y los ojos y genera la

produccioacuten de anticuerpos aglutinantes y el fenoacutemeno de opsonizacioacuten entre los

diacuteas 5 y 7 Si esta respuesta no es suficiente para detener su progreso la

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 18

Leptospira avanza en los tejidos Alliacute se multiplica en forma acelerada deja de ser

encontrada en la sangre y se elimina por la orina durante semanas o meses (fase

inmune o de leptospiruria) (Acosta et al 1994)

La leptospirosis puede presentarse con diferentes formas grados y combinaciones

de compromiso orgaacutenico ya sea como un cuadro febril inespeciacutefico como

afeccioacuten preferente de uno o maacutes oacuterganos involucrados o como una enfermedad

grave con compromiso multiorgaacutenico y alta letalidad (Zunino y Pizarro 2007)

La etapa aguda o septiceacutemica de alrededor de 1 semana seguida de una fase

inmune caracterizada por la produccioacuten de anticuerpos y eliminacioacuten de la

bacteria a traveacutes de la orina La mayor complicacioacuten de la patologiacutea se encuentra

asociada a la localizacioacuten de las bacterias en los tejidos durante la fase inmune

alrededor de la segunda semana de la patologiacutea (Levett 2001)

En animales susceptibles la lesioacuten de las membranas de los gloacutebulos rojos y de

las ceacutelulas endoteliales junto con el dantildeo hepatocelular desencadena anemia

hemoliacutetica ictericia hemoglobinuria y hemorragia (Quinn et al 2002)

La superficie de las ceacutelulas bacterianas constituye una interfase entre el patoacutegeno

y el hospedador formando un sitio de interaccioacuten con los tejidos durante la

infeccioacuten Para los patoacutegenos extracelulares la superficie bacteriana es tambieacuten el

blanco de la respuesta inmune del hospedador (Cullen et al 2005) Se ha

sentildealado que LipL32 interactuacutea con componentes de la matriz extracelular como el

colaacutegeno y que existe una respuesta de inmunoglobulina M contra la lipoproteiacutena

durante la fase aguda y convaleciente de leptospirosis en humanos (Hauk et al

2008)

34 Sintomatologiacutea

Las manifestaciones oculares incluyen efusioacuten conjuntival presencia de ictericia

en la escleroacutetica y uveiacutetis Esta uacuteltima puede ser unilateral o bilateral y puede

presentarse semanas meses y ocasionalmente en antildeos posterior a la

enfermedad aguda (Levett 2001)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 19

Las alteraciones reproductivas pueden ocurrir posterior a una infeccioacuten y la

leptospirosis debe ser considerada como diagnoacutestico diferencial en casos de

aborto o muerte perinatal (Andreacute Fontaine 2006)

En bovinos la enfermedad puede ser aguda subaguda y croacutenica En la forma

aguda son maacutes susceptibles los animales de un mes de edad Se caracteriza por

septicemia fiebre de 405 Cdeg anorexia petequias en mucosas depresioacuten

ictericia anemia hemoliacutetica con hemoglobinuria palidez de las mucosas disnea

suele ocurrir aborto baja de la produccioacuten de la leche y ocasionalmente mastitis

En la forma subaguda se presentan los mismos siacutentomas la fiebre es de 39 a 40

Cdeg existe baja de la produccioacuten laacutectea y esta es de color rojo o anaranjado

amarillento En la forma croacutenica generalmente los siacutentomas son aborto que se

presenta en el uacuteltimo tercio de la gestacioacuten ocasionalmente se puede presentar

meningitis leptospiroacutesica incoordinacioacuten sialorrea conjuntivitis y rigidez muscular

En porcinos generalmente se presenta la forma croacutenica en ovinos y caprinos no

se conoce mucho la enfermedad debido a su poca frecuencia y la mayor parte de

los animales afectados se encuentran muertos con apariencia septiceacutemica en

equinos se presenta la forma subaguda en perros y gatos se presenta la

enfermedad desde formas subcliacutenicas hasta formas graves en animales

silvestres la mayoriacutea estaacuten adaptados y no manifiestan siacutentomas cliacutenicos (Acha et

al 1978)

35 Diagnoacutestico

Debido a que las manifestaciones cliacutenicas de la leptospirosis variacutean en tipo y

gravedad tanto en los hombres como en animales es difiacutecil su diagnoacutestico cliacutenico

hacieacutendose necesaria la confirmacioacuten de los casos mediante pruebas de

laboratorio existen pruebas que sin ser especiacuteficas para la enfermedad pueden

orientar al cliacutenico hacia el diagnoacutestico de leptospirosis (Ceacutespedes 2005)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 20

351 Diagnoacutestico epidemioloacutegico

La anamnesis debe incluir datos sobre la eacutepoca del antildeo en la que aparecioacute el

brote la aptitud del rebantildeo el estado sanitario del mismo el contacto con otras

especies domeacutesticas la sintomatologiacutea predominante y si se realiza vacunacioacuten

frente a la leptospirosis Asimismo deberaacute obtenerse informacioacuten sobre el nuacutemero

de animales afectados la edad de los mismos y la fase de la gestacioacuten en que se

produce el aborto (Alonso et al 2001)

352 Pruebas Diagnoacutesticas

Se basa en el cultivo del organismo la demostracioacuten seroloacutegica o el diagnoacutestico

molecular (Dammert 2005)

3521 Cultivo

La Leptospira se puede aislar de muestras de sangre y liacutequido cefalorraquiacutedeo en

los primeros 7-10 diacuteas de la enfermedad y en la orina puede ser detectada durante

la segunda y tercera semana de la enfermedad (Bharti 2003) Una vez tomada la

muestra esta se debe inocular en 10 ml de medio semisoacutelido que contenga 5-

fluoracilo

El cultivo debe ser incubado a 28-30 degC y ser examinado semanalmente en el

microscopio de campo oscuro durante 13 semanas antes de ser descartado Los

cultivos contaminados pueden ser filtrados antes de recultivarlos a un medio

nuevo (Levett 2001)

Existen otros medios recientemente desarrollados uacutetiles en el aislamiento de la

Leptospira medio EMJH (Ellinghausen y Mcllough modificado por Johnson y

Harries) y el medio Tween 80-albuacutemina este uacuteltimo considerado el mejor

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 21

Como el cultivo tiene el inconveniente de ser muy largo (5-6 semanas de

incubacioacuten) no se debe considerar para definir una conducta terapeacuteutica inicial

(Acosta et al 1994)

3522 Pruebas seroloacutegicas

Las pruebas seroloacutegicas constituyen el procedimiento de laboratorio utilizado con

maacutes frecuencia para confirmar el diagnoacutestico cliacutenico para determinar la

prevalencia en el rebantildeo y para realizar los estudios epidemioloacutegicos Los

anticuerpos de las Leptospira aparecen a los pocos diacuteas del comienzo de la

enfermedad y persisten durante semanas o meses y en algunos casos antildeos

Desafortunadamente los tiacutetulos de anticuerpos puede que desciendan hasta

niveles indetectables mientras los animales permanecen infectados croacutenicamente

Para superar este problema se necesitan meacutetodos sensibles que detecten el

microorganismo en la orina o en el tracto genital de portadores croacutenicos

Se ha descrito una amplia variedad de pruebas seroloacutegicas que muestran grados

variables de especificidad de serogrupo y de serotipo La prueba de la aglutinacioacuten

microscoacutepica (MAT) y el enzimoinmunoensayo (ELISA) contribuyen al diagnoacutestico

veterinario (OIE 2008)

35221 Prueba de Aglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) La prueba MAT en la

que se emplean antiacutegenos vivos es la prueba seroloacutegica maacutes ampliamente

utilizada Constituye la prueba de referencia frente a la que se evaluacutean todas las

otras pruebas seroloacutegicas y se utiliza en las comprobaciones para la

importacioacutenexportacioacuten (OIE 2008)

El MAT posee una alta sensibilidad y especificidad siendo sus resultados

utilizados para identificar el serovar o serogrupo infectante pero requiere de la

experiencia del operador y la variacioacuten diagnoacutestica entre laboratorios es elevada

(Bharti et al 2003) Para llevarlo a cabo se requiere que el laboratorio cuente con

cultivos vivos de todos los serovares para emplearlos como antiacutegenos

consideraacutendose que su interpretacioacuten es complicada debido a la alta degradacioacuten

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 22

presencia de reaccioacuten cruzada entre diferentes serogrupos y a reacciones

paradoacutejicas (Levett 2001)

35222 Otras pruebas seroloacutegicas Debido a la complejidad de la prueba de

Aglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) se ha desarrollado otras pruebas seroloacutegicas

para la deteccioacuten de anticuerpos antileptospira en la fase aguda de la infeccioacuten La

fijacioacuten de complemento (CF) fue ampliamente usado pero el meacutetodo no fue

estandarizado La prueba de Fijacioacuten de complemento ha sido reemplazada por el

meacutetodo ELISA (Levett 2001)

El ELISA se utiliza tanto para la deteccioacuten de anticuerpos en la leche como en el

suero permitiendo ademaacutes diferenciar entre IgG e IgM (Alonso et al 2001) En

este ensayo se detecta IgM antileptospira tan solo 1 semana despueacutes de la

infeccioacuten antes de que esteacuten presentes los anticuerpos aglutinantes Los

anticuerpos IgG se detectan comenzando 2 semanas despueacutes de la infeccioacuten y

persisten durante largos periodos de tiempo (OIE 2008)

La deteccioacuten de IgM en suero por ELISA es maacutes sensible que el MAT cuando la

primera muestra se toma en la fase aguda de la enfermedad (Ceacutespedes 2005)

Ademaacutes presenta otras ventajas frente al MAT como es el hecho de no presentar

riesgo sanitario para los operarios ser de faacutecil estandarizacioacuten y ser una prueba

en la que las reacciones cruzadas son poco frecuentes Sus principales

desventajas son que normalmente son serovar especiacuteficos con lo cual no

obtendremos informacioacuten acerca de una posible infeccioacuten por otros serovares y

que no permite diferenciar entre anticuerpos vacunales y de infeccioacuten (Alonso et

al 2001)

3523 Diagnoacutestico molecular

35231 Reaccioacuten en cadena de la polimerasa (PCR)

La PCR es un meacutetodo in vitro de siacutentesis de ADN con el que un segmento

particular de este es especiacuteficamente amplificado al ser delimitado por un par de

cebadores o iniciadores que lo flanquean Su copiado se logra en forma

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 23

exponencial a traveacutes de repetidos ciclos de diferentes periodos y temperaturas de

incubacioacuten en presencia de una enzima ADN polimerasa termoestable Asiacute se

obtienen en cuestioacuten de horas millones de copias de la secuencia deseada del

ADN

La PCR es una teacutecnica de biologiacutea molecular altamente especiacutefica raacutepida

sensible y versaacutetil para detectar cantidades iacutenfimas de un cierto ADN especiacutefico

posibilitando su faacutecil identificacioacuten (Rodriacuteguez et al 2004)

El meacutetodo se basa en su forma maacutes simple en la realizacioacuten de tres reacciones

sucesivas llevadas a cabo a distintas temperaturas Estas reacciones se repiten

ciacuteclicamente entre veinte y cuarenta veces La muestra se calienta en el primer

paso hasta lograr la separacioacuten de las dos cadenas que constituyen el ADN

hecho que se conoce como desnaturalizacioacuten (Satz et al 1993) En el segundo

ocurre la hibridacioacuten de las cadenas desnaturalizadas del ADN blanco con los

denominados cebadores o iniciadores (ADN sinteacutetico de hebra sencilla) a una

temperatura que facilita el apareamiento de las bases nitrogenadas

complementarias de ambas clases de ADNs (Rodriacuteguez et al 2004) Por uacuteltimo se

da la reaccioacuten de extensioacuten que generalmente es llevada a cabo a una

temperatura intermedia en la cual la ADN polimerasa copia el ADN entre las

secuencias correspondientes a los oligonucleoacutetidos iniciadores (Torres et al

1995) La deteccioacuten se realiza mediante electroforesis en gel de agarosa y tincioacuten

con bromuro de etidio (Costa 2004)

En los uacuteltimos antildeos se ha desarrollado PCR en muestras bioloacutegicas como orina

suero liacutequido cefalorraquiacutedeo y tejido renal posicionaacutendose la teacutecnica como una

herramienta de diagnoacutestico sensible y especiacutefica en la deteccioacuten e identificacioacuten

de Leptospira spp (Levett 2001 Branger et al 2005)

Una limitacioacuten de diagnoacutestico basado en la PCR de la leptospirosis es la

incapacidad de la mayoriacutea de los ensayos de PCR para identificar el serovar

infectante Si bien esto no es significativo para la gestioacuten individual del paciente la

identidad del serovar tiene un importante valor epidemioloacutegico y en salud puacuteblica

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 24

Las estrategias disentildeadas para superar este obstaacuteculo han incluido la digestioacuten de

productos de PCR con endonucleasas de restriccioacuten secuenciacioacuten directa de los

amplicones y Anaacutelisis de Conformacioacuten de Cadena Sencilla (SSCP)

Genomospecies de Leptospira pueden ser diferenciadas despueacutes de la PCR por

electroforesis en geles de poliacrilamida no desnaturalizante seguido por tincioacuten

con plata y sin el paso adicional de purificacioacuten y desnaturalizacioacuten (Ahmad et al

2005)

35232 Reaccioacuten en cadena de la polimerasa muacuteltiple

La PCR muacuteltiple son reacciones que consiguen amplificar simultaacuteneamente y en

un uacutenico tubo diferentes secuencias diana permitiendo la deteccioacuten e

identificacioacuten simultaacutenea de distintos genes de intereacutes (Mendez et al 2004)

35233 Fingerprinting

Un desarrollo reciente en el anaacutelisis del ADN ribotipificacioacuten se basa en el

Polimorfismo de Longitud de Fragmentos de Restriccioacuten (RFLP) Posterior a la

electroforesis del gel Agarosa el ADN es trasferido sobre una membrana y

posteriormente hibridado con sondas marcadas desde el 16S al 23S de la cadena

de ARN por lo tanto nos da una interpretacioacuten maacutes raacutepida y faacutecil del Fingerprints

Este meacutetodo es una herramienta uacutetil para la tipificacioacuten molecular de Leptospira

ya que esta metodologiacutea utiliza reactivos disponibles comercialmente puede ser

aplicada por laboratorio de diagnoacutestico y no requiere el mantenimiento de todas

las cepas de referencia y correspondientemente suero inmune de conejo La

tipificacioacuten ribosomal tambieacuten nos provee informacioacuten sobre la relacioacuten genoacutemica

basado en la similitud que tienen en comuacuten fragmentos de cadenas de Leptospira

(Terpstra et al 1986)

35234 Anticuerpo monoclonales

Los anticuerpos monoclonales son glicoproteiacutenas especializadas que hacen parte

del sistema inmune producidas por las ceacutelulas B con la capacidad de conocer

moleacuteculas especificas (Antiacutegenos) Los anticuerpos monoclonales son

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 25

herramientas esenciales en el aacutembito cliacutenico y biotecnoloacutegico y han probado ser

uacutetiles en el diagnoacutestico y tratamiento de enfermedades infecciosas inmunoloacutegicas

y neoplaacutesicas asiacute como tambieacuten en el estudio de las interacciones patoacutegenas-

hospedador y la marcacioacuten deteccioacuten y cuantificacioacuten de diversas moleacuteculas

(Machado et al 2006)

Se han preparado anticuerpos monoclonales de conejo que aglutinan Leptospira y

los serovares pueden ser identificados con base en patrones caracteriacutesticos de

aglutinacioacuten Preparar anticuerpos monoclonales es difiacutecil y toma tiempo pero

usarlos en la MAT para serotipificar es faacutecil y da resultados raacutepidos Actualmente

estaacuten disponibles anticuerpos monoclonales para tipificar cerca de la mitad de los

serovares maacutes comunes actualmente reconocidos (OMS 2008)

35235 Secuenciacioacuten del ARNr 16S

La amplificacioacuten del gen para su posterior secuenciacioacuten parte preferentemente

de ADN extraiacutedo de un cultivo puro de la bacteria pero tambieacuten puede

conseguirse directamente de una muestra cliacutenica

El meacutetodo molecular de identificacioacuten bacteriana mediante secuenciacioacuten del

ADNr 16S incluye tres etapas a) amplificacioacuten del gen a partir de la muestra

apropiada b) determinacioacuten de la secuencia de nucleoacutetidos del amplicoacuten y c)

anaacutelisis de la secuencia (Rodicio et al 2004)

La secuenciacioacuten del ARNr 16S es un meacutetodo potente y simplificado para la

identificacioacuten de especies Leptospira (Morey et al 2006)

35236 Microarrays

El anaacutelisis de microarray consiste en la deteccioacuten e identificacioacuten simultaacutenea de un

patoacutegeno desde la misma muestra para asiacute ser implementado en los laboratorios

cliacutenicos de microbiologiacutea con facilidad y exactitud

Microarray simplemente se define como una coleccioacuten de caracteriacutesticas

microscoacutepicas (maacutes comuacutenmente ADN) que se puede probar con moleacuteculas diana

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 26

para producir ya sea (expresioacuten geacutenica) cuantitativa o los datos cualitativos

(diagnoacutestico)

El anaacutelisis por medio de microarray tiene la capacidad de ofrecer una fuerte

deteccioacuten muacuteltiple Existen plataformas de microarrays muacuteltiples incluyendo

impresos de ADN de doble cadena y matrices de oligonucleoacutetidos

Los microarrays permiten el depoacutesito de miles de puntos conteniendo genes o

parte de genes sobre un portaobjetos para su estudio en paralelo De esta manera

es posible tener una visioacuten instantaacutenea de actividad de genomas completos o de

un grupo selecto de genes (Miller et al 2009)

En los estudios de microarrays se combinan las teacutecnicas de hibridizacioacuten de

aacutecidos nucleicos y deteccioacuten por fluorescencia De esta manera soacutelo en los

puntos del portaobjeto donde haya ocurrido hibridizacioacuten habraacute fluorescencia y la

intensidad de la fluorescencia detectada seraacute proporcional al nivel de expresioacuten

del gen en estudio

Una condicioacuten indispensable es que cada uno de los genes que esteacute representado

sea faacutecilmente distinguible de otros En otras palabras la porcioacuten del gen

inmovilizada en el portaobjeto debe llevar consigo independientemente de su

tamantildeo su ceacutedula de identidad (Barrero 2005)

La hibridacioacuten genoacutemica comparada (CGH) ha demostrado ser una herramienta

muy poderosa para las comparaciones genoacutemicas de alto rendimiento entre

especies patoacutegenas y no patoacutegenas y la exploracioacuten del genoma de muchas

especies bacterianas Las secuencias genoacutemicas disponibles de L interrogans

serovar Lai y copenhageni se utilizaron para disentildear una matriz de mosaico (Eribo

et al 2012)

35237 Enzimas de Restriccioacuten

El meacutetodo consiste en la extraccioacuten de ADN a partir de una poblacioacuten homogeacutenea

de organismos la digestioacuten del ADN con una endonucleasa de restriccioacuten y la

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 27

electroforesis en gel de agarosa del ADN Debido a que las endonucleasas de

restriccioacuten reconocen y se unen al ADN de doble cadena especiacuteficamente a la

secuencia 4 oacute 6 de pares de bases se genera un conjunto de fragmentos La

migracioacuten de estos fragmentos en gel de agarosa estaacute relacionada con el peso

molecular un patroacuten de bandas se puede ver en el gel por la luz ultravioleta siacute se

tintildeeron con bromuro de etidio o por autorradiografiacutea Estos modelos constituyen

una huella digital caracteriacutestico de cualquier ADN en particular (Marshall et al

1981)

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 28

4 MATERIAL Y MEacuteTODO

41 Tipo de estudio Ensayo de laboratorio

42 Cepas En este estudio se emplearon 30 cepas distribuidas en 24 serogrupos

de Leptospira proporcionados por Centro Nacional de Diagnoacutestico y Referencia

(CNDR)

43 Muestras Las condiciones de crecimiento para la Leptospira fueron de 28-

30degC durante siete diacuteas en el medio Ellinghaussen-McCullough-Johnson-Harris

(EMJH)

45 PCR cebadores y condiciones de amplificacioacuten

Los cebadores de oligonucleoacutetidos LepF1 PU1 y LepR1 que corresponden a las

posiciones 8461 a 8480 8720 a 8738 y 9334 a 9316 respectivamente fueron

disentildeados para unirse a regioacuten 23S del ADNr la cual corresponde a la secuencia

de Leptospira interrogans (patoacutegena)

Los cebadores SU1 y LepR1 fueron disentildeados para serovares de saproacutefitas que

corresponden a la posicioacuten 326 a 343 y 641 a 623 respectivamente basado en la

secuencia parcial del ADNr de Leptospira biflexa La secuencia de los cebadores

se demuestra en la tabla 1

Tabla1 Cebadores utilizados en la amplificacioacuten

Cebador Secuenciacioacuten 5` a 3` Especificidad Posicioacuten de la base

LepF1 GTTACCAAGCACAAGATTAG Leptospira spp 8461 - 8480

LepR1 TAGTCCCGATTACATTTTC Leptospira spp 9334 - 9316

PU1 TATCAGAGCCTT TTAATGG Patoacutegena 8720 - 8738

SU1 TTTAGGGTTAGCGTGGTA Saproacutefita 326 - 343

LepR1 TAGTCCCGATTACATTTTC Leptospira spp 641 - 623

El ADN de la Leptospira fue amplificado usando LepF1 (5

GTTACCAAGCACAAGATTAG 3) y LepR1 (5 TAGTCCCGATTACATTTTC 3)

Para la multiplex PCR fueron usado como cebadores internos PU1 (5

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 29

TATCAGAGCCTTTTAATGG 3) SU1 (5 TTTAGGGTTAGCGTGGTA 3) y LepR1

(5 TAGTCCCGATTACATTTTC 3)

Para la amplificacioacuten del ADN se utilizoacute como control positivo de patoacutegena la cepa

icterohaemorrhagiae mientras que como control de saproacutefita se utilizoacute la cepa

patoc ambas se encontraban en caldo de cultivo Ellinghausen-McCullough-

Johnson-Harris (EMJH) y como control negativo se utilizoacute agua libre de nucleasa

Los segmentos de ADN amplificado para patoacutegenas corresponde a 615 pb y para

saproacutefitas 316 pb (gen 23S ADNr) Esta amplificacioacuten fue realizada en el

termociclador Las condiciones de la PCR consistieron en 40 ciclos Una

desnaturalizacioacuten inicial fue de 94degC por 5 minutos Cada ciclo comprendioacute una

desnaturalizacioacuten a 94degC por 1 minuto temperatura de anneling a 50degC por 50

segundos y una extensioacuten a 72degC por 1 minuto El uacuteltimo paso fue la elongacioacuten a

72degC por 7 minutos

46 Paraacutemetros a probar en la estandarizacioacuten

461 Mezcla

Se sometieron a prueba tres tipos de mezcla cada una con concentraciones

distintas pero con un volumen final de 50 microl reflejadas en la tabla 2

Tabla 2 Mezclas de reactivos puestas a prueba

Componente Mezcla 1 Mezcla 2 Mezcla 3

Agua free nucleasa 19 microl 26 microl 14 microl

Master mix 16 microl 8 microl 16 microl

Cebador 1 (LepF1) 2 microl 2 microl 2 microl

Cebador 2-5 (LepR1) 4 microl 2 microl 4 microl

Cebador 3 (PU1) 2 microl 1 microl 2 microl

Cebador 4 (SU1) 2 microl 1 microl 2 microl

AND (muestral o control) 5 microl 10 microl 10 microl

Volumen final 50 microl 50 microl 50 microl

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 30

462 5-Fluoracilo

Se puso a prueba el papel que juega el 5-fluoracilo debido a su utilizacioacuten en los

medios de cultivo para evitar la contaminacioacuten bacteriana de las Leptospira

ademaacutes que permite un mejor crecimiento de eacutestas (WHO 1967) Su eficacia

radica en que se une de forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial

para la siacutentesis de nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases

nitrogenadas que forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se

puede replicar lo que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002)

463 Tipo de extraccioacuten de ADN

El ADN genoacutemico de las cepas de Leptospira y de las muestras sanguiacuteneas y

orina fue extraiacutedo de acuerdo a las instrucciones del kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) siguiendo los procedimientos de manufactura (ver anexo

1)

Se ensayaron extracciones por calentamiento a 90degC ndash 100degC por 20 minutos El

ADN extraiacutedo fue almacenado a -20deg C hasta su amplificacioacuten

464 Muestras fingidas

Se obtuvieron muestras de suero y orina de cada especie (canino bovino porcino

y equino) y se mezclaron con cepas de referencia proporcionados por el Centro

Nacional De Investigacioacuten de Holanda para posteriormente realizar PCR A cada

muestra se le realizoacute extracciones por calentamiento y por el kit de extraccioacuten

QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

47 Determinacioacuten del liacutemite de deteccioacuten

Se determinoacute al calcular la cantidad de ADN que capaz de detectar la teacutecnica en

un ml de muestras de sangre y orina para esto se realizoacute una serie de diluciones

(desde 11 hasta 110000000) de las muestras a partir de una concentracioacuten de

ADN conocida (120 ng)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 31

48 Sensibilidad

Se sometieron 29 serovares patoacutegenas y 1 saproacutefita como controles positivos

proporcionados por Centro Nacional de Diagnoacutestico y Referencia

Se calculoacute la sensibilidad y el intervalo de confianza del 95 en el programa

EPIDAT 31 de acuerdo a la siguiente foacutermula

VP= Verdaderos positivos

FN= Falsos negativos

49 Especificidad

Se realizoacute un ensayo de especificidad utilizando ADN de 10 muestras con otras

cepas bacterianas diferentes a Leptospira que fueron inoculadas en medio EMJH

y suero para detectar falsos positivos el panel de muestras se describe en la

siguiente tabla

Tabla 3 Cepas bacterianas utilizadas para la determinacioacuten de la

especificidad

Cepa Nuacutemero de muestras

Staphyloccocus aureus 2

Escherichi coli 2

Salmonella spp 2

Proteus spp 2

Streptococcus pyogenes 2

Se calculoacute la especificidad y el correspondiente intervalo de confianza (95) en el

programa EPIDAT 31 de acuerdo a la siguiente foacutermula

VN= Verdaderas negativos

FP= Falso Positivos

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 32

5 RESULTADOS

De los 30 serovares que se sometieron al ensayo se detectaron 15 siendo

correspondiente a 12 serogrupos dentro los que se encuentran pomona e

icterohaemorrhagia dentro las patoacutegenas de importancia asiacute como el serogrupo

patoc de la saprofitas puesta a prueba Ver foto 1

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute ser la nuacutemero 1 compuesta por

Agua free nucleasa 19 microl Master mix 16 microl Primer 1 (Lep F1) 2 microl Primer 2-5

(LepR1) 4 microl Primer 3 (PU1) 2 microl Primer4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl Ver foto 2

En los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia en la

capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y saprofitas Ver

foto 2

La extraccioacuten maacutes adecuada resultoacute ser por calentamiento en la que se

identificaron 8 muestras de 19 mientras que las extracciones con el kit de

extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg) solo 2 muestras de 8 fueron

identificadas Ver foto 3

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten se encontroacute que la teacutecnica es capaz de identificar

una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira correspondiente a una

dilucioacuten 110000 Ver foto 4

En la determinacioacuten de la capacidad de la teacutecnica para detectar e identificar

Leptospira en muestras de campo se encontroacute que de 12 muestras de suero se

identificaron 3 mientras que de 13 muestras de orina fueron identificadas 5 Ver

foto 3

La sensibilidad mostrada fue de 50 IC 95 (3044 ndash 6956) mientras que la

especificidad fue de 100 IC 95 (95 ndash 100) con un valor predictivo positivos de

100 IC 95 (9667 ndash 100) y un valor predictivo negativo de 40 IC 95 (1880 ndash

6120) esto con una prevalencia de 75 IC 95 (6033 ndash 8967) mostrando un

Iacutendice de validez de 6550 IC 95 (4625 ndash 7875)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 33

6 DISCUSIOacuteN

Actualmente el meacutetodo para diagnosticar leptospirosis es la prueba de

Microaglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) pero esta resulta tediosa por la necesidad

de mantener las cepas lo que implica tambieacuten un riesgo potencial para el personal

de laboratorio ademaacutes no diferencia entre anticuerpos vacunales y de infeccioacuten

Otro meacutetodo directo de diagnoacutestico es el cultivo pero es limitado y requiere de

mucho tiempo (Alonso et al 2001)

Debido a las restricciones que generan estas pruebas diagnoacutesticas se ha

estandarizado una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y

patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos

En este estudio se sometieron 30 serovares al ensayo de los que se detectaron

15 correspondiente a 12 serogrupos amplificados mostrando una sensibilidad del

50 diferente a los resultados obtenidos por Ceacutespedes et al (2007) en cuyo

estudio la PCR pudo amplificar el ADN de 25 serovares de seis especies de

Leptospira spp con una sensibilidad del 100 in vitro Moreno et al (2010) mostroacute

un amplificado especiacutefico para 2122 cepas de referencia con la PCR simple

lipL32 mientras que la PCR muacuteltiple secYflaB amplificoacute 1822 cepas

Esta sensibilidad baja indica que la teacutecnica no es recomendada como una prueba

de tamizaje ya que ademaacutes del alto costo no es capaz de detectar a toda la

poblacioacuten infectada en cambio la especificidad que se obtuvo fue del 100

demostrada con el uso de ADN de otros agentes patoacutegenos (Staphyloccocus

Aureus Escherichi coli Salmonella spp Proteus spp y Streptococcus pyogenes)

los cuales no fueron amplificados Esto coincide con los ensayo realizado por

Ceacutespedes et al (2007) Moreno et al (2010) Kositanont et al (2007) y Boonsilp et al

(2011) los cuales muestran una especificad del 100 al no obtener amplificado del

ADN de otras cepas patoacutegenas que causan enfermedades febriles en sus paiacuteses

La causa de una especificidad tan alta de la reaccioacuten se debe a las secuencias

nucleotiacutedicas especiacuteficas formadas por los oligonucleoacutetidos (cebadores) LepF1 (5rsquo

GTTACCAAGCACAAGATTAG 3rsquo) LepR1 (5rsquo TAGTCCCGATTACATTTTC 3rsquo)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 34

PU1 (5rsquo TATCAGAGCCTTTTAATGG 3rsquo) y SU1 (5rsquo TTTAGGGTTAGCGTGGTA 3rsquo)

que fueron disentildeados para detectar secuencias nucleotiacutedicas especiacuteficas en este

caso el genoma de Leptospira spp (OIE 2006) Tambieacuten se debe tomar en cuenta

que la especificidad de la PCR depende ademaacutes de la temperatura empleada en

la fase de hibridacioacuten y de la cantidad de iones divalentes que se incorporan a la

reaccioacuten Cuanto mayor sea la temperatura utilizada en la fase de hibridacioacuten maacutes

especiacutefica es la reaccioacuten Esto se debe a que a mayor temperatura maacutes dificultada

se ve la unioacuten entre el cebador y la cadena molde en condiciones de

temperaturas de hibridacioacuten elevadas el cebador soacutelo se uniraacute a la cadena molde

si son complementarios en todos sus nucleoacutetidos (McPherson et al 1991)

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten por la diluciones de ADN puro (120ng) de L

interrogans serovar Australis se obtuvo un producto de 615pb hasta la dilucioacuten

110000 correspondiente a una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira

lo que coincide con la investigacioacuten realizada por Moreno et al (2010) cuyo liacutemite

de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR simple lipL32 obtuvo productos especiacuteficos

de 423 pb L interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten

110000 pero para el caso del liacutemite de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR

muacuteltiple secYflaB se obtuvieron productos especiacuteficos de 285 pb y 793 pb de L

interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten 1100 para secY y

11000 para flaB Estas diluciones se hicieron a partir de 120 ng de ADN extraiacutedo

de la cepa de referencia de Leptospira

El liacutemite de deteccioacuten para la PCR muacuteltiple indica una alta sensibilidad analiacutetica en

condiciones de PCR real esto lo posiciona como un meacutetodo de diagnoacutestico

molecular de eleccioacuten para estudios posteriores que busquen validar su uso

potencial para el diagnoacutestico de leptospirosis (Levett et al 2005)

La teacutecnica fue capaz de identificar Leptospira patoacutegena y saproacutefita lo que coincide

con el estudio de Kositanont et al (2007) que muestran resultados similares esto

se atribuye al uso de los cebadores especiacuteficos para la amplificacioacuten de genes

conservados en cepas patoacutegenas y saprofitas Otros estudios como los realizados

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 35

por Cheema et al (2007) Moreno et al (2010) y Rosario et al (2012) no

lograron detectar Leptospira saprofitas soacutelo patoacutegenas pues en ese estudio se

implicoacute solamente los genes conservados en cepas patoacutegenas de Leptospira La

inhabilidad de poder diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y no patoacutegenas puede

ser una dificultad en estudios ambientales donde se quiera diferenciar entre los

distintos serovares sin embargo no tiene importancia en el aspecto cliacutenico pues

no se aiacutesla Leptospira saprofitas en muestras animales (Ceacutespedes et al 2010)

Sin embargo otros estudios (Ibaacutentildeez et al 2010)) han mostrado anticuerpos contra

Leptospira sp serovariedad patoc en 1159 monos Rhesus (Macaca mulatta) en

condiciones de cautiverio Con tiacutetulos que variaron de 120 a 180 Silva et al

(2010) recogioacute muestra de 388 animales (aves reptiles mamiacuteferos y peces) tanto

salvajes como en cautiverio resultando positivo a MAT el 265 de los animales

Los tiacutetulos seroloacutegicos predominante fueron de 140 y 180 para los serotipos

patoc andamana canicola icterohaemorrhagiae y panamaacute

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute estar compuesta por 19 microl de Agua

free nucleasa 16 microl de GoTaqreg qPCR Master Mix 2 microl de cada uno de los

iniciadores (Lep F1 Lep R1 PU1 SU1 y Lep R1) a una concentracioacuten de 100

[Pmol] y 5 microl de ADN a un volumen final de 50 microl con una amplificacioacuten de 40

ciclos En una publicacioacuten similar realizada por Kosinatont et al (2007) utilizan 5microl

de buffer PCR 8 microl de MgCl2 1microl de cada iniciador a 20 [Pmol] y 5 microl de ADN a un

volumen final de 50microl Las condiciones de PCR consistieron de 35 ciclos Las

diferentes concentraciones de reactivos en ambos estudios se deben

probablemente a que las condiciones de laboratorio son diferentes en todas las

regiones ademaacutes del uso en el presente ensayo de un master mix comercial que

incluye todos los componentes para la PCR cuantitativa como son ADN Taq

polimerasa dATP dGTP dCTP dTTP y MgCl2 a excepcioacuten del ADN de la

muestra los cebadores y agua Utilizar este master mix evita errores en el

alineamiento de los cebadores en la temperatura de disociacioacuten de las cadenas

tanto del templado como del producto de la PCR la especificad del producto la

formacioacuten de diacutemero de cebadores y en la inhibicioacuten de la Taq polimerasa por

altas concentraciones de KCl o NaCl (Martinez et al 2004)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 36

En cuanto a los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia

en la capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y

saproacutefitas Eacuteste se puso a prueba debido a su utilizacioacuten en los medios de cultivo

cuando se toman muestras en el campo Su eficacia radica en que se une de

forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial para la siacutentesis de

nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases nitrogenadas que

forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se puede replicar lo

que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002) el 5-fluoracilo no fue una

sustancia inhibidora de la PCR pues no provoca el bloqueo directo total o parcial

de la actividad cataliacutetica de la ADN polimerasa o inhibe la unioacuten directa al ADN de

doble cadena (Newsletter Microbial 2009)

La extraccioacuten de ADN se hizo por calentamiento y con el kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) con el fin de determinar cuaacutel de los meacutetodos era el maacutes

efectivo para la extraccioacuten resultando ser la extraccioacuten por calentamiento ya que

fue capaz de detectar 8 muestras de 19 mientras que con el kit de extraccioacuten soacutelo

se lograron identificar 2 de 8 muestras Aunque con este meacutetodo ademaacutes de ser

de menor costoso se obtiene mayores valores de concentracioacuten y rendimiento de

ADN en el menor tiempo aportaacutendole rapidez y simplicidad a la prueba la pureza

del mismo es baja La importancia del proceso de purificacioacuten del material

geneacutetico es recobrar el producto maacuteximo de ADN de alto peso molecular libre de

proteiacutenas fenol e inhibidores de la Taq polimerasa El ADN de alta calidad es un

prerrequisito para su uso en teacutecnicas de biologiacutea molecular en este caso PCR

para la identificacioacuten de las secuencias especificas de ADN mediante el uso de

cebadores no asiacute el ADN degradado no sustenta la integridad de los sitios

blancos para los cebadores y consecuentemente afectar la calidad de la PCR

(Rada et al 1998)

Ademaacutes de la extraccioacuten de ADN por calentamiento existen otras teacutecnicas como

son meacutetodo fenol-cloroformo meacutetodo del acetato de potasio meacutetodo del acetato

de potasio modificado y meacutetodo de bromuro de cetil-trimetil amonio cuya base

principal es provocar una lisis celular para inactivar las nucleasas celulares y

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 37

separar los aacutecidos nucleicos de los restos de ceacutelulas (Fraga et al 2004) (Velasco

2005)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 38

7 CONCLUSIOacuteN

El PCR multiplex fue capaz de diferenciar entre Leptospira saprofita y

patoacutegena

Se obtuvo una baja sensibilidad pero alta especificidad

El 5-fluoracilo no mostro alteracioacuten en el proceso de amplificacioacuten

La mezcla maacutes adecuada fue la mezcla 1 compuesta por Agua free

nucleasa 19 microl Master mix 16 microl cebador 1 (Lep F1) 2 microl cebador 2-5

(LepR1) 4 microl cebador 3 (PU1) 2 microl cebador 4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl

Se obtuvo una alta sensibilidad analiacutetica o liacutemite de deteccioacuten capaz de

detectar hasta 0012 ng de ADN

El meacutetodo de extraccioacuten maacutes efectivo fue por calentamiento que por el kit

de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 39

8 RECOMENDACIONES

Validar la teacutecnica con una poblacioacuten maacutes representativa

Publicar los resultados de esta investigacioacuten con el fin de seguir mejorando

el diagnoacutestico de leptospirosis por PCR

Promover el uso de la PCR para un diagnoacutestico raacutepido de leptospirosis en

animales domeacutesticos

Realizar estudios de las fuentes de agua para la caracterizacioacuten de las

zonas de riesgo

Estandarizar teacutecnicas de diagnoacutestico de campo para fortalecer los sistemas

de vigilancia activa

Ofrecer charlas a las poblaciones con mayor prevalencia de leptospirosis

sobre el papel que juegan los animales en la transmisioacuten de la enfermedad

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 40

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Facultcienc agrop2005 3(1) 14-18

Victoria Berta Fernaacutendez Carmen Rodriacuteguez Joseacute E Obregoacuten Ana M

Rodriacuteguez Islay Identificacioacuten de aislamientos de Leptospira por meacutetodos

seroloacutegicos y geneacuteticos Rev cubana med trop 2002 54(1)48-51

Vital-Brazil Juliana Magalhatildees Balassiano Ilana Teruszkin Oliveira Fabiano Sutter

de Costa Alberto Dias de Souza Hillen Leandro Pereira Martha Mariacutea Multiplex

PCR-based detection of Leptospira in environmental water samples obtained from

a slum settlement Mem Inst Oswaldo Cruz 2010 105(3) 353-355

World Health Organization Current problems in leptospirosis research Geneva

WHO 1967 Technical report series 380

Zamora J Riedmann S Encuesta Seroloacutegica de Leptospirosis Humana en

Ocupaciones de alto riesgo en Chile Rev Med Chile 1990 118 247-252

Zunino M Enna Pizarro P Rolando Leptospirosis Puesta al diacutea Rev Chil

Infectol 2007 24(3) 220-226

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

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ANEXOS

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Kit de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

1 20 microl de proteinasa K en eppendorf

2 Agregar 200 microl de la muestra

3 Agregar 200 microl de buffer AL y bortear por 5 segundos

4 Incubar a 56 ordmC por 10 minutos

5 Centrifugar brevemente

6 Agregar 200 microl de etanol (96 ndash 100)

7 Pasar la mezcla del paso 6 y colocarlo en un tubo de ensayo colector

procurando no tocar los bordes y centrifugar a 8000 rpm por 1 minuto Cambiar el

tubo colector descartando el contenido

8 Agregar en el centro de la columna 500 microl de buffer AW1 Centrifugar por 8000

rpm por 1 minuto luego descartar tubo colector y el contenido cambiando a un

nuevo tubo colector

9 Agregar 500 microl de buffer AW2 en el centro de la membrana y centrifugar a

14000 rpm por 3 minutos

10 Pasar la columna a eppendorf y centrifugar a velocidad maacutexima por 1 minuto

11 Pasar la columna a eppendorf y agregar 100 microl de buffer AE incubar a

temperatura ambiente por 1 minuto luego centrifugar a 8000 rpm por un minuto

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Tabla 4 Cepario de referencia de Holanda

Especie Serogrupo Serovar Cepa de referencia

L Interrogans

Australis Australis Ballico

Autumnalis Autumnalis Akiyami A

Betaviae Betaviae Swart

Canicola Canicola Hond Utrechit IV

Djasiman Djasiman Djasiman

Hebdomadis Hebdomadis Hebdomadis

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagica RGA

Icterohaemorrhagia Copenhageni M20

Icterohaemorrhagia Copenhageni Wijnberg

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagia Kantorowic

Pomona Pomona Pomona

Pyrogenes Pyrogenes Salinem

Sejroe Hardjo Hardjoprajitho

Sejroe Wolffi 3705

L Noguchi

Australis Nicaragua 1011

Lousiana Lousiana LSU 1945

Panama Panama CZ 214

L Biorgpetersenii

Ballum Castellones Castellon 3

Javanica Javanica Veldrat Batavia

Mini Mini Sari

Serjoe Serjoe M 84

Tarassovi Tarassovi Pereplitsin

L welii

Celledoni Celledoni Celledoni

Manhao Qingshui L 105

Sarnin Sarm 11 Sarnin

L Kirschneri

Cynopteri Cynopteri 3522 C

Grippotyphosa Grippotyphosa Moskva V

L Neyeri Ranarum Ranarum ICF

L Santarosal Sherman Shermani 1342 K

L Biflexa Semaranga Patoc Patoc 1

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12 JUSTIFICACIOacuteN

La leptospirosis es una zoonosis de distribucioacuten mundial que afecta a los

mamiacuteferos tanto domeacutesticos como silvestres aunque el agente tambieacuten se ha

aislado de otros vertebrados como aves y anfibios La enfermedad puede estar

causada por cualquiera de las espiroquetas paraacutesitas clasificadas dentro del

geacutenero Leptospira (Alonso et al 2001)

Es una zoonosis en Nicaragua que presenta una endemicidad constante tal y

como lo demuestran las estadiacutesticas de la enfermedad principalmente despueacutes de

lluvias fuertes e inundaciones Afectando de igual manera a humanos y animales

produciendo un gran impacto socioeconoacutemico para la poblacioacuten en general

El diagnoacutestico de la enfermedad es complejo debido a que no manifiesta siacutentomas

especiacuteficos y resulta difiacutecil realizar e interpretar los meacutetodos diagnoacutesticos de

referencia en base a cultivos bacterianos y a test seroloacutegicos para la identificacioacuten

de la especie y serovares (Levett et al 2001)

La reaccioacuten en cadena de la polimerasa (PCR) es una prueba de diagnoacutestico

molecular muy sensible y especiacutefico que sirve para detectar e identificar

Leptospira en sangre liacutequido cefalorraquiacutedeo humor acuoso y orina Esta teacutecnica

puede diferenciar con rapidez las formas patoacutegenas de las no patoacutegenas (Greene

et al 2008) Sin embargo la teacutecnica debe ser estandarizada en cada laboratorio

antes de ser utilidad en el diagnoacutestico y vigilancia de la enfermedad El objetivo de

este estudio fue estandarizar una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira

saproacutefita y patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos Esta teacutecnica

proporcionaraacute una alterativa maacutes raacutepida que el aislamiento asiacute como una

clasificacioacuten confiable de Leptospira patoacutegenas y saproacutefitas circulante en animales

domeacutesticos

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13 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

iquestCuaacuteles son los paraacutemetros oacuteptimos en la estandarizacioacuten de una multiplex PCR

para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y patoacutegena en muestras de animales

domeacutesticos

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

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2 OBJETIVOS

21 General

Estandarizar una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y

patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos

22 Especiacutefico

Establecer el liacutemite deteccioacuten de multiplex PCR en muestras sanguiacuteneas y orina

Determinar la sensibilidad y especificidad de muacuteltiplex PCR para el diagnoacutestico de

Leptospira

Clasificar las cepas de Leptospira como saproacutefita y patoacutegena a traveacutes de multiplex

PCR

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

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3 MARCO TEOacuteRICO

Las Leptospira son bacterias pertenecientes al orden Spirochaetales familia

Leptospiraceae y geacutenero Leptospira Aunque son bacterias Gram negativas no se

tintildeen bien mediante los colorantes convencionales por lo que habitualmente se

visualizan por medio de la microscopiacutea de campo oscuro La impregnacioacuten

argeacutentica y las teacutecnicas de inmunohistoquiacutemicas se utilizan para poner en

manifiesto su presencia en tejidos (Quinn et al 2002)

Su tamantildeo es de 025 por 6-25 microm tienen forma ciliacutendrica y helicoidal con dos

filamentos axiales insertados en los extremos del cuerpo celular que actuacutean como

citoesqueleto y le permiten el movimiento (Bharti et al 2003)

Estas son moacuteviles describen tres tipos de movimientos rotacioacuten alrededor de su

eje central movimientos progresivos rectos y movimientos circulares (Bharti et al

2003) son aerobios obligados que se desarrollan a una temperatura de 28 a

30degC Son catalasa y oxidasa positivo creciendo en medios simples enriquecidos

con vitaminas aacutecidos grasos de cadena larga y sales de amonio (Levett 2001)

Su genoma consiste en dos cromosomas circulares uno de mayor tamantildeo que

asciende a 4332241 bp y uno pequentildeo de 358943 bp los que juntos suman

4691184 bp (Ren et al 2003)

La bacteria no se multiplica fuera del hueacutesped y es considerablemente

dependiente del medio puesto que es muy susceptible a la desecacioacuten a pH

inferiores a 6 o superiores a 8 y temperaturas menores a 10ordmC o mayores a 34ordmC

le resultan nocivos (McDonough 2001) Asiacute como la luz solar directa la

hipersalinidad los desinfectantes corrientes los detergentes y el jaboacuten pueden

afectar al microorganismo (Zamora et al 1999)

Los organismos de Leptospira sobreviven hasta 180 diacuteas en suelos huacutemedos por

varios meses en superficies acuosas y sobreviven auacuten mejor en agua estancada

que en movimiento (McDonough 2001 Acosta et al 1994)

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 17

31 Mecanismos de transmisioacuten

Las Leptospira se transmiten por contacto directo o indirecto La transmisioacuten

directa ocurre a traveacutes de orina infectada transferencia veneacuterea o

transplacentaria heridas por mordedura o ingestioacuten de tejidos infectados La

transmisioacuten indirecta se da a traveacutes de la exposicioacuten de los animales susceptibles

agua suelo alimento o camas contaminadas (Greene et al 2008)

Existen dos tipos de hueacutespedes involucrados en la transmisioacuten de la enfermedad

Los hueacutespedes primarios constituidos por aquellas especies que no desarrollan

una sintomatologiacutea evidente y que son capaces de eliminar por periodos

prolongados la bacteria y los hueacutespedes secundarios conformados por aquellas

especies que por el contrario enferman gravemente y no alcanzan a liberar la

bacteria o lo hacen por un periodo reducido (McDonough 2001)

32 Clasificacioacuten

A partir de 1989 el geacutenero Leptospira fue dividido en dos especies L interrogans

que comprendiacutea a todas las cepas patoacutegenas y L biflexa que incluiacutea a las cepas

saproacutefitas aisladas del medio ambiente Ambas fueron divididas en numerosos

serovares definidos por aglutinacioacuten Sobre 60 y 200 serovares han sido

reconocidos para L biflexa y L interrogans respectivamente Los serovares que

se encontraban relacionados antigeacutenicamente fueron agrupados como serogrupos

(Levett 2001)

33 Patogeacutenesis

La Leptospira es resistente a la actividad bactericida del suero normal y en

ausencia de anticuerpos especiacuteficos no es fagocitada ni destruida por los

polimorfonucleares o macroacutefagos Despueacutes de penetrar la piel o las mucosas la

Leptospira hace una bacteriemia que inicialmente alcanza todas las partes del

cuerpo incluyendo el liacutequido cefalorraquiacutedeo (LCR) y los ojos y genera la

produccioacuten de anticuerpos aglutinantes y el fenoacutemeno de opsonizacioacuten entre los

diacuteas 5 y 7 Si esta respuesta no es suficiente para detener su progreso la

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 18

Leptospira avanza en los tejidos Alliacute se multiplica en forma acelerada deja de ser

encontrada en la sangre y se elimina por la orina durante semanas o meses (fase

inmune o de leptospiruria) (Acosta et al 1994)

La leptospirosis puede presentarse con diferentes formas grados y combinaciones

de compromiso orgaacutenico ya sea como un cuadro febril inespeciacutefico como

afeccioacuten preferente de uno o maacutes oacuterganos involucrados o como una enfermedad

grave con compromiso multiorgaacutenico y alta letalidad (Zunino y Pizarro 2007)

La etapa aguda o septiceacutemica de alrededor de 1 semana seguida de una fase

inmune caracterizada por la produccioacuten de anticuerpos y eliminacioacuten de la

bacteria a traveacutes de la orina La mayor complicacioacuten de la patologiacutea se encuentra

asociada a la localizacioacuten de las bacterias en los tejidos durante la fase inmune

alrededor de la segunda semana de la patologiacutea (Levett 2001)

En animales susceptibles la lesioacuten de las membranas de los gloacutebulos rojos y de

las ceacutelulas endoteliales junto con el dantildeo hepatocelular desencadena anemia

hemoliacutetica ictericia hemoglobinuria y hemorragia (Quinn et al 2002)

La superficie de las ceacutelulas bacterianas constituye una interfase entre el patoacutegeno

y el hospedador formando un sitio de interaccioacuten con los tejidos durante la

infeccioacuten Para los patoacutegenos extracelulares la superficie bacteriana es tambieacuten el

blanco de la respuesta inmune del hospedador (Cullen et al 2005) Se ha

sentildealado que LipL32 interactuacutea con componentes de la matriz extracelular como el

colaacutegeno y que existe una respuesta de inmunoglobulina M contra la lipoproteiacutena

durante la fase aguda y convaleciente de leptospirosis en humanos (Hauk et al

2008)

34 Sintomatologiacutea

Las manifestaciones oculares incluyen efusioacuten conjuntival presencia de ictericia

en la escleroacutetica y uveiacutetis Esta uacuteltima puede ser unilateral o bilateral y puede

presentarse semanas meses y ocasionalmente en antildeos posterior a la

enfermedad aguda (Levett 2001)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 19

Las alteraciones reproductivas pueden ocurrir posterior a una infeccioacuten y la

leptospirosis debe ser considerada como diagnoacutestico diferencial en casos de

aborto o muerte perinatal (Andreacute Fontaine 2006)

En bovinos la enfermedad puede ser aguda subaguda y croacutenica En la forma

aguda son maacutes susceptibles los animales de un mes de edad Se caracteriza por

septicemia fiebre de 405 Cdeg anorexia petequias en mucosas depresioacuten

ictericia anemia hemoliacutetica con hemoglobinuria palidez de las mucosas disnea

suele ocurrir aborto baja de la produccioacuten de la leche y ocasionalmente mastitis

En la forma subaguda se presentan los mismos siacutentomas la fiebre es de 39 a 40

Cdeg existe baja de la produccioacuten laacutectea y esta es de color rojo o anaranjado

amarillento En la forma croacutenica generalmente los siacutentomas son aborto que se

presenta en el uacuteltimo tercio de la gestacioacuten ocasionalmente se puede presentar

meningitis leptospiroacutesica incoordinacioacuten sialorrea conjuntivitis y rigidez muscular

En porcinos generalmente se presenta la forma croacutenica en ovinos y caprinos no

se conoce mucho la enfermedad debido a su poca frecuencia y la mayor parte de

los animales afectados se encuentran muertos con apariencia septiceacutemica en

equinos se presenta la forma subaguda en perros y gatos se presenta la

enfermedad desde formas subcliacutenicas hasta formas graves en animales

silvestres la mayoriacutea estaacuten adaptados y no manifiestan siacutentomas cliacutenicos (Acha et

al 1978)

35 Diagnoacutestico

Debido a que las manifestaciones cliacutenicas de la leptospirosis variacutean en tipo y

gravedad tanto en los hombres como en animales es difiacutecil su diagnoacutestico cliacutenico

hacieacutendose necesaria la confirmacioacuten de los casos mediante pruebas de

laboratorio existen pruebas que sin ser especiacuteficas para la enfermedad pueden

orientar al cliacutenico hacia el diagnoacutestico de leptospirosis (Ceacutespedes 2005)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 20

351 Diagnoacutestico epidemioloacutegico

La anamnesis debe incluir datos sobre la eacutepoca del antildeo en la que aparecioacute el

brote la aptitud del rebantildeo el estado sanitario del mismo el contacto con otras

especies domeacutesticas la sintomatologiacutea predominante y si se realiza vacunacioacuten

frente a la leptospirosis Asimismo deberaacute obtenerse informacioacuten sobre el nuacutemero

de animales afectados la edad de los mismos y la fase de la gestacioacuten en que se

produce el aborto (Alonso et al 2001)

352 Pruebas Diagnoacutesticas

Se basa en el cultivo del organismo la demostracioacuten seroloacutegica o el diagnoacutestico

molecular (Dammert 2005)

3521 Cultivo

La Leptospira se puede aislar de muestras de sangre y liacutequido cefalorraquiacutedeo en

los primeros 7-10 diacuteas de la enfermedad y en la orina puede ser detectada durante

la segunda y tercera semana de la enfermedad (Bharti 2003) Una vez tomada la

muestra esta se debe inocular en 10 ml de medio semisoacutelido que contenga 5-

fluoracilo

El cultivo debe ser incubado a 28-30 degC y ser examinado semanalmente en el

microscopio de campo oscuro durante 13 semanas antes de ser descartado Los

cultivos contaminados pueden ser filtrados antes de recultivarlos a un medio

nuevo (Levett 2001)

Existen otros medios recientemente desarrollados uacutetiles en el aislamiento de la

Leptospira medio EMJH (Ellinghausen y Mcllough modificado por Johnson y

Harries) y el medio Tween 80-albuacutemina este uacuteltimo considerado el mejor

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 21

Como el cultivo tiene el inconveniente de ser muy largo (5-6 semanas de

incubacioacuten) no se debe considerar para definir una conducta terapeacuteutica inicial

(Acosta et al 1994)

3522 Pruebas seroloacutegicas

Las pruebas seroloacutegicas constituyen el procedimiento de laboratorio utilizado con

maacutes frecuencia para confirmar el diagnoacutestico cliacutenico para determinar la

prevalencia en el rebantildeo y para realizar los estudios epidemioloacutegicos Los

anticuerpos de las Leptospira aparecen a los pocos diacuteas del comienzo de la

enfermedad y persisten durante semanas o meses y en algunos casos antildeos

Desafortunadamente los tiacutetulos de anticuerpos puede que desciendan hasta

niveles indetectables mientras los animales permanecen infectados croacutenicamente

Para superar este problema se necesitan meacutetodos sensibles que detecten el

microorganismo en la orina o en el tracto genital de portadores croacutenicos

Se ha descrito una amplia variedad de pruebas seroloacutegicas que muestran grados

variables de especificidad de serogrupo y de serotipo La prueba de la aglutinacioacuten

microscoacutepica (MAT) y el enzimoinmunoensayo (ELISA) contribuyen al diagnoacutestico

veterinario (OIE 2008)

35221 Prueba de Aglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) La prueba MAT en la

que se emplean antiacutegenos vivos es la prueba seroloacutegica maacutes ampliamente

utilizada Constituye la prueba de referencia frente a la que se evaluacutean todas las

otras pruebas seroloacutegicas y se utiliza en las comprobaciones para la

importacioacutenexportacioacuten (OIE 2008)

El MAT posee una alta sensibilidad y especificidad siendo sus resultados

utilizados para identificar el serovar o serogrupo infectante pero requiere de la

experiencia del operador y la variacioacuten diagnoacutestica entre laboratorios es elevada

(Bharti et al 2003) Para llevarlo a cabo se requiere que el laboratorio cuente con

cultivos vivos de todos los serovares para emplearlos como antiacutegenos

consideraacutendose que su interpretacioacuten es complicada debido a la alta degradacioacuten

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 22

presencia de reaccioacuten cruzada entre diferentes serogrupos y a reacciones

paradoacutejicas (Levett 2001)

35222 Otras pruebas seroloacutegicas Debido a la complejidad de la prueba de

Aglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) se ha desarrollado otras pruebas seroloacutegicas

para la deteccioacuten de anticuerpos antileptospira en la fase aguda de la infeccioacuten La

fijacioacuten de complemento (CF) fue ampliamente usado pero el meacutetodo no fue

estandarizado La prueba de Fijacioacuten de complemento ha sido reemplazada por el

meacutetodo ELISA (Levett 2001)

El ELISA se utiliza tanto para la deteccioacuten de anticuerpos en la leche como en el

suero permitiendo ademaacutes diferenciar entre IgG e IgM (Alonso et al 2001) En

este ensayo se detecta IgM antileptospira tan solo 1 semana despueacutes de la

infeccioacuten antes de que esteacuten presentes los anticuerpos aglutinantes Los

anticuerpos IgG se detectan comenzando 2 semanas despueacutes de la infeccioacuten y

persisten durante largos periodos de tiempo (OIE 2008)

La deteccioacuten de IgM en suero por ELISA es maacutes sensible que el MAT cuando la

primera muestra se toma en la fase aguda de la enfermedad (Ceacutespedes 2005)

Ademaacutes presenta otras ventajas frente al MAT como es el hecho de no presentar

riesgo sanitario para los operarios ser de faacutecil estandarizacioacuten y ser una prueba

en la que las reacciones cruzadas son poco frecuentes Sus principales

desventajas son que normalmente son serovar especiacuteficos con lo cual no

obtendremos informacioacuten acerca de una posible infeccioacuten por otros serovares y

que no permite diferenciar entre anticuerpos vacunales y de infeccioacuten (Alonso et

al 2001)

3523 Diagnoacutestico molecular

35231 Reaccioacuten en cadena de la polimerasa (PCR)

La PCR es un meacutetodo in vitro de siacutentesis de ADN con el que un segmento

particular de este es especiacuteficamente amplificado al ser delimitado por un par de

cebadores o iniciadores que lo flanquean Su copiado se logra en forma

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 23

exponencial a traveacutes de repetidos ciclos de diferentes periodos y temperaturas de

incubacioacuten en presencia de una enzima ADN polimerasa termoestable Asiacute se

obtienen en cuestioacuten de horas millones de copias de la secuencia deseada del

ADN

La PCR es una teacutecnica de biologiacutea molecular altamente especiacutefica raacutepida

sensible y versaacutetil para detectar cantidades iacutenfimas de un cierto ADN especiacutefico

posibilitando su faacutecil identificacioacuten (Rodriacuteguez et al 2004)

El meacutetodo se basa en su forma maacutes simple en la realizacioacuten de tres reacciones

sucesivas llevadas a cabo a distintas temperaturas Estas reacciones se repiten

ciacuteclicamente entre veinte y cuarenta veces La muestra se calienta en el primer

paso hasta lograr la separacioacuten de las dos cadenas que constituyen el ADN

hecho que se conoce como desnaturalizacioacuten (Satz et al 1993) En el segundo

ocurre la hibridacioacuten de las cadenas desnaturalizadas del ADN blanco con los

denominados cebadores o iniciadores (ADN sinteacutetico de hebra sencilla) a una

temperatura que facilita el apareamiento de las bases nitrogenadas

complementarias de ambas clases de ADNs (Rodriacuteguez et al 2004) Por uacuteltimo se

da la reaccioacuten de extensioacuten que generalmente es llevada a cabo a una

temperatura intermedia en la cual la ADN polimerasa copia el ADN entre las

secuencias correspondientes a los oligonucleoacutetidos iniciadores (Torres et al

1995) La deteccioacuten se realiza mediante electroforesis en gel de agarosa y tincioacuten

con bromuro de etidio (Costa 2004)

En los uacuteltimos antildeos se ha desarrollado PCR en muestras bioloacutegicas como orina

suero liacutequido cefalorraquiacutedeo y tejido renal posicionaacutendose la teacutecnica como una

herramienta de diagnoacutestico sensible y especiacutefica en la deteccioacuten e identificacioacuten

de Leptospira spp (Levett 2001 Branger et al 2005)

Una limitacioacuten de diagnoacutestico basado en la PCR de la leptospirosis es la

incapacidad de la mayoriacutea de los ensayos de PCR para identificar el serovar

infectante Si bien esto no es significativo para la gestioacuten individual del paciente la

identidad del serovar tiene un importante valor epidemioloacutegico y en salud puacuteblica

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 24

Las estrategias disentildeadas para superar este obstaacuteculo han incluido la digestioacuten de

productos de PCR con endonucleasas de restriccioacuten secuenciacioacuten directa de los

amplicones y Anaacutelisis de Conformacioacuten de Cadena Sencilla (SSCP)

Genomospecies de Leptospira pueden ser diferenciadas despueacutes de la PCR por

electroforesis en geles de poliacrilamida no desnaturalizante seguido por tincioacuten

con plata y sin el paso adicional de purificacioacuten y desnaturalizacioacuten (Ahmad et al

2005)

35232 Reaccioacuten en cadena de la polimerasa muacuteltiple

La PCR muacuteltiple son reacciones que consiguen amplificar simultaacuteneamente y en

un uacutenico tubo diferentes secuencias diana permitiendo la deteccioacuten e

identificacioacuten simultaacutenea de distintos genes de intereacutes (Mendez et al 2004)

35233 Fingerprinting

Un desarrollo reciente en el anaacutelisis del ADN ribotipificacioacuten se basa en el

Polimorfismo de Longitud de Fragmentos de Restriccioacuten (RFLP) Posterior a la

electroforesis del gel Agarosa el ADN es trasferido sobre una membrana y

posteriormente hibridado con sondas marcadas desde el 16S al 23S de la cadena

de ARN por lo tanto nos da una interpretacioacuten maacutes raacutepida y faacutecil del Fingerprints

Este meacutetodo es una herramienta uacutetil para la tipificacioacuten molecular de Leptospira

ya que esta metodologiacutea utiliza reactivos disponibles comercialmente puede ser

aplicada por laboratorio de diagnoacutestico y no requiere el mantenimiento de todas

las cepas de referencia y correspondientemente suero inmune de conejo La

tipificacioacuten ribosomal tambieacuten nos provee informacioacuten sobre la relacioacuten genoacutemica

basado en la similitud que tienen en comuacuten fragmentos de cadenas de Leptospira

(Terpstra et al 1986)

35234 Anticuerpo monoclonales

Los anticuerpos monoclonales son glicoproteiacutenas especializadas que hacen parte

del sistema inmune producidas por las ceacutelulas B con la capacidad de conocer

moleacuteculas especificas (Antiacutegenos) Los anticuerpos monoclonales son

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 25

herramientas esenciales en el aacutembito cliacutenico y biotecnoloacutegico y han probado ser

uacutetiles en el diagnoacutestico y tratamiento de enfermedades infecciosas inmunoloacutegicas

y neoplaacutesicas asiacute como tambieacuten en el estudio de las interacciones patoacutegenas-

hospedador y la marcacioacuten deteccioacuten y cuantificacioacuten de diversas moleacuteculas

(Machado et al 2006)

Se han preparado anticuerpos monoclonales de conejo que aglutinan Leptospira y

los serovares pueden ser identificados con base en patrones caracteriacutesticos de

aglutinacioacuten Preparar anticuerpos monoclonales es difiacutecil y toma tiempo pero

usarlos en la MAT para serotipificar es faacutecil y da resultados raacutepidos Actualmente

estaacuten disponibles anticuerpos monoclonales para tipificar cerca de la mitad de los

serovares maacutes comunes actualmente reconocidos (OMS 2008)

35235 Secuenciacioacuten del ARNr 16S

La amplificacioacuten del gen para su posterior secuenciacioacuten parte preferentemente

de ADN extraiacutedo de un cultivo puro de la bacteria pero tambieacuten puede

conseguirse directamente de una muestra cliacutenica

El meacutetodo molecular de identificacioacuten bacteriana mediante secuenciacioacuten del

ADNr 16S incluye tres etapas a) amplificacioacuten del gen a partir de la muestra

apropiada b) determinacioacuten de la secuencia de nucleoacutetidos del amplicoacuten y c)

anaacutelisis de la secuencia (Rodicio et al 2004)

La secuenciacioacuten del ARNr 16S es un meacutetodo potente y simplificado para la

identificacioacuten de especies Leptospira (Morey et al 2006)

35236 Microarrays

El anaacutelisis de microarray consiste en la deteccioacuten e identificacioacuten simultaacutenea de un

patoacutegeno desde la misma muestra para asiacute ser implementado en los laboratorios

cliacutenicos de microbiologiacutea con facilidad y exactitud

Microarray simplemente se define como una coleccioacuten de caracteriacutesticas

microscoacutepicas (maacutes comuacutenmente ADN) que se puede probar con moleacuteculas diana

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 26

para producir ya sea (expresioacuten geacutenica) cuantitativa o los datos cualitativos

(diagnoacutestico)

El anaacutelisis por medio de microarray tiene la capacidad de ofrecer una fuerte

deteccioacuten muacuteltiple Existen plataformas de microarrays muacuteltiples incluyendo

impresos de ADN de doble cadena y matrices de oligonucleoacutetidos

Los microarrays permiten el depoacutesito de miles de puntos conteniendo genes o

parte de genes sobre un portaobjetos para su estudio en paralelo De esta manera

es posible tener una visioacuten instantaacutenea de actividad de genomas completos o de

un grupo selecto de genes (Miller et al 2009)

En los estudios de microarrays se combinan las teacutecnicas de hibridizacioacuten de

aacutecidos nucleicos y deteccioacuten por fluorescencia De esta manera soacutelo en los

puntos del portaobjeto donde haya ocurrido hibridizacioacuten habraacute fluorescencia y la

intensidad de la fluorescencia detectada seraacute proporcional al nivel de expresioacuten

del gen en estudio

Una condicioacuten indispensable es que cada uno de los genes que esteacute representado

sea faacutecilmente distinguible de otros En otras palabras la porcioacuten del gen

inmovilizada en el portaobjeto debe llevar consigo independientemente de su

tamantildeo su ceacutedula de identidad (Barrero 2005)

La hibridacioacuten genoacutemica comparada (CGH) ha demostrado ser una herramienta

muy poderosa para las comparaciones genoacutemicas de alto rendimiento entre

especies patoacutegenas y no patoacutegenas y la exploracioacuten del genoma de muchas

especies bacterianas Las secuencias genoacutemicas disponibles de L interrogans

serovar Lai y copenhageni se utilizaron para disentildear una matriz de mosaico (Eribo

et al 2012)

35237 Enzimas de Restriccioacuten

El meacutetodo consiste en la extraccioacuten de ADN a partir de una poblacioacuten homogeacutenea

de organismos la digestioacuten del ADN con una endonucleasa de restriccioacuten y la

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 27

electroforesis en gel de agarosa del ADN Debido a que las endonucleasas de

restriccioacuten reconocen y se unen al ADN de doble cadena especiacuteficamente a la

secuencia 4 oacute 6 de pares de bases se genera un conjunto de fragmentos La

migracioacuten de estos fragmentos en gel de agarosa estaacute relacionada con el peso

molecular un patroacuten de bandas se puede ver en el gel por la luz ultravioleta siacute se

tintildeeron con bromuro de etidio o por autorradiografiacutea Estos modelos constituyen

una huella digital caracteriacutestico de cualquier ADN en particular (Marshall et al

1981)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 28

4 MATERIAL Y MEacuteTODO

41 Tipo de estudio Ensayo de laboratorio

42 Cepas En este estudio se emplearon 30 cepas distribuidas en 24 serogrupos

de Leptospira proporcionados por Centro Nacional de Diagnoacutestico y Referencia

(CNDR)

43 Muestras Las condiciones de crecimiento para la Leptospira fueron de 28-

30degC durante siete diacuteas en el medio Ellinghaussen-McCullough-Johnson-Harris

(EMJH)

45 PCR cebadores y condiciones de amplificacioacuten

Los cebadores de oligonucleoacutetidos LepF1 PU1 y LepR1 que corresponden a las

posiciones 8461 a 8480 8720 a 8738 y 9334 a 9316 respectivamente fueron

disentildeados para unirse a regioacuten 23S del ADNr la cual corresponde a la secuencia

de Leptospira interrogans (patoacutegena)

Los cebadores SU1 y LepR1 fueron disentildeados para serovares de saproacutefitas que

corresponden a la posicioacuten 326 a 343 y 641 a 623 respectivamente basado en la

secuencia parcial del ADNr de Leptospira biflexa La secuencia de los cebadores

se demuestra en la tabla 1

Tabla1 Cebadores utilizados en la amplificacioacuten

Cebador Secuenciacioacuten 5` a 3` Especificidad Posicioacuten de la base

LepF1 GTTACCAAGCACAAGATTAG Leptospira spp 8461 - 8480

LepR1 TAGTCCCGATTACATTTTC Leptospira spp 9334 - 9316

PU1 TATCAGAGCCTT TTAATGG Patoacutegena 8720 - 8738

SU1 TTTAGGGTTAGCGTGGTA Saproacutefita 326 - 343

LepR1 TAGTCCCGATTACATTTTC Leptospira spp 641 - 623

El ADN de la Leptospira fue amplificado usando LepF1 (5

GTTACCAAGCACAAGATTAG 3) y LepR1 (5 TAGTCCCGATTACATTTTC 3)

Para la multiplex PCR fueron usado como cebadores internos PU1 (5

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 29

TATCAGAGCCTTTTAATGG 3) SU1 (5 TTTAGGGTTAGCGTGGTA 3) y LepR1

(5 TAGTCCCGATTACATTTTC 3)

Para la amplificacioacuten del ADN se utilizoacute como control positivo de patoacutegena la cepa

icterohaemorrhagiae mientras que como control de saproacutefita se utilizoacute la cepa

patoc ambas se encontraban en caldo de cultivo Ellinghausen-McCullough-

Johnson-Harris (EMJH) y como control negativo se utilizoacute agua libre de nucleasa

Los segmentos de ADN amplificado para patoacutegenas corresponde a 615 pb y para

saproacutefitas 316 pb (gen 23S ADNr) Esta amplificacioacuten fue realizada en el

termociclador Las condiciones de la PCR consistieron en 40 ciclos Una

desnaturalizacioacuten inicial fue de 94degC por 5 minutos Cada ciclo comprendioacute una

desnaturalizacioacuten a 94degC por 1 minuto temperatura de anneling a 50degC por 50

segundos y una extensioacuten a 72degC por 1 minuto El uacuteltimo paso fue la elongacioacuten a

72degC por 7 minutos

46 Paraacutemetros a probar en la estandarizacioacuten

461 Mezcla

Se sometieron a prueba tres tipos de mezcla cada una con concentraciones

distintas pero con un volumen final de 50 microl reflejadas en la tabla 2

Tabla 2 Mezclas de reactivos puestas a prueba

Componente Mezcla 1 Mezcla 2 Mezcla 3

Agua free nucleasa 19 microl 26 microl 14 microl

Master mix 16 microl 8 microl 16 microl

Cebador 1 (LepF1) 2 microl 2 microl 2 microl

Cebador 2-5 (LepR1) 4 microl 2 microl 4 microl

Cebador 3 (PU1) 2 microl 1 microl 2 microl

Cebador 4 (SU1) 2 microl 1 microl 2 microl

AND (muestral o control) 5 microl 10 microl 10 microl

Volumen final 50 microl 50 microl 50 microl

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 30

462 5-Fluoracilo

Se puso a prueba el papel que juega el 5-fluoracilo debido a su utilizacioacuten en los

medios de cultivo para evitar la contaminacioacuten bacteriana de las Leptospira

ademaacutes que permite un mejor crecimiento de eacutestas (WHO 1967) Su eficacia

radica en que se une de forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial

para la siacutentesis de nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases

nitrogenadas que forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se

puede replicar lo que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002)

463 Tipo de extraccioacuten de ADN

El ADN genoacutemico de las cepas de Leptospira y de las muestras sanguiacuteneas y

orina fue extraiacutedo de acuerdo a las instrucciones del kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) siguiendo los procedimientos de manufactura (ver anexo

1)

Se ensayaron extracciones por calentamiento a 90degC ndash 100degC por 20 minutos El

ADN extraiacutedo fue almacenado a -20deg C hasta su amplificacioacuten

464 Muestras fingidas

Se obtuvieron muestras de suero y orina de cada especie (canino bovino porcino

y equino) y se mezclaron con cepas de referencia proporcionados por el Centro

Nacional De Investigacioacuten de Holanda para posteriormente realizar PCR A cada

muestra se le realizoacute extracciones por calentamiento y por el kit de extraccioacuten

QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

47 Determinacioacuten del liacutemite de deteccioacuten

Se determinoacute al calcular la cantidad de ADN que capaz de detectar la teacutecnica en

un ml de muestras de sangre y orina para esto se realizoacute una serie de diluciones

(desde 11 hasta 110000000) de las muestras a partir de una concentracioacuten de

ADN conocida (120 ng)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 31

48 Sensibilidad

Se sometieron 29 serovares patoacutegenas y 1 saproacutefita como controles positivos

proporcionados por Centro Nacional de Diagnoacutestico y Referencia

Se calculoacute la sensibilidad y el intervalo de confianza del 95 en el programa

EPIDAT 31 de acuerdo a la siguiente foacutermula

VP= Verdaderos positivos

FN= Falsos negativos

49 Especificidad

Se realizoacute un ensayo de especificidad utilizando ADN de 10 muestras con otras

cepas bacterianas diferentes a Leptospira que fueron inoculadas en medio EMJH

y suero para detectar falsos positivos el panel de muestras se describe en la

siguiente tabla

Tabla 3 Cepas bacterianas utilizadas para la determinacioacuten de la

especificidad

Cepa Nuacutemero de muestras

Staphyloccocus aureus 2

Escherichi coli 2

Salmonella spp 2

Proteus spp 2

Streptococcus pyogenes 2

Se calculoacute la especificidad y el correspondiente intervalo de confianza (95) en el

programa EPIDAT 31 de acuerdo a la siguiente foacutermula

VN= Verdaderas negativos

FP= Falso Positivos

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 32

5 RESULTADOS

De los 30 serovares que se sometieron al ensayo se detectaron 15 siendo

correspondiente a 12 serogrupos dentro los que se encuentran pomona e

icterohaemorrhagia dentro las patoacutegenas de importancia asiacute como el serogrupo

patoc de la saprofitas puesta a prueba Ver foto 1

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute ser la nuacutemero 1 compuesta por

Agua free nucleasa 19 microl Master mix 16 microl Primer 1 (Lep F1) 2 microl Primer 2-5

(LepR1) 4 microl Primer 3 (PU1) 2 microl Primer4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl Ver foto 2

En los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia en la

capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y saprofitas Ver

foto 2

La extraccioacuten maacutes adecuada resultoacute ser por calentamiento en la que se

identificaron 8 muestras de 19 mientras que las extracciones con el kit de

extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg) solo 2 muestras de 8 fueron

identificadas Ver foto 3

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten se encontroacute que la teacutecnica es capaz de identificar

una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira correspondiente a una

dilucioacuten 110000 Ver foto 4

En la determinacioacuten de la capacidad de la teacutecnica para detectar e identificar

Leptospira en muestras de campo se encontroacute que de 12 muestras de suero se

identificaron 3 mientras que de 13 muestras de orina fueron identificadas 5 Ver

foto 3

La sensibilidad mostrada fue de 50 IC 95 (3044 ndash 6956) mientras que la

especificidad fue de 100 IC 95 (95 ndash 100) con un valor predictivo positivos de

100 IC 95 (9667 ndash 100) y un valor predictivo negativo de 40 IC 95 (1880 ndash

6120) esto con una prevalencia de 75 IC 95 (6033 ndash 8967) mostrando un

Iacutendice de validez de 6550 IC 95 (4625 ndash 7875)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 33

6 DISCUSIOacuteN

Actualmente el meacutetodo para diagnosticar leptospirosis es la prueba de

Microaglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) pero esta resulta tediosa por la necesidad

de mantener las cepas lo que implica tambieacuten un riesgo potencial para el personal

de laboratorio ademaacutes no diferencia entre anticuerpos vacunales y de infeccioacuten

Otro meacutetodo directo de diagnoacutestico es el cultivo pero es limitado y requiere de

mucho tiempo (Alonso et al 2001)

Debido a las restricciones que generan estas pruebas diagnoacutesticas se ha

estandarizado una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y

patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos

En este estudio se sometieron 30 serovares al ensayo de los que se detectaron

15 correspondiente a 12 serogrupos amplificados mostrando una sensibilidad del

50 diferente a los resultados obtenidos por Ceacutespedes et al (2007) en cuyo

estudio la PCR pudo amplificar el ADN de 25 serovares de seis especies de

Leptospira spp con una sensibilidad del 100 in vitro Moreno et al (2010) mostroacute

un amplificado especiacutefico para 2122 cepas de referencia con la PCR simple

lipL32 mientras que la PCR muacuteltiple secYflaB amplificoacute 1822 cepas

Esta sensibilidad baja indica que la teacutecnica no es recomendada como una prueba

de tamizaje ya que ademaacutes del alto costo no es capaz de detectar a toda la

poblacioacuten infectada en cambio la especificidad que se obtuvo fue del 100

demostrada con el uso de ADN de otros agentes patoacutegenos (Staphyloccocus

Aureus Escherichi coli Salmonella spp Proteus spp y Streptococcus pyogenes)

los cuales no fueron amplificados Esto coincide con los ensayo realizado por

Ceacutespedes et al (2007) Moreno et al (2010) Kositanont et al (2007) y Boonsilp et al

(2011) los cuales muestran una especificad del 100 al no obtener amplificado del

ADN de otras cepas patoacutegenas que causan enfermedades febriles en sus paiacuteses

La causa de una especificidad tan alta de la reaccioacuten se debe a las secuencias

nucleotiacutedicas especiacuteficas formadas por los oligonucleoacutetidos (cebadores) LepF1 (5rsquo

GTTACCAAGCACAAGATTAG 3rsquo) LepR1 (5rsquo TAGTCCCGATTACATTTTC 3rsquo)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 34

PU1 (5rsquo TATCAGAGCCTTTTAATGG 3rsquo) y SU1 (5rsquo TTTAGGGTTAGCGTGGTA 3rsquo)

que fueron disentildeados para detectar secuencias nucleotiacutedicas especiacuteficas en este

caso el genoma de Leptospira spp (OIE 2006) Tambieacuten se debe tomar en cuenta

que la especificidad de la PCR depende ademaacutes de la temperatura empleada en

la fase de hibridacioacuten y de la cantidad de iones divalentes que se incorporan a la

reaccioacuten Cuanto mayor sea la temperatura utilizada en la fase de hibridacioacuten maacutes

especiacutefica es la reaccioacuten Esto se debe a que a mayor temperatura maacutes dificultada

se ve la unioacuten entre el cebador y la cadena molde en condiciones de

temperaturas de hibridacioacuten elevadas el cebador soacutelo se uniraacute a la cadena molde

si son complementarios en todos sus nucleoacutetidos (McPherson et al 1991)

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten por la diluciones de ADN puro (120ng) de L

interrogans serovar Australis se obtuvo un producto de 615pb hasta la dilucioacuten

110000 correspondiente a una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira

lo que coincide con la investigacioacuten realizada por Moreno et al (2010) cuyo liacutemite

de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR simple lipL32 obtuvo productos especiacuteficos

de 423 pb L interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten

110000 pero para el caso del liacutemite de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR

muacuteltiple secYflaB se obtuvieron productos especiacuteficos de 285 pb y 793 pb de L

interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten 1100 para secY y

11000 para flaB Estas diluciones se hicieron a partir de 120 ng de ADN extraiacutedo

de la cepa de referencia de Leptospira

El liacutemite de deteccioacuten para la PCR muacuteltiple indica una alta sensibilidad analiacutetica en

condiciones de PCR real esto lo posiciona como un meacutetodo de diagnoacutestico

molecular de eleccioacuten para estudios posteriores que busquen validar su uso

potencial para el diagnoacutestico de leptospirosis (Levett et al 2005)

La teacutecnica fue capaz de identificar Leptospira patoacutegena y saproacutefita lo que coincide

con el estudio de Kositanont et al (2007) que muestran resultados similares esto

se atribuye al uso de los cebadores especiacuteficos para la amplificacioacuten de genes

conservados en cepas patoacutegenas y saprofitas Otros estudios como los realizados

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 35

por Cheema et al (2007) Moreno et al (2010) y Rosario et al (2012) no

lograron detectar Leptospira saprofitas soacutelo patoacutegenas pues en ese estudio se

implicoacute solamente los genes conservados en cepas patoacutegenas de Leptospira La

inhabilidad de poder diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y no patoacutegenas puede

ser una dificultad en estudios ambientales donde se quiera diferenciar entre los

distintos serovares sin embargo no tiene importancia en el aspecto cliacutenico pues

no se aiacutesla Leptospira saprofitas en muestras animales (Ceacutespedes et al 2010)

Sin embargo otros estudios (Ibaacutentildeez et al 2010)) han mostrado anticuerpos contra

Leptospira sp serovariedad patoc en 1159 monos Rhesus (Macaca mulatta) en

condiciones de cautiverio Con tiacutetulos que variaron de 120 a 180 Silva et al

(2010) recogioacute muestra de 388 animales (aves reptiles mamiacuteferos y peces) tanto

salvajes como en cautiverio resultando positivo a MAT el 265 de los animales

Los tiacutetulos seroloacutegicos predominante fueron de 140 y 180 para los serotipos

patoc andamana canicola icterohaemorrhagiae y panamaacute

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute estar compuesta por 19 microl de Agua

free nucleasa 16 microl de GoTaqreg qPCR Master Mix 2 microl de cada uno de los

iniciadores (Lep F1 Lep R1 PU1 SU1 y Lep R1) a una concentracioacuten de 100

[Pmol] y 5 microl de ADN a un volumen final de 50 microl con una amplificacioacuten de 40

ciclos En una publicacioacuten similar realizada por Kosinatont et al (2007) utilizan 5microl

de buffer PCR 8 microl de MgCl2 1microl de cada iniciador a 20 [Pmol] y 5 microl de ADN a un

volumen final de 50microl Las condiciones de PCR consistieron de 35 ciclos Las

diferentes concentraciones de reactivos en ambos estudios se deben

probablemente a que las condiciones de laboratorio son diferentes en todas las

regiones ademaacutes del uso en el presente ensayo de un master mix comercial que

incluye todos los componentes para la PCR cuantitativa como son ADN Taq

polimerasa dATP dGTP dCTP dTTP y MgCl2 a excepcioacuten del ADN de la

muestra los cebadores y agua Utilizar este master mix evita errores en el

alineamiento de los cebadores en la temperatura de disociacioacuten de las cadenas

tanto del templado como del producto de la PCR la especificad del producto la

formacioacuten de diacutemero de cebadores y en la inhibicioacuten de la Taq polimerasa por

altas concentraciones de KCl o NaCl (Martinez et al 2004)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 36

En cuanto a los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia

en la capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y

saproacutefitas Eacuteste se puso a prueba debido a su utilizacioacuten en los medios de cultivo

cuando se toman muestras en el campo Su eficacia radica en que se une de

forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial para la siacutentesis de

nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases nitrogenadas que

forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se puede replicar lo

que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002) el 5-fluoracilo no fue una

sustancia inhibidora de la PCR pues no provoca el bloqueo directo total o parcial

de la actividad cataliacutetica de la ADN polimerasa o inhibe la unioacuten directa al ADN de

doble cadena (Newsletter Microbial 2009)

La extraccioacuten de ADN se hizo por calentamiento y con el kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) con el fin de determinar cuaacutel de los meacutetodos era el maacutes

efectivo para la extraccioacuten resultando ser la extraccioacuten por calentamiento ya que

fue capaz de detectar 8 muestras de 19 mientras que con el kit de extraccioacuten soacutelo

se lograron identificar 2 de 8 muestras Aunque con este meacutetodo ademaacutes de ser

de menor costoso se obtiene mayores valores de concentracioacuten y rendimiento de

ADN en el menor tiempo aportaacutendole rapidez y simplicidad a la prueba la pureza

del mismo es baja La importancia del proceso de purificacioacuten del material

geneacutetico es recobrar el producto maacuteximo de ADN de alto peso molecular libre de

proteiacutenas fenol e inhibidores de la Taq polimerasa El ADN de alta calidad es un

prerrequisito para su uso en teacutecnicas de biologiacutea molecular en este caso PCR

para la identificacioacuten de las secuencias especificas de ADN mediante el uso de

cebadores no asiacute el ADN degradado no sustenta la integridad de los sitios

blancos para los cebadores y consecuentemente afectar la calidad de la PCR

(Rada et al 1998)

Ademaacutes de la extraccioacuten de ADN por calentamiento existen otras teacutecnicas como

son meacutetodo fenol-cloroformo meacutetodo del acetato de potasio meacutetodo del acetato

de potasio modificado y meacutetodo de bromuro de cetil-trimetil amonio cuya base

principal es provocar una lisis celular para inactivar las nucleasas celulares y

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 37

separar los aacutecidos nucleicos de los restos de ceacutelulas (Fraga et al 2004) (Velasco

2005)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 38

7 CONCLUSIOacuteN

El PCR multiplex fue capaz de diferenciar entre Leptospira saprofita y

patoacutegena

Se obtuvo una baja sensibilidad pero alta especificidad

El 5-fluoracilo no mostro alteracioacuten en el proceso de amplificacioacuten

La mezcla maacutes adecuada fue la mezcla 1 compuesta por Agua free

nucleasa 19 microl Master mix 16 microl cebador 1 (Lep F1) 2 microl cebador 2-5

(LepR1) 4 microl cebador 3 (PU1) 2 microl cebador 4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl

Se obtuvo una alta sensibilidad analiacutetica o liacutemite de deteccioacuten capaz de

detectar hasta 0012 ng de ADN

El meacutetodo de extraccioacuten maacutes efectivo fue por calentamiento que por el kit

de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 39

8 RECOMENDACIONES

Validar la teacutecnica con una poblacioacuten maacutes representativa

Publicar los resultados de esta investigacioacuten con el fin de seguir mejorando

el diagnoacutestico de leptospirosis por PCR

Promover el uso de la PCR para un diagnoacutestico raacutepido de leptospirosis en

animales domeacutesticos

Realizar estudios de las fuentes de agua para la caracterizacioacuten de las

zonas de riesgo

Estandarizar teacutecnicas de diagnoacutestico de campo para fortalecer los sistemas

de vigilancia activa

Ofrecer charlas a las poblaciones con mayor prevalencia de leptospirosis

sobre el papel que juegan los animales en la transmisioacuten de la enfermedad

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 40

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 47

ANEXOS

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 48

Kit de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

1 20 microl de proteinasa K en eppendorf

2 Agregar 200 microl de la muestra

3 Agregar 200 microl de buffer AL y bortear por 5 segundos

4 Incubar a 56 ordmC por 10 minutos

5 Centrifugar brevemente

6 Agregar 200 microl de etanol (96 ndash 100)

7 Pasar la mezcla del paso 6 y colocarlo en un tubo de ensayo colector

procurando no tocar los bordes y centrifugar a 8000 rpm por 1 minuto Cambiar el

tubo colector descartando el contenido

8 Agregar en el centro de la columna 500 microl de buffer AW1 Centrifugar por 8000

rpm por 1 minuto luego descartar tubo colector y el contenido cambiando a un

nuevo tubo colector

9 Agregar 500 microl de buffer AW2 en el centro de la membrana y centrifugar a

14000 rpm por 3 minutos

10 Pasar la columna a eppendorf y centrifugar a velocidad maacutexima por 1 minuto

11 Pasar la columna a eppendorf y agregar 100 microl de buffer AE incubar a

temperatura ambiente por 1 minuto luego centrifugar a 8000 rpm por un minuto

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 49

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 53

Tabla 4 Cepario de referencia de Holanda

Especie Serogrupo Serovar Cepa de referencia

L Interrogans

Australis Australis Ballico

Autumnalis Autumnalis Akiyami A

Betaviae Betaviae Swart

Canicola Canicola Hond Utrechit IV

Djasiman Djasiman Djasiman

Hebdomadis Hebdomadis Hebdomadis

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagica RGA

Icterohaemorrhagia Copenhageni M20

Icterohaemorrhagia Copenhageni Wijnberg

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagia Kantorowic

Pomona Pomona Pomona

Pyrogenes Pyrogenes Salinem

Sejroe Hardjo Hardjoprajitho

Sejroe Wolffi 3705

L Noguchi

Australis Nicaragua 1011

Lousiana Lousiana LSU 1945

Panama Panama CZ 214

L Biorgpetersenii

Ballum Castellones Castellon 3

Javanica Javanica Veldrat Batavia

Mini Mini Sari

Serjoe Serjoe M 84

Tarassovi Tarassovi Pereplitsin

L welii

Celledoni Celledoni Celledoni

Manhao Qingshui L 105

Sarnin Sarm 11 Sarnin

L Kirschneri

Cynopteri Cynopteri 3522 C

Grippotyphosa Grippotyphosa Moskva V

L Neyeri Ranarum Ranarum ICF

L Santarosal Sherman Shermani 1342 K

L Biflexa Semaranga Patoc Patoc 1

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 14

13 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

iquestCuaacuteles son los paraacutemetros oacuteptimos en la estandarizacioacuten de una multiplex PCR

para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y patoacutegena en muestras de animales

domeacutesticos

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 15

2 OBJETIVOS

21 General

Estandarizar una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y

patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos

22 Especiacutefico

Establecer el liacutemite deteccioacuten de multiplex PCR en muestras sanguiacuteneas y orina

Determinar la sensibilidad y especificidad de muacuteltiplex PCR para el diagnoacutestico de

Leptospira

Clasificar las cepas de Leptospira como saproacutefita y patoacutegena a traveacutes de multiplex

PCR

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 16

3 MARCO TEOacuteRICO

Las Leptospira son bacterias pertenecientes al orden Spirochaetales familia

Leptospiraceae y geacutenero Leptospira Aunque son bacterias Gram negativas no se

tintildeen bien mediante los colorantes convencionales por lo que habitualmente se

visualizan por medio de la microscopiacutea de campo oscuro La impregnacioacuten

argeacutentica y las teacutecnicas de inmunohistoquiacutemicas se utilizan para poner en

manifiesto su presencia en tejidos (Quinn et al 2002)

Su tamantildeo es de 025 por 6-25 microm tienen forma ciliacutendrica y helicoidal con dos

filamentos axiales insertados en los extremos del cuerpo celular que actuacutean como

citoesqueleto y le permiten el movimiento (Bharti et al 2003)

Estas son moacuteviles describen tres tipos de movimientos rotacioacuten alrededor de su

eje central movimientos progresivos rectos y movimientos circulares (Bharti et al

2003) son aerobios obligados que se desarrollan a una temperatura de 28 a

30degC Son catalasa y oxidasa positivo creciendo en medios simples enriquecidos

con vitaminas aacutecidos grasos de cadena larga y sales de amonio (Levett 2001)

Su genoma consiste en dos cromosomas circulares uno de mayor tamantildeo que

asciende a 4332241 bp y uno pequentildeo de 358943 bp los que juntos suman

4691184 bp (Ren et al 2003)

La bacteria no se multiplica fuera del hueacutesped y es considerablemente

dependiente del medio puesto que es muy susceptible a la desecacioacuten a pH

inferiores a 6 o superiores a 8 y temperaturas menores a 10ordmC o mayores a 34ordmC

le resultan nocivos (McDonough 2001) Asiacute como la luz solar directa la

hipersalinidad los desinfectantes corrientes los detergentes y el jaboacuten pueden

afectar al microorganismo (Zamora et al 1999)

Los organismos de Leptospira sobreviven hasta 180 diacuteas en suelos huacutemedos por

varios meses en superficies acuosas y sobreviven auacuten mejor en agua estancada

que en movimiento (McDonough 2001 Acosta et al 1994)

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 17

31 Mecanismos de transmisioacuten

Las Leptospira se transmiten por contacto directo o indirecto La transmisioacuten

directa ocurre a traveacutes de orina infectada transferencia veneacuterea o

transplacentaria heridas por mordedura o ingestioacuten de tejidos infectados La

transmisioacuten indirecta se da a traveacutes de la exposicioacuten de los animales susceptibles

agua suelo alimento o camas contaminadas (Greene et al 2008)

Existen dos tipos de hueacutespedes involucrados en la transmisioacuten de la enfermedad

Los hueacutespedes primarios constituidos por aquellas especies que no desarrollan

una sintomatologiacutea evidente y que son capaces de eliminar por periodos

prolongados la bacteria y los hueacutespedes secundarios conformados por aquellas

especies que por el contrario enferman gravemente y no alcanzan a liberar la

bacteria o lo hacen por un periodo reducido (McDonough 2001)

32 Clasificacioacuten

A partir de 1989 el geacutenero Leptospira fue dividido en dos especies L interrogans

que comprendiacutea a todas las cepas patoacutegenas y L biflexa que incluiacutea a las cepas

saproacutefitas aisladas del medio ambiente Ambas fueron divididas en numerosos

serovares definidos por aglutinacioacuten Sobre 60 y 200 serovares han sido

reconocidos para L biflexa y L interrogans respectivamente Los serovares que

se encontraban relacionados antigeacutenicamente fueron agrupados como serogrupos

(Levett 2001)

33 Patogeacutenesis

La Leptospira es resistente a la actividad bactericida del suero normal y en

ausencia de anticuerpos especiacuteficos no es fagocitada ni destruida por los

polimorfonucleares o macroacutefagos Despueacutes de penetrar la piel o las mucosas la

Leptospira hace una bacteriemia que inicialmente alcanza todas las partes del

cuerpo incluyendo el liacutequido cefalorraquiacutedeo (LCR) y los ojos y genera la

produccioacuten de anticuerpos aglutinantes y el fenoacutemeno de opsonizacioacuten entre los

diacuteas 5 y 7 Si esta respuesta no es suficiente para detener su progreso la

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 18

Leptospira avanza en los tejidos Alliacute se multiplica en forma acelerada deja de ser

encontrada en la sangre y se elimina por la orina durante semanas o meses (fase

inmune o de leptospiruria) (Acosta et al 1994)

La leptospirosis puede presentarse con diferentes formas grados y combinaciones

de compromiso orgaacutenico ya sea como un cuadro febril inespeciacutefico como

afeccioacuten preferente de uno o maacutes oacuterganos involucrados o como una enfermedad

grave con compromiso multiorgaacutenico y alta letalidad (Zunino y Pizarro 2007)

La etapa aguda o septiceacutemica de alrededor de 1 semana seguida de una fase

inmune caracterizada por la produccioacuten de anticuerpos y eliminacioacuten de la

bacteria a traveacutes de la orina La mayor complicacioacuten de la patologiacutea se encuentra

asociada a la localizacioacuten de las bacterias en los tejidos durante la fase inmune

alrededor de la segunda semana de la patologiacutea (Levett 2001)

En animales susceptibles la lesioacuten de las membranas de los gloacutebulos rojos y de

las ceacutelulas endoteliales junto con el dantildeo hepatocelular desencadena anemia

hemoliacutetica ictericia hemoglobinuria y hemorragia (Quinn et al 2002)

La superficie de las ceacutelulas bacterianas constituye una interfase entre el patoacutegeno

y el hospedador formando un sitio de interaccioacuten con los tejidos durante la

infeccioacuten Para los patoacutegenos extracelulares la superficie bacteriana es tambieacuten el

blanco de la respuesta inmune del hospedador (Cullen et al 2005) Se ha

sentildealado que LipL32 interactuacutea con componentes de la matriz extracelular como el

colaacutegeno y que existe una respuesta de inmunoglobulina M contra la lipoproteiacutena

durante la fase aguda y convaleciente de leptospirosis en humanos (Hauk et al

2008)

34 Sintomatologiacutea

Las manifestaciones oculares incluyen efusioacuten conjuntival presencia de ictericia

en la escleroacutetica y uveiacutetis Esta uacuteltima puede ser unilateral o bilateral y puede

presentarse semanas meses y ocasionalmente en antildeos posterior a la

enfermedad aguda (Levett 2001)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 19

Las alteraciones reproductivas pueden ocurrir posterior a una infeccioacuten y la

leptospirosis debe ser considerada como diagnoacutestico diferencial en casos de

aborto o muerte perinatal (Andreacute Fontaine 2006)

En bovinos la enfermedad puede ser aguda subaguda y croacutenica En la forma

aguda son maacutes susceptibles los animales de un mes de edad Se caracteriza por

septicemia fiebre de 405 Cdeg anorexia petequias en mucosas depresioacuten

ictericia anemia hemoliacutetica con hemoglobinuria palidez de las mucosas disnea

suele ocurrir aborto baja de la produccioacuten de la leche y ocasionalmente mastitis

En la forma subaguda se presentan los mismos siacutentomas la fiebre es de 39 a 40

Cdeg existe baja de la produccioacuten laacutectea y esta es de color rojo o anaranjado

amarillento En la forma croacutenica generalmente los siacutentomas son aborto que se

presenta en el uacuteltimo tercio de la gestacioacuten ocasionalmente se puede presentar

meningitis leptospiroacutesica incoordinacioacuten sialorrea conjuntivitis y rigidez muscular

En porcinos generalmente se presenta la forma croacutenica en ovinos y caprinos no

se conoce mucho la enfermedad debido a su poca frecuencia y la mayor parte de

los animales afectados se encuentran muertos con apariencia septiceacutemica en

equinos se presenta la forma subaguda en perros y gatos se presenta la

enfermedad desde formas subcliacutenicas hasta formas graves en animales

silvestres la mayoriacutea estaacuten adaptados y no manifiestan siacutentomas cliacutenicos (Acha et

al 1978)

35 Diagnoacutestico

Debido a que las manifestaciones cliacutenicas de la leptospirosis variacutean en tipo y

gravedad tanto en los hombres como en animales es difiacutecil su diagnoacutestico cliacutenico

hacieacutendose necesaria la confirmacioacuten de los casos mediante pruebas de

laboratorio existen pruebas que sin ser especiacuteficas para la enfermedad pueden

orientar al cliacutenico hacia el diagnoacutestico de leptospirosis (Ceacutespedes 2005)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 20

351 Diagnoacutestico epidemioloacutegico

La anamnesis debe incluir datos sobre la eacutepoca del antildeo en la que aparecioacute el

brote la aptitud del rebantildeo el estado sanitario del mismo el contacto con otras

especies domeacutesticas la sintomatologiacutea predominante y si se realiza vacunacioacuten

frente a la leptospirosis Asimismo deberaacute obtenerse informacioacuten sobre el nuacutemero

de animales afectados la edad de los mismos y la fase de la gestacioacuten en que se

produce el aborto (Alonso et al 2001)

352 Pruebas Diagnoacutesticas

Se basa en el cultivo del organismo la demostracioacuten seroloacutegica o el diagnoacutestico

molecular (Dammert 2005)

3521 Cultivo

La Leptospira se puede aislar de muestras de sangre y liacutequido cefalorraquiacutedeo en

los primeros 7-10 diacuteas de la enfermedad y en la orina puede ser detectada durante

la segunda y tercera semana de la enfermedad (Bharti 2003) Una vez tomada la

muestra esta se debe inocular en 10 ml de medio semisoacutelido que contenga 5-

fluoracilo

El cultivo debe ser incubado a 28-30 degC y ser examinado semanalmente en el

microscopio de campo oscuro durante 13 semanas antes de ser descartado Los

cultivos contaminados pueden ser filtrados antes de recultivarlos a un medio

nuevo (Levett 2001)

Existen otros medios recientemente desarrollados uacutetiles en el aislamiento de la

Leptospira medio EMJH (Ellinghausen y Mcllough modificado por Johnson y

Harries) y el medio Tween 80-albuacutemina este uacuteltimo considerado el mejor

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 21

Como el cultivo tiene el inconveniente de ser muy largo (5-6 semanas de

incubacioacuten) no se debe considerar para definir una conducta terapeacuteutica inicial

(Acosta et al 1994)

3522 Pruebas seroloacutegicas

Las pruebas seroloacutegicas constituyen el procedimiento de laboratorio utilizado con

maacutes frecuencia para confirmar el diagnoacutestico cliacutenico para determinar la

prevalencia en el rebantildeo y para realizar los estudios epidemioloacutegicos Los

anticuerpos de las Leptospira aparecen a los pocos diacuteas del comienzo de la

enfermedad y persisten durante semanas o meses y en algunos casos antildeos

Desafortunadamente los tiacutetulos de anticuerpos puede que desciendan hasta

niveles indetectables mientras los animales permanecen infectados croacutenicamente

Para superar este problema se necesitan meacutetodos sensibles que detecten el

microorganismo en la orina o en el tracto genital de portadores croacutenicos

Se ha descrito una amplia variedad de pruebas seroloacutegicas que muestran grados

variables de especificidad de serogrupo y de serotipo La prueba de la aglutinacioacuten

microscoacutepica (MAT) y el enzimoinmunoensayo (ELISA) contribuyen al diagnoacutestico

veterinario (OIE 2008)

35221 Prueba de Aglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) La prueba MAT en la

que se emplean antiacutegenos vivos es la prueba seroloacutegica maacutes ampliamente

utilizada Constituye la prueba de referencia frente a la que se evaluacutean todas las

otras pruebas seroloacutegicas y se utiliza en las comprobaciones para la

importacioacutenexportacioacuten (OIE 2008)

El MAT posee una alta sensibilidad y especificidad siendo sus resultados

utilizados para identificar el serovar o serogrupo infectante pero requiere de la

experiencia del operador y la variacioacuten diagnoacutestica entre laboratorios es elevada

(Bharti et al 2003) Para llevarlo a cabo se requiere que el laboratorio cuente con

cultivos vivos de todos los serovares para emplearlos como antiacutegenos

consideraacutendose que su interpretacioacuten es complicada debido a la alta degradacioacuten

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 22

presencia de reaccioacuten cruzada entre diferentes serogrupos y a reacciones

paradoacutejicas (Levett 2001)

35222 Otras pruebas seroloacutegicas Debido a la complejidad de la prueba de

Aglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) se ha desarrollado otras pruebas seroloacutegicas

para la deteccioacuten de anticuerpos antileptospira en la fase aguda de la infeccioacuten La

fijacioacuten de complemento (CF) fue ampliamente usado pero el meacutetodo no fue

estandarizado La prueba de Fijacioacuten de complemento ha sido reemplazada por el

meacutetodo ELISA (Levett 2001)

El ELISA se utiliza tanto para la deteccioacuten de anticuerpos en la leche como en el

suero permitiendo ademaacutes diferenciar entre IgG e IgM (Alonso et al 2001) En

este ensayo se detecta IgM antileptospira tan solo 1 semana despueacutes de la

infeccioacuten antes de que esteacuten presentes los anticuerpos aglutinantes Los

anticuerpos IgG se detectan comenzando 2 semanas despueacutes de la infeccioacuten y

persisten durante largos periodos de tiempo (OIE 2008)

La deteccioacuten de IgM en suero por ELISA es maacutes sensible que el MAT cuando la

primera muestra se toma en la fase aguda de la enfermedad (Ceacutespedes 2005)

Ademaacutes presenta otras ventajas frente al MAT como es el hecho de no presentar

riesgo sanitario para los operarios ser de faacutecil estandarizacioacuten y ser una prueba

en la que las reacciones cruzadas son poco frecuentes Sus principales

desventajas son que normalmente son serovar especiacuteficos con lo cual no

obtendremos informacioacuten acerca de una posible infeccioacuten por otros serovares y

que no permite diferenciar entre anticuerpos vacunales y de infeccioacuten (Alonso et

al 2001)

3523 Diagnoacutestico molecular

35231 Reaccioacuten en cadena de la polimerasa (PCR)

La PCR es un meacutetodo in vitro de siacutentesis de ADN con el que un segmento

particular de este es especiacuteficamente amplificado al ser delimitado por un par de

cebadores o iniciadores que lo flanquean Su copiado se logra en forma

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 23

exponencial a traveacutes de repetidos ciclos de diferentes periodos y temperaturas de

incubacioacuten en presencia de una enzima ADN polimerasa termoestable Asiacute se

obtienen en cuestioacuten de horas millones de copias de la secuencia deseada del

ADN

La PCR es una teacutecnica de biologiacutea molecular altamente especiacutefica raacutepida

sensible y versaacutetil para detectar cantidades iacutenfimas de un cierto ADN especiacutefico

posibilitando su faacutecil identificacioacuten (Rodriacuteguez et al 2004)

El meacutetodo se basa en su forma maacutes simple en la realizacioacuten de tres reacciones

sucesivas llevadas a cabo a distintas temperaturas Estas reacciones se repiten

ciacuteclicamente entre veinte y cuarenta veces La muestra se calienta en el primer

paso hasta lograr la separacioacuten de las dos cadenas que constituyen el ADN

hecho que se conoce como desnaturalizacioacuten (Satz et al 1993) En el segundo

ocurre la hibridacioacuten de las cadenas desnaturalizadas del ADN blanco con los

denominados cebadores o iniciadores (ADN sinteacutetico de hebra sencilla) a una

temperatura que facilita el apareamiento de las bases nitrogenadas

complementarias de ambas clases de ADNs (Rodriacuteguez et al 2004) Por uacuteltimo se

da la reaccioacuten de extensioacuten que generalmente es llevada a cabo a una

temperatura intermedia en la cual la ADN polimerasa copia el ADN entre las

secuencias correspondientes a los oligonucleoacutetidos iniciadores (Torres et al

1995) La deteccioacuten se realiza mediante electroforesis en gel de agarosa y tincioacuten

con bromuro de etidio (Costa 2004)

En los uacuteltimos antildeos se ha desarrollado PCR en muestras bioloacutegicas como orina

suero liacutequido cefalorraquiacutedeo y tejido renal posicionaacutendose la teacutecnica como una

herramienta de diagnoacutestico sensible y especiacutefica en la deteccioacuten e identificacioacuten

de Leptospira spp (Levett 2001 Branger et al 2005)

Una limitacioacuten de diagnoacutestico basado en la PCR de la leptospirosis es la

incapacidad de la mayoriacutea de los ensayos de PCR para identificar el serovar

infectante Si bien esto no es significativo para la gestioacuten individual del paciente la

identidad del serovar tiene un importante valor epidemioloacutegico y en salud puacuteblica

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 24

Las estrategias disentildeadas para superar este obstaacuteculo han incluido la digestioacuten de

productos de PCR con endonucleasas de restriccioacuten secuenciacioacuten directa de los

amplicones y Anaacutelisis de Conformacioacuten de Cadena Sencilla (SSCP)

Genomospecies de Leptospira pueden ser diferenciadas despueacutes de la PCR por

electroforesis en geles de poliacrilamida no desnaturalizante seguido por tincioacuten

con plata y sin el paso adicional de purificacioacuten y desnaturalizacioacuten (Ahmad et al

2005)

35232 Reaccioacuten en cadena de la polimerasa muacuteltiple

La PCR muacuteltiple son reacciones que consiguen amplificar simultaacuteneamente y en

un uacutenico tubo diferentes secuencias diana permitiendo la deteccioacuten e

identificacioacuten simultaacutenea de distintos genes de intereacutes (Mendez et al 2004)

35233 Fingerprinting

Un desarrollo reciente en el anaacutelisis del ADN ribotipificacioacuten se basa en el

Polimorfismo de Longitud de Fragmentos de Restriccioacuten (RFLP) Posterior a la

electroforesis del gel Agarosa el ADN es trasferido sobre una membrana y

posteriormente hibridado con sondas marcadas desde el 16S al 23S de la cadena

de ARN por lo tanto nos da una interpretacioacuten maacutes raacutepida y faacutecil del Fingerprints

Este meacutetodo es una herramienta uacutetil para la tipificacioacuten molecular de Leptospira

ya que esta metodologiacutea utiliza reactivos disponibles comercialmente puede ser

aplicada por laboratorio de diagnoacutestico y no requiere el mantenimiento de todas

las cepas de referencia y correspondientemente suero inmune de conejo La

tipificacioacuten ribosomal tambieacuten nos provee informacioacuten sobre la relacioacuten genoacutemica

basado en la similitud que tienen en comuacuten fragmentos de cadenas de Leptospira

(Terpstra et al 1986)

35234 Anticuerpo monoclonales

Los anticuerpos monoclonales son glicoproteiacutenas especializadas que hacen parte

del sistema inmune producidas por las ceacutelulas B con la capacidad de conocer

moleacuteculas especificas (Antiacutegenos) Los anticuerpos monoclonales son

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 25

herramientas esenciales en el aacutembito cliacutenico y biotecnoloacutegico y han probado ser

uacutetiles en el diagnoacutestico y tratamiento de enfermedades infecciosas inmunoloacutegicas

y neoplaacutesicas asiacute como tambieacuten en el estudio de las interacciones patoacutegenas-

hospedador y la marcacioacuten deteccioacuten y cuantificacioacuten de diversas moleacuteculas

(Machado et al 2006)

Se han preparado anticuerpos monoclonales de conejo que aglutinan Leptospira y

los serovares pueden ser identificados con base en patrones caracteriacutesticos de

aglutinacioacuten Preparar anticuerpos monoclonales es difiacutecil y toma tiempo pero

usarlos en la MAT para serotipificar es faacutecil y da resultados raacutepidos Actualmente

estaacuten disponibles anticuerpos monoclonales para tipificar cerca de la mitad de los

serovares maacutes comunes actualmente reconocidos (OMS 2008)

35235 Secuenciacioacuten del ARNr 16S

La amplificacioacuten del gen para su posterior secuenciacioacuten parte preferentemente

de ADN extraiacutedo de un cultivo puro de la bacteria pero tambieacuten puede

conseguirse directamente de una muestra cliacutenica

El meacutetodo molecular de identificacioacuten bacteriana mediante secuenciacioacuten del

ADNr 16S incluye tres etapas a) amplificacioacuten del gen a partir de la muestra

apropiada b) determinacioacuten de la secuencia de nucleoacutetidos del amplicoacuten y c)

anaacutelisis de la secuencia (Rodicio et al 2004)

La secuenciacioacuten del ARNr 16S es un meacutetodo potente y simplificado para la

identificacioacuten de especies Leptospira (Morey et al 2006)

35236 Microarrays

El anaacutelisis de microarray consiste en la deteccioacuten e identificacioacuten simultaacutenea de un

patoacutegeno desde la misma muestra para asiacute ser implementado en los laboratorios

cliacutenicos de microbiologiacutea con facilidad y exactitud

Microarray simplemente se define como una coleccioacuten de caracteriacutesticas

microscoacutepicas (maacutes comuacutenmente ADN) que se puede probar con moleacuteculas diana

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 26

para producir ya sea (expresioacuten geacutenica) cuantitativa o los datos cualitativos

(diagnoacutestico)

El anaacutelisis por medio de microarray tiene la capacidad de ofrecer una fuerte

deteccioacuten muacuteltiple Existen plataformas de microarrays muacuteltiples incluyendo

impresos de ADN de doble cadena y matrices de oligonucleoacutetidos

Los microarrays permiten el depoacutesito de miles de puntos conteniendo genes o

parte de genes sobre un portaobjetos para su estudio en paralelo De esta manera

es posible tener una visioacuten instantaacutenea de actividad de genomas completos o de

un grupo selecto de genes (Miller et al 2009)

En los estudios de microarrays se combinan las teacutecnicas de hibridizacioacuten de

aacutecidos nucleicos y deteccioacuten por fluorescencia De esta manera soacutelo en los

puntos del portaobjeto donde haya ocurrido hibridizacioacuten habraacute fluorescencia y la

intensidad de la fluorescencia detectada seraacute proporcional al nivel de expresioacuten

del gen en estudio

Una condicioacuten indispensable es que cada uno de los genes que esteacute representado

sea faacutecilmente distinguible de otros En otras palabras la porcioacuten del gen

inmovilizada en el portaobjeto debe llevar consigo independientemente de su

tamantildeo su ceacutedula de identidad (Barrero 2005)

La hibridacioacuten genoacutemica comparada (CGH) ha demostrado ser una herramienta

muy poderosa para las comparaciones genoacutemicas de alto rendimiento entre

especies patoacutegenas y no patoacutegenas y la exploracioacuten del genoma de muchas

especies bacterianas Las secuencias genoacutemicas disponibles de L interrogans

serovar Lai y copenhageni se utilizaron para disentildear una matriz de mosaico (Eribo

et al 2012)

35237 Enzimas de Restriccioacuten

El meacutetodo consiste en la extraccioacuten de ADN a partir de una poblacioacuten homogeacutenea

de organismos la digestioacuten del ADN con una endonucleasa de restriccioacuten y la

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 27

electroforesis en gel de agarosa del ADN Debido a que las endonucleasas de

restriccioacuten reconocen y se unen al ADN de doble cadena especiacuteficamente a la

secuencia 4 oacute 6 de pares de bases se genera un conjunto de fragmentos La

migracioacuten de estos fragmentos en gel de agarosa estaacute relacionada con el peso

molecular un patroacuten de bandas se puede ver en el gel por la luz ultravioleta siacute se

tintildeeron con bromuro de etidio o por autorradiografiacutea Estos modelos constituyen

una huella digital caracteriacutestico de cualquier ADN en particular (Marshall et al

1981)

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 28

4 MATERIAL Y MEacuteTODO

41 Tipo de estudio Ensayo de laboratorio

42 Cepas En este estudio se emplearon 30 cepas distribuidas en 24 serogrupos

de Leptospira proporcionados por Centro Nacional de Diagnoacutestico y Referencia

(CNDR)

43 Muestras Las condiciones de crecimiento para la Leptospira fueron de 28-

30degC durante siete diacuteas en el medio Ellinghaussen-McCullough-Johnson-Harris

(EMJH)

45 PCR cebadores y condiciones de amplificacioacuten

Los cebadores de oligonucleoacutetidos LepF1 PU1 y LepR1 que corresponden a las

posiciones 8461 a 8480 8720 a 8738 y 9334 a 9316 respectivamente fueron

disentildeados para unirse a regioacuten 23S del ADNr la cual corresponde a la secuencia

de Leptospira interrogans (patoacutegena)

Los cebadores SU1 y LepR1 fueron disentildeados para serovares de saproacutefitas que

corresponden a la posicioacuten 326 a 343 y 641 a 623 respectivamente basado en la

secuencia parcial del ADNr de Leptospira biflexa La secuencia de los cebadores

se demuestra en la tabla 1

Tabla1 Cebadores utilizados en la amplificacioacuten

Cebador Secuenciacioacuten 5` a 3` Especificidad Posicioacuten de la base

LepF1 GTTACCAAGCACAAGATTAG Leptospira spp 8461 - 8480

LepR1 TAGTCCCGATTACATTTTC Leptospira spp 9334 - 9316

PU1 TATCAGAGCCTT TTAATGG Patoacutegena 8720 - 8738

SU1 TTTAGGGTTAGCGTGGTA Saproacutefita 326 - 343

LepR1 TAGTCCCGATTACATTTTC Leptospira spp 641 - 623

El ADN de la Leptospira fue amplificado usando LepF1 (5

GTTACCAAGCACAAGATTAG 3) y LepR1 (5 TAGTCCCGATTACATTTTC 3)

Para la multiplex PCR fueron usado como cebadores internos PU1 (5

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 29

TATCAGAGCCTTTTAATGG 3) SU1 (5 TTTAGGGTTAGCGTGGTA 3) y LepR1

(5 TAGTCCCGATTACATTTTC 3)

Para la amplificacioacuten del ADN se utilizoacute como control positivo de patoacutegena la cepa

icterohaemorrhagiae mientras que como control de saproacutefita se utilizoacute la cepa

patoc ambas se encontraban en caldo de cultivo Ellinghausen-McCullough-

Johnson-Harris (EMJH) y como control negativo se utilizoacute agua libre de nucleasa

Los segmentos de ADN amplificado para patoacutegenas corresponde a 615 pb y para

saproacutefitas 316 pb (gen 23S ADNr) Esta amplificacioacuten fue realizada en el

termociclador Las condiciones de la PCR consistieron en 40 ciclos Una

desnaturalizacioacuten inicial fue de 94degC por 5 minutos Cada ciclo comprendioacute una

desnaturalizacioacuten a 94degC por 1 minuto temperatura de anneling a 50degC por 50

segundos y una extensioacuten a 72degC por 1 minuto El uacuteltimo paso fue la elongacioacuten a

72degC por 7 minutos

46 Paraacutemetros a probar en la estandarizacioacuten

461 Mezcla

Se sometieron a prueba tres tipos de mezcla cada una con concentraciones

distintas pero con un volumen final de 50 microl reflejadas en la tabla 2

Tabla 2 Mezclas de reactivos puestas a prueba

Componente Mezcla 1 Mezcla 2 Mezcla 3

Agua free nucleasa 19 microl 26 microl 14 microl

Master mix 16 microl 8 microl 16 microl

Cebador 1 (LepF1) 2 microl 2 microl 2 microl

Cebador 2-5 (LepR1) 4 microl 2 microl 4 microl

Cebador 3 (PU1) 2 microl 1 microl 2 microl

Cebador 4 (SU1) 2 microl 1 microl 2 microl

AND (muestral o control) 5 microl 10 microl 10 microl

Volumen final 50 microl 50 microl 50 microl

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 30

462 5-Fluoracilo

Se puso a prueba el papel que juega el 5-fluoracilo debido a su utilizacioacuten en los

medios de cultivo para evitar la contaminacioacuten bacteriana de las Leptospira

ademaacutes que permite un mejor crecimiento de eacutestas (WHO 1967) Su eficacia

radica en que se une de forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial

para la siacutentesis de nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases

nitrogenadas que forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se

puede replicar lo que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002)

463 Tipo de extraccioacuten de ADN

El ADN genoacutemico de las cepas de Leptospira y de las muestras sanguiacuteneas y

orina fue extraiacutedo de acuerdo a las instrucciones del kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) siguiendo los procedimientos de manufactura (ver anexo

1)

Se ensayaron extracciones por calentamiento a 90degC ndash 100degC por 20 minutos El

ADN extraiacutedo fue almacenado a -20deg C hasta su amplificacioacuten

464 Muestras fingidas

Se obtuvieron muestras de suero y orina de cada especie (canino bovino porcino

y equino) y se mezclaron con cepas de referencia proporcionados por el Centro

Nacional De Investigacioacuten de Holanda para posteriormente realizar PCR A cada

muestra se le realizoacute extracciones por calentamiento y por el kit de extraccioacuten

QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

47 Determinacioacuten del liacutemite de deteccioacuten

Se determinoacute al calcular la cantidad de ADN que capaz de detectar la teacutecnica en

un ml de muestras de sangre y orina para esto se realizoacute una serie de diluciones

(desde 11 hasta 110000000) de las muestras a partir de una concentracioacuten de

ADN conocida (120 ng)

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 31

48 Sensibilidad

Se sometieron 29 serovares patoacutegenas y 1 saproacutefita como controles positivos

proporcionados por Centro Nacional de Diagnoacutestico y Referencia

Se calculoacute la sensibilidad y el intervalo de confianza del 95 en el programa

EPIDAT 31 de acuerdo a la siguiente foacutermula

VP= Verdaderos positivos

FN= Falsos negativos

49 Especificidad

Se realizoacute un ensayo de especificidad utilizando ADN de 10 muestras con otras

cepas bacterianas diferentes a Leptospira que fueron inoculadas en medio EMJH

y suero para detectar falsos positivos el panel de muestras se describe en la

siguiente tabla

Tabla 3 Cepas bacterianas utilizadas para la determinacioacuten de la

especificidad

Cepa Nuacutemero de muestras

Staphyloccocus aureus 2

Escherichi coli 2

Salmonella spp 2

Proteus spp 2

Streptococcus pyogenes 2

Se calculoacute la especificidad y el correspondiente intervalo de confianza (95) en el

programa EPIDAT 31 de acuerdo a la siguiente foacutermula

VN= Verdaderas negativos

FP= Falso Positivos

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 32

5 RESULTADOS

De los 30 serovares que se sometieron al ensayo se detectaron 15 siendo

correspondiente a 12 serogrupos dentro los que se encuentran pomona e

icterohaemorrhagia dentro las patoacutegenas de importancia asiacute como el serogrupo

patoc de la saprofitas puesta a prueba Ver foto 1

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute ser la nuacutemero 1 compuesta por

Agua free nucleasa 19 microl Master mix 16 microl Primer 1 (Lep F1) 2 microl Primer 2-5

(LepR1) 4 microl Primer 3 (PU1) 2 microl Primer4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl Ver foto 2

En los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia en la

capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y saprofitas Ver

foto 2

La extraccioacuten maacutes adecuada resultoacute ser por calentamiento en la que se

identificaron 8 muestras de 19 mientras que las extracciones con el kit de

extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg) solo 2 muestras de 8 fueron

identificadas Ver foto 3

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten se encontroacute que la teacutecnica es capaz de identificar

una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira correspondiente a una

dilucioacuten 110000 Ver foto 4

En la determinacioacuten de la capacidad de la teacutecnica para detectar e identificar

Leptospira en muestras de campo se encontroacute que de 12 muestras de suero se

identificaron 3 mientras que de 13 muestras de orina fueron identificadas 5 Ver

foto 3

La sensibilidad mostrada fue de 50 IC 95 (3044 ndash 6956) mientras que la

especificidad fue de 100 IC 95 (95 ndash 100) con un valor predictivo positivos de

100 IC 95 (9667 ndash 100) y un valor predictivo negativo de 40 IC 95 (1880 ndash

6120) esto con una prevalencia de 75 IC 95 (6033 ndash 8967) mostrando un

Iacutendice de validez de 6550 IC 95 (4625 ndash 7875)

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 33

6 DISCUSIOacuteN

Actualmente el meacutetodo para diagnosticar leptospirosis es la prueba de

Microaglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) pero esta resulta tediosa por la necesidad

de mantener las cepas lo que implica tambieacuten un riesgo potencial para el personal

de laboratorio ademaacutes no diferencia entre anticuerpos vacunales y de infeccioacuten

Otro meacutetodo directo de diagnoacutestico es el cultivo pero es limitado y requiere de

mucho tiempo (Alonso et al 2001)

Debido a las restricciones que generan estas pruebas diagnoacutesticas se ha

estandarizado una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y

patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos

En este estudio se sometieron 30 serovares al ensayo de los que se detectaron

15 correspondiente a 12 serogrupos amplificados mostrando una sensibilidad del

50 diferente a los resultados obtenidos por Ceacutespedes et al (2007) en cuyo

estudio la PCR pudo amplificar el ADN de 25 serovares de seis especies de

Leptospira spp con una sensibilidad del 100 in vitro Moreno et al (2010) mostroacute

un amplificado especiacutefico para 2122 cepas de referencia con la PCR simple

lipL32 mientras que la PCR muacuteltiple secYflaB amplificoacute 1822 cepas

Esta sensibilidad baja indica que la teacutecnica no es recomendada como una prueba

de tamizaje ya que ademaacutes del alto costo no es capaz de detectar a toda la

poblacioacuten infectada en cambio la especificidad que se obtuvo fue del 100

demostrada con el uso de ADN de otros agentes patoacutegenos (Staphyloccocus

Aureus Escherichi coli Salmonella spp Proteus spp y Streptococcus pyogenes)

los cuales no fueron amplificados Esto coincide con los ensayo realizado por

Ceacutespedes et al (2007) Moreno et al (2010) Kositanont et al (2007) y Boonsilp et al

(2011) los cuales muestran una especificad del 100 al no obtener amplificado del

ADN de otras cepas patoacutegenas que causan enfermedades febriles en sus paiacuteses

La causa de una especificidad tan alta de la reaccioacuten se debe a las secuencias

nucleotiacutedicas especiacuteficas formadas por los oligonucleoacutetidos (cebadores) LepF1 (5rsquo

GTTACCAAGCACAAGATTAG 3rsquo) LepR1 (5rsquo TAGTCCCGATTACATTTTC 3rsquo)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 34

PU1 (5rsquo TATCAGAGCCTTTTAATGG 3rsquo) y SU1 (5rsquo TTTAGGGTTAGCGTGGTA 3rsquo)

que fueron disentildeados para detectar secuencias nucleotiacutedicas especiacuteficas en este

caso el genoma de Leptospira spp (OIE 2006) Tambieacuten se debe tomar en cuenta

que la especificidad de la PCR depende ademaacutes de la temperatura empleada en

la fase de hibridacioacuten y de la cantidad de iones divalentes que se incorporan a la

reaccioacuten Cuanto mayor sea la temperatura utilizada en la fase de hibridacioacuten maacutes

especiacutefica es la reaccioacuten Esto se debe a que a mayor temperatura maacutes dificultada

se ve la unioacuten entre el cebador y la cadena molde en condiciones de

temperaturas de hibridacioacuten elevadas el cebador soacutelo se uniraacute a la cadena molde

si son complementarios en todos sus nucleoacutetidos (McPherson et al 1991)

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten por la diluciones de ADN puro (120ng) de L

interrogans serovar Australis se obtuvo un producto de 615pb hasta la dilucioacuten

110000 correspondiente a una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira

lo que coincide con la investigacioacuten realizada por Moreno et al (2010) cuyo liacutemite

de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR simple lipL32 obtuvo productos especiacuteficos

de 423 pb L interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten

110000 pero para el caso del liacutemite de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR

muacuteltiple secYflaB se obtuvieron productos especiacuteficos de 285 pb y 793 pb de L

interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten 1100 para secY y

11000 para flaB Estas diluciones se hicieron a partir de 120 ng de ADN extraiacutedo

de la cepa de referencia de Leptospira

El liacutemite de deteccioacuten para la PCR muacuteltiple indica una alta sensibilidad analiacutetica en

condiciones de PCR real esto lo posiciona como un meacutetodo de diagnoacutestico

molecular de eleccioacuten para estudios posteriores que busquen validar su uso

potencial para el diagnoacutestico de leptospirosis (Levett et al 2005)

La teacutecnica fue capaz de identificar Leptospira patoacutegena y saproacutefita lo que coincide

con el estudio de Kositanont et al (2007) que muestran resultados similares esto

se atribuye al uso de los cebadores especiacuteficos para la amplificacioacuten de genes

conservados en cepas patoacutegenas y saprofitas Otros estudios como los realizados

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 35

por Cheema et al (2007) Moreno et al (2010) y Rosario et al (2012) no

lograron detectar Leptospira saprofitas soacutelo patoacutegenas pues en ese estudio se

implicoacute solamente los genes conservados en cepas patoacutegenas de Leptospira La

inhabilidad de poder diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y no patoacutegenas puede

ser una dificultad en estudios ambientales donde se quiera diferenciar entre los

distintos serovares sin embargo no tiene importancia en el aspecto cliacutenico pues

no se aiacutesla Leptospira saprofitas en muestras animales (Ceacutespedes et al 2010)

Sin embargo otros estudios (Ibaacutentildeez et al 2010)) han mostrado anticuerpos contra

Leptospira sp serovariedad patoc en 1159 monos Rhesus (Macaca mulatta) en

condiciones de cautiverio Con tiacutetulos que variaron de 120 a 180 Silva et al

(2010) recogioacute muestra de 388 animales (aves reptiles mamiacuteferos y peces) tanto

salvajes como en cautiverio resultando positivo a MAT el 265 de los animales

Los tiacutetulos seroloacutegicos predominante fueron de 140 y 180 para los serotipos

patoc andamana canicola icterohaemorrhagiae y panamaacute

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute estar compuesta por 19 microl de Agua

free nucleasa 16 microl de GoTaqreg qPCR Master Mix 2 microl de cada uno de los

iniciadores (Lep F1 Lep R1 PU1 SU1 y Lep R1) a una concentracioacuten de 100

[Pmol] y 5 microl de ADN a un volumen final de 50 microl con una amplificacioacuten de 40

ciclos En una publicacioacuten similar realizada por Kosinatont et al (2007) utilizan 5microl

de buffer PCR 8 microl de MgCl2 1microl de cada iniciador a 20 [Pmol] y 5 microl de ADN a un

volumen final de 50microl Las condiciones de PCR consistieron de 35 ciclos Las

diferentes concentraciones de reactivos en ambos estudios se deben

probablemente a que las condiciones de laboratorio son diferentes en todas las

regiones ademaacutes del uso en el presente ensayo de un master mix comercial que

incluye todos los componentes para la PCR cuantitativa como son ADN Taq

polimerasa dATP dGTP dCTP dTTP y MgCl2 a excepcioacuten del ADN de la

muestra los cebadores y agua Utilizar este master mix evita errores en el

alineamiento de los cebadores en la temperatura de disociacioacuten de las cadenas

tanto del templado como del producto de la PCR la especificad del producto la

formacioacuten de diacutemero de cebadores y en la inhibicioacuten de la Taq polimerasa por

altas concentraciones de KCl o NaCl (Martinez et al 2004)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 36

En cuanto a los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia

en la capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y

saproacutefitas Eacuteste se puso a prueba debido a su utilizacioacuten en los medios de cultivo

cuando se toman muestras en el campo Su eficacia radica en que se une de

forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial para la siacutentesis de

nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases nitrogenadas que

forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se puede replicar lo

que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002) el 5-fluoracilo no fue una

sustancia inhibidora de la PCR pues no provoca el bloqueo directo total o parcial

de la actividad cataliacutetica de la ADN polimerasa o inhibe la unioacuten directa al ADN de

doble cadena (Newsletter Microbial 2009)

La extraccioacuten de ADN se hizo por calentamiento y con el kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) con el fin de determinar cuaacutel de los meacutetodos era el maacutes

efectivo para la extraccioacuten resultando ser la extraccioacuten por calentamiento ya que

fue capaz de detectar 8 muestras de 19 mientras que con el kit de extraccioacuten soacutelo

se lograron identificar 2 de 8 muestras Aunque con este meacutetodo ademaacutes de ser

de menor costoso se obtiene mayores valores de concentracioacuten y rendimiento de

ADN en el menor tiempo aportaacutendole rapidez y simplicidad a la prueba la pureza

del mismo es baja La importancia del proceso de purificacioacuten del material

geneacutetico es recobrar el producto maacuteximo de ADN de alto peso molecular libre de

proteiacutenas fenol e inhibidores de la Taq polimerasa El ADN de alta calidad es un

prerrequisito para su uso en teacutecnicas de biologiacutea molecular en este caso PCR

para la identificacioacuten de las secuencias especificas de ADN mediante el uso de

cebadores no asiacute el ADN degradado no sustenta la integridad de los sitios

blancos para los cebadores y consecuentemente afectar la calidad de la PCR

(Rada et al 1998)

Ademaacutes de la extraccioacuten de ADN por calentamiento existen otras teacutecnicas como

son meacutetodo fenol-cloroformo meacutetodo del acetato de potasio meacutetodo del acetato

de potasio modificado y meacutetodo de bromuro de cetil-trimetil amonio cuya base

principal es provocar una lisis celular para inactivar las nucleasas celulares y

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 37

separar los aacutecidos nucleicos de los restos de ceacutelulas (Fraga et al 2004) (Velasco

2005)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 38

7 CONCLUSIOacuteN

El PCR multiplex fue capaz de diferenciar entre Leptospira saprofita y

patoacutegena

Se obtuvo una baja sensibilidad pero alta especificidad

El 5-fluoracilo no mostro alteracioacuten en el proceso de amplificacioacuten

La mezcla maacutes adecuada fue la mezcla 1 compuesta por Agua free

nucleasa 19 microl Master mix 16 microl cebador 1 (Lep F1) 2 microl cebador 2-5

(LepR1) 4 microl cebador 3 (PU1) 2 microl cebador 4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl

Se obtuvo una alta sensibilidad analiacutetica o liacutemite de deteccioacuten capaz de

detectar hasta 0012 ng de ADN

El meacutetodo de extraccioacuten maacutes efectivo fue por calentamiento que por el kit

de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 39

8 RECOMENDACIONES

Validar la teacutecnica con una poblacioacuten maacutes representativa

Publicar los resultados de esta investigacioacuten con el fin de seguir mejorando

el diagnoacutestico de leptospirosis por PCR

Promover el uso de la PCR para un diagnoacutestico raacutepido de leptospirosis en

animales domeacutesticos

Realizar estudios de las fuentes de agua para la caracterizacioacuten de las

zonas de riesgo

Estandarizar teacutecnicas de diagnoacutestico de campo para fortalecer los sistemas

de vigilancia activa

Ofrecer charlas a las poblaciones con mayor prevalencia de leptospirosis

sobre el papel que juegan los animales en la transmisioacuten de la enfermedad

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 40

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ANEXOS

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Kit de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

1 20 microl de proteinasa K en eppendorf

2 Agregar 200 microl de la muestra

3 Agregar 200 microl de buffer AL y bortear por 5 segundos

4 Incubar a 56 ordmC por 10 minutos

5 Centrifugar brevemente

6 Agregar 200 microl de etanol (96 ndash 100)

7 Pasar la mezcla del paso 6 y colocarlo en un tubo de ensayo colector

procurando no tocar los bordes y centrifugar a 8000 rpm por 1 minuto Cambiar el

tubo colector descartando el contenido

8 Agregar en el centro de la columna 500 microl de buffer AW1 Centrifugar por 8000

rpm por 1 minuto luego descartar tubo colector y el contenido cambiando a un

nuevo tubo colector

9 Agregar 500 microl de buffer AW2 en el centro de la membrana y centrifugar a

14000 rpm por 3 minutos

10 Pasar la columna a eppendorf y centrifugar a velocidad maacutexima por 1 minuto

11 Pasar la columna a eppendorf y agregar 100 microl de buffer AE incubar a

temperatura ambiente por 1 minuto luego centrifugar a 8000 rpm por un minuto

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Tabla 4 Cepario de referencia de Holanda

Especie Serogrupo Serovar Cepa de referencia

L Interrogans

Australis Australis Ballico

Autumnalis Autumnalis Akiyami A

Betaviae Betaviae Swart

Canicola Canicola Hond Utrechit IV

Djasiman Djasiman Djasiman

Hebdomadis Hebdomadis Hebdomadis

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagica RGA

Icterohaemorrhagia Copenhageni M20

Icterohaemorrhagia Copenhageni Wijnberg

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagia Kantorowic

Pomona Pomona Pomona

Pyrogenes Pyrogenes Salinem

Sejroe Hardjo Hardjoprajitho

Sejroe Wolffi 3705

L Noguchi

Australis Nicaragua 1011

Lousiana Lousiana LSU 1945

Panama Panama CZ 214

L Biorgpetersenii

Ballum Castellones Castellon 3

Javanica Javanica Veldrat Batavia

Mini Mini Sari

Serjoe Serjoe M 84

Tarassovi Tarassovi Pereplitsin

L welii

Celledoni Celledoni Celledoni

Manhao Qingshui L 105

Sarnin Sarm 11 Sarnin

L Kirschneri

Cynopteri Cynopteri 3522 C

Grippotyphosa Grippotyphosa Moskva V

L Neyeri Ranarum Ranarum ICF

L Santarosal Sherman Shermani 1342 K

L Biflexa Semaranga Patoc Patoc 1

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 15

2 OBJETIVOS

21 General

Estandarizar una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y

patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos

22 Especiacutefico

Establecer el liacutemite deteccioacuten de multiplex PCR en muestras sanguiacuteneas y orina

Determinar la sensibilidad y especificidad de muacuteltiplex PCR para el diagnoacutestico de

Leptospira

Clasificar las cepas de Leptospira como saproacutefita y patoacutegena a traveacutes de multiplex

PCR

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 16

3 MARCO TEOacuteRICO

Las Leptospira son bacterias pertenecientes al orden Spirochaetales familia

Leptospiraceae y geacutenero Leptospira Aunque son bacterias Gram negativas no se

tintildeen bien mediante los colorantes convencionales por lo que habitualmente se

visualizan por medio de la microscopiacutea de campo oscuro La impregnacioacuten

argeacutentica y las teacutecnicas de inmunohistoquiacutemicas se utilizan para poner en

manifiesto su presencia en tejidos (Quinn et al 2002)

Su tamantildeo es de 025 por 6-25 microm tienen forma ciliacutendrica y helicoidal con dos

filamentos axiales insertados en los extremos del cuerpo celular que actuacutean como

citoesqueleto y le permiten el movimiento (Bharti et al 2003)

Estas son moacuteviles describen tres tipos de movimientos rotacioacuten alrededor de su

eje central movimientos progresivos rectos y movimientos circulares (Bharti et al

2003) son aerobios obligados que se desarrollan a una temperatura de 28 a

30degC Son catalasa y oxidasa positivo creciendo en medios simples enriquecidos

con vitaminas aacutecidos grasos de cadena larga y sales de amonio (Levett 2001)

Su genoma consiste en dos cromosomas circulares uno de mayor tamantildeo que

asciende a 4332241 bp y uno pequentildeo de 358943 bp los que juntos suman

4691184 bp (Ren et al 2003)

La bacteria no se multiplica fuera del hueacutesped y es considerablemente

dependiente del medio puesto que es muy susceptible a la desecacioacuten a pH

inferiores a 6 o superiores a 8 y temperaturas menores a 10ordmC o mayores a 34ordmC

le resultan nocivos (McDonough 2001) Asiacute como la luz solar directa la

hipersalinidad los desinfectantes corrientes los detergentes y el jaboacuten pueden

afectar al microorganismo (Zamora et al 1999)

Los organismos de Leptospira sobreviven hasta 180 diacuteas en suelos huacutemedos por

varios meses en superficies acuosas y sobreviven auacuten mejor en agua estancada

que en movimiento (McDonough 2001 Acosta et al 1994)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 17

31 Mecanismos de transmisioacuten

Las Leptospira se transmiten por contacto directo o indirecto La transmisioacuten

directa ocurre a traveacutes de orina infectada transferencia veneacuterea o

transplacentaria heridas por mordedura o ingestioacuten de tejidos infectados La

transmisioacuten indirecta se da a traveacutes de la exposicioacuten de los animales susceptibles

agua suelo alimento o camas contaminadas (Greene et al 2008)

Existen dos tipos de hueacutespedes involucrados en la transmisioacuten de la enfermedad

Los hueacutespedes primarios constituidos por aquellas especies que no desarrollan

una sintomatologiacutea evidente y que son capaces de eliminar por periodos

prolongados la bacteria y los hueacutespedes secundarios conformados por aquellas

especies que por el contrario enferman gravemente y no alcanzan a liberar la

bacteria o lo hacen por un periodo reducido (McDonough 2001)

32 Clasificacioacuten

A partir de 1989 el geacutenero Leptospira fue dividido en dos especies L interrogans

que comprendiacutea a todas las cepas patoacutegenas y L biflexa que incluiacutea a las cepas

saproacutefitas aisladas del medio ambiente Ambas fueron divididas en numerosos

serovares definidos por aglutinacioacuten Sobre 60 y 200 serovares han sido

reconocidos para L biflexa y L interrogans respectivamente Los serovares que

se encontraban relacionados antigeacutenicamente fueron agrupados como serogrupos

(Levett 2001)

33 Patogeacutenesis

La Leptospira es resistente a la actividad bactericida del suero normal y en

ausencia de anticuerpos especiacuteficos no es fagocitada ni destruida por los

polimorfonucleares o macroacutefagos Despueacutes de penetrar la piel o las mucosas la

Leptospira hace una bacteriemia que inicialmente alcanza todas las partes del

cuerpo incluyendo el liacutequido cefalorraquiacutedeo (LCR) y los ojos y genera la

produccioacuten de anticuerpos aglutinantes y el fenoacutemeno de opsonizacioacuten entre los

diacuteas 5 y 7 Si esta respuesta no es suficiente para detener su progreso la

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 18

Leptospira avanza en los tejidos Alliacute se multiplica en forma acelerada deja de ser

encontrada en la sangre y se elimina por la orina durante semanas o meses (fase

inmune o de leptospiruria) (Acosta et al 1994)

La leptospirosis puede presentarse con diferentes formas grados y combinaciones

de compromiso orgaacutenico ya sea como un cuadro febril inespeciacutefico como

afeccioacuten preferente de uno o maacutes oacuterganos involucrados o como una enfermedad

grave con compromiso multiorgaacutenico y alta letalidad (Zunino y Pizarro 2007)

La etapa aguda o septiceacutemica de alrededor de 1 semana seguida de una fase

inmune caracterizada por la produccioacuten de anticuerpos y eliminacioacuten de la

bacteria a traveacutes de la orina La mayor complicacioacuten de la patologiacutea se encuentra

asociada a la localizacioacuten de las bacterias en los tejidos durante la fase inmune

alrededor de la segunda semana de la patologiacutea (Levett 2001)

En animales susceptibles la lesioacuten de las membranas de los gloacutebulos rojos y de

las ceacutelulas endoteliales junto con el dantildeo hepatocelular desencadena anemia

hemoliacutetica ictericia hemoglobinuria y hemorragia (Quinn et al 2002)

La superficie de las ceacutelulas bacterianas constituye una interfase entre el patoacutegeno

y el hospedador formando un sitio de interaccioacuten con los tejidos durante la

infeccioacuten Para los patoacutegenos extracelulares la superficie bacteriana es tambieacuten el

blanco de la respuesta inmune del hospedador (Cullen et al 2005) Se ha

sentildealado que LipL32 interactuacutea con componentes de la matriz extracelular como el

colaacutegeno y que existe una respuesta de inmunoglobulina M contra la lipoproteiacutena

durante la fase aguda y convaleciente de leptospirosis en humanos (Hauk et al

2008)

34 Sintomatologiacutea

Las manifestaciones oculares incluyen efusioacuten conjuntival presencia de ictericia

en la escleroacutetica y uveiacutetis Esta uacuteltima puede ser unilateral o bilateral y puede

presentarse semanas meses y ocasionalmente en antildeos posterior a la

enfermedad aguda (Levett 2001)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 19

Las alteraciones reproductivas pueden ocurrir posterior a una infeccioacuten y la

leptospirosis debe ser considerada como diagnoacutestico diferencial en casos de

aborto o muerte perinatal (Andreacute Fontaine 2006)

En bovinos la enfermedad puede ser aguda subaguda y croacutenica En la forma

aguda son maacutes susceptibles los animales de un mes de edad Se caracteriza por

septicemia fiebre de 405 Cdeg anorexia petequias en mucosas depresioacuten

ictericia anemia hemoliacutetica con hemoglobinuria palidez de las mucosas disnea

suele ocurrir aborto baja de la produccioacuten de la leche y ocasionalmente mastitis

En la forma subaguda se presentan los mismos siacutentomas la fiebre es de 39 a 40

Cdeg existe baja de la produccioacuten laacutectea y esta es de color rojo o anaranjado

amarillento En la forma croacutenica generalmente los siacutentomas son aborto que se

presenta en el uacuteltimo tercio de la gestacioacuten ocasionalmente se puede presentar

meningitis leptospiroacutesica incoordinacioacuten sialorrea conjuntivitis y rigidez muscular

En porcinos generalmente se presenta la forma croacutenica en ovinos y caprinos no

se conoce mucho la enfermedad debido a su poca frecuencia y la mayor parte de

los animales afectados se encuentran muertos con apariencia septiceacutemica en

equinos se presenta la forma subaguda en perros y gatos se presenta la

enfermedad desde formas subcliacutenicas hasta formas graves en animales

silvestres la mayoriacutea estaacuten adaptados y no manifiestan siacutentomas cliacutenicos (Acha et

al 1978)

35 Diagnoacutestico

Debido a que las manifestaciones cliacutenicas de la leptospirosis variacutean en tipo y

gravedad tanto en los hombres como en animales es difiacutecil su diagnoacutestico cliacutenico

hacieacutendose necesaria la confirmacioacuten de los casos mediante pruebas de

laboratorio existen pruebas que sin ser especiacuteficas para la enfermedad pueden

orientar al cliacutenico hacia el diagnoacutestico de leptospirosis (Ceacutespedes 2005)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 20

351 Diagnoacutestico epidemioloacutegico

La anamnesis debe incluir datos sobre la eacutepoca del antildeo en la que aparecioacute el

brote la aptitud del rebantildeo el estado sanitario del mismo el contacto con otras

especies domeacutesticas la sintomatologiacutea predominante y si se realiza vacunacioacuten

frente a la leptospirosis Asimismo deberaacute obtenerse informacioacuten sobre el nuacutemero

de animales afectados la edad de los mismos y la fase de la gestacioacuten en que se

produce el aborto (Alonso et al 2001)

352 Pruebas Diagnoacutesticas

Se basa en el cultivo del organismo la demostracioacuten seroloacutegica o el diagnoacutestico

molecular (Dammert 2005)

3521 Cultivo

La Leptospira se puede aislar de muestras de sangre y liacutequido cefalorraquiacutedeo en

los primeros 7-10 diacuteas de la enfermedad y en la orina puede ser detectada durante

la segunda y tercera semana de la enfermedad (Bharti 2003) Una vez tomada la

muestra esta se debe inocular en 10 ml de medio semisoacutelido que contenga 5-

fluoracilo

El cultivo debe ser incubado a 28-30 degC y ser examinado semanalmente en el

microscopio de campo oscuro durante 13 semanas antes de ser descartado Los

cultivos contaminados pueden ser filtrados antes de recultivarlos a un medio

nuevo (Levett 2001)

Existen otros medios recientemente desarrollados uacutetiles en el aislamiento de la

Leptospira medio EMJH (Ellinghausen y Mcllough modificado por Johnson y

Harries) y el medio Tween 80-albuacutemina este uacuteltimo considerado el mejor

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 21

Como el cultivo tiene el inconveniente de ser muy largo (5-6 semanas de

incubacioacuten) no se debe considerar para definir una conducta terapeacuteutica inicial

(Acosta et al 1994)

3522 Pruebas seroloacutegicas

Las pruebas seroloacutegicas constituyen el procedimiento de laboratorio utilizado con

maacutes frecuencia para confirmar el diagnoacutestico cliacutenico para determinar la

prevalencia en el rebantildeo y para realizar los estudios epidemioloacutegicos Los

anticuerpos de las Leptospira aparecen a los pocos diacuteas del comienzo de la

enfermedad y persisten durante semanas o meses y en algunos casos antildeos

Desafortunadamente los tiacutetulos de anticuerpos puede que desciendan hasta

niveles indetectables mientras los animales permanecen infectados croacutenicamente

Para superar este problema se necesitan meacutetodos sensibles que detecten el

microorganismo en la orina o en el tracto genital de portadores croacutenicos

Se ha descrito una amplia variedad de pruebas seroloacutegicas que muestran grados

variables de especificidad de serogrupo y de serotipo La prueba de la aglutinacioacuten

microscoacutepica (MAT) y el enzimoinmunoensayo (ELISA) contribuyen al diagnoacutestico

veterinario (OIE 2008)

35221 Prueba de Aglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) La prueba MAT en la

que se emplean antiacutegenos vivos es la prueba seroloacutegica maacutes ampliamente

utilizada Constituye la prueba de referencia frente a la que se evaluacutean todas las

otras pruebas seroloacutegicas y se utiliza en las comprobaciones para la

importacioacutenexportacioacuten (OIE 2008)

El MAT posee una alta sensibilidad y especificidad siendo sus resultados

utilizados para identificar el serovar o serogrupo infectante pero requiere de la

experiencia del operador y la variacioacuten diagnoacutestica entre laboratorios es elevada

(Bharti et al 2003) Para llevarlo a cabo se requiere que el laboratorio cuente con

cultivos vivos de todos los serovares para emplearlos como antiacutegenos

consideraacutendose que su interpretacioacuten es complicada debido a la alta degradacioacuten

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 22

presencia de reaccioacuten cruzada entre diferentes serogrupos y a reacciones

paradoacutejicas (Levett 2001)

35222 Otras pruebas seroloacutegicas Debido a la complejidad de la prueba de

Aglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) se ha desarrollado otras pruebas seroloacutegicas

para la deteccioacuten de anticuerpos antileptospira en la fase aguda de la infeccioacuten La

fijacioacuten de complemento (CF) fue ampliamente usado pero el meacutetodo no fue

estandarizado La prueba de Fijacioacuten de complemento ha sido reemplazada por el

meacutetodo ELISA (Levett 2001)

El ELISA se utiliza tanto para la deteccioacuten de anticuerpos en la leche como en el

suero permitiendo ademaacutes diferenciar entre IgG e IgM (Alonso et al 2001) En

este ensayo se detecta IgM antileptospira tan solo 1 semana despueacutes de la

infeccioacuten antes de que esteacuten presentes los anticuerpos aglutinantes Los

anticuerpos IgG se detectan comenzando 2 semanas despueacutes de la infeccioacuten y

persisten durante largos periodos de tiempo (OIE 2008)

La deteccioacuten de IgM en suero por ELISA es maacutes sensible que el MAT cuando la

primera muestra se toma en la fase aguda de la enfermedad (Ceacutespedes 2005)

Ademaacutes presenta otras ventajas frente al MAT como es el hecho de no presentar

riesgo sanitario para los operarios ser de faacutecil estandarizacioacuten y ser una prueba

en la que las reacciones cruzadas son poco frecuentes Sus principales

desventajas son que normalmente son serovar especiacuteficos con lo cual no

obtendremos informacioacuten acerca de una posible infeccioacuten por otros serovares y

que no permite diferenciar entre anticuerpos vacunales y de infeccioacuten (Alonso et

al 2001)

3523 Diagnoacutestico molecular

35231 Reaccioacuten en cadena de la polimerasa (PCR)

La PCR es un meacutetodo in vitro de siacutentesis de ADN con el que un segmento

particular de este es especiacuteficamente amplificado al ser delimitado por un par de

cebadores o iniciadores que lo flanquean Su copiado se logra en forma

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 23

exponencial a traveacutes de repetidos ciclos de diferentes periodos y temperaturas de

incubacioacuten en presencia de una enzima ADN polimerasa termoestable Asiacute se

obtienen en cuestioacuten de horas millones de copias de la secuencia deseada del

ADN

La PCR es una teacutecnica de biologiacutea molecular altamente especiacutefica raacutepida

sensible y versaacutetil para detectar cantidades iacutenfimas de un cierto ADN especiacutefico

posibilitando su faacutecil identificacioacuten (Rodriacuteguez et al 2004)

El meacutetodo se basa en su forma maacutes simple en la realizacioacuten de tres reacciones

sucesivas llevadas a cabo a distintas temperaturas Estas reacciones se repiten

ciacuteclicamente entre veinte y cuarenta veces La muestra se calienta en el primer

paso hasta lograr la separacioacuten de las dos cadenas que constituyen el ADN

hecho que se conoce como desnaturalizacioacuten (Satz et al 1993) En el segundo

ocurre la hibridacioacuten de las cadenas desnaturalizadas del ADN blanco con los

denominados cebadores o iniciadores (ADN sinteacutetico de hebra sencilla) a una

temperatura que facilita el apareamiento de las bases nitrogenadas

complementarias de ambas clases de ADNs (Rodriacuteguez et al 2004) Por uacuteltimo se

da la reaccioacuten de extensioacuten que generalmente es llevada a cabo a una

temperatura intermedia en la cual la ADN polimerasa copia el ADN entre las

secuencias correspondientes a los oligonucleoacutetidos iniciadores (Torres et al

1995) La deteccioacuten se realiza mediante electroforesis en gel de agarosa y tincioacuten

con bromuro de etidio (Costa 2004)

En los uacuteltimos antildeos se ha desarrollado PCR en muestras bioloacutegicas como orina

suero liacutequido cefalorraquiacutedeo y tejido renal posicionaacutendose la teacutecnica como una

herramienta de diagnoacutestico sensible y especiacutefica en la deteccioacuten e identificacioacuten

de Leptospira spp (Levett 2001 Branger et al 2005)

Una limitacioacuten de diagnoacutestico basado en la PCR de la leptospirosis es la

incapacidad de la mayoriacutea de los ensayos de PCR para identificar el serovar

infectante Si bien esto no es significativo para la gestioacuten individual del paciente la

identidad del serovar tiene un importante valor epidemioloacutegico y en salud puacuteblica

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 24

Las estrategias disentildeadas para superar este obstaacuteculo han incluido la digestioacuten de

productos de PCR con endonucleasas de restriccioacuten secuenciacioacuten directa de los

amplicones y Anaacutelisis de Conformacioacuten de Cadena Sencilla (SSCP)

Genomospecies de Leptospira pueden ser diferenciadas despueacutes de la PCR por

electroforesis en geles de poliacrilamida no desnaturalizante seguido por tincioacuten

con plata y sin el paso adicional de purificacioacuten y desnaturalizacioacuten (Ahmad et al

2005)

35232 Reaccioacuten en cadena de la polimerasa muacuteltiple

La PCR muacuteltiple son reacciones que consiguen amplificar simultaacuteneamente y en

un uacutenico tubo diferentes secuencias diana permitiendo la deteccioacuten e

identificacioacuten simultaacutenea de distintos genes de intereacutes (Mendez et al 2004)

35233 Fingerprinting

Un desarrollo reciente en el anaacutelisis del ADN ribotipificacioacuten se basa en el

Polimorfismo de Longitud de Fragmentos de Restriccioacuten (RFLP) Posterior a la

electroforesis del gel Agarosa el ADN es trasferido sobre una membrana y

posteriormente hibridado con sondas marcadas desde el 16S al 23S de la cadena

de ARN por lo tanto nos da una interpretacioacuten maacutes raacutepida y faacutecil del Fingerprints

Este meacutetodo es una herramienta uacutetil para la tipificacioacuten molecular de Leptospira

ya que esta metodologiacutea utiliza reactivos disponibles comercialmente puede ser

aplicada por laboratorio de diagnoacutestico y no requiere el mantenimiento de todas

las cepas de referencia y correspondientemente suero inmune de conejo La

tipificacioacuten ribosomal tambieacuten nos provee informacioacuten sobre la relacioacuten genoacutemica

basado en la similitud que tienen en comuacuten fragmentos de cadenas de Leptospira

(Terpstra et al 1986)

35234 Anticuerpo monoclonales

Los anticuerpos monoclonales son glicoproteiacutenas especializadas que hacen parte

del sistema inmune producidas por las ceacutelulas B con la capacidad de conocer

moleacuteculas especificas (Antiacutegenos) Los anticuerpos monoclonales son

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 25

herramientas esenciales en el aacutembito cliacutenico y biotecnoloacutegico y han probado ser

uacutetiles en el diagnoacutestico y tratamiento de enfermedades infecciosas inmunoloacutegicas

y neoplaacutesicas asiacute como tambieacuten en el estudio de las interacciones patoacutegenas-

hospedador y la marcacioacuten deteccioacuten y cuantificacioacuten de diversas moleacuteculas

(Machado et al 2006)

Se han preparado anticuerpos monoclonales de conejo que aglutinan Leptospira y

los serovares pueden ser identificados con base en patrones caracteriacutesticos de

aglutinacioacuten Preparar anticuerpos monoclonales es difiacutecil y toma tiempo pero

usarlos en la MAT para serotipificar es faacutecil y da resultados raacutepidos Actualmente

estaacuten disponibles anticuerpos monoclonales para tipificar cerca de la mitad de los

serovares maacutes comunes actualmente reconocidos (OMS 2008)

35235 Secuenciacioacuten del ARNr 16S

La amplificacioacuten del gen para su posterior secuenciacioacuten parte preferentemente

de ADN extraiacutedo de un cultivo puro de la bacteria pero tambieacuten puede

conseguirse directamente de una muestra cliacutenica

El meacutetodo molecular de identificacioacuten bacteriana mediante secuenciacioacuten del

ADNr 16S incluye tres etapas a) amplificacioacuten del gen a partir de la muestra

apropiada b) determinacioacuten de la secuencia de nucleoacutetidos del amplicoacuten y c)

anaacutelisis de la secuencia (Rodicio et al 2004)

La secuenciacioacuten del ARNr 16S es un meacutetodo potente y simplificado para la

identificacioacuten de especies Leptospira (Morey et al 2006)

35236 Microarrays

El anaacutelisis de microarray consiste en la deteccioacuten e identificacioacuten simultaacutenea de un

patoacutegeno desde la misma muestra para asiacute ser implementado en los laboratorios

cliacutenicos de microbiologiacutea con facilidad y exactitud

Microarray simplemente se define como una coleccioacuten de caracteriacutesticas

microscoacutepicas (maacutes comuacutenmente ADN) que se puede probar con moleacuteculas diana

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 26

para producir ya sea (expresioacuten geacutenica) cuantitativa o los datos cualitativos

(diagnoacutestico)

El anaacutelisis por medio de microarray tiene la capacidad de ofrecer una fuerte

deteccioacuten muacuteltiple Existen plataformas de microarrays muacuteltiples incluyendo

impresos de ADN de doble cadena y matrices de oligonucleoacutetidos

Los microarrays permiten el depoacutesito de miles de puntos conteniendo genes o

parte de genes sobre un portaobjetos para su estudio en paralelo De esta manera

es posible tener una visioacuten instantaacutenea de actividad de genomas completos o de

un grupo selecto de genes (Miller et al 2009)

En los estudios de microarrays se combinan las teacutecnicas de hibridizacioacuten de

aacutecidos nucleicos y deteccioacuten por fluorescencia De esta manera soacutelo en los

puntos del portaobjeto donde haya ocurrido hibridizacioacuten habraacute fluorescencia y la

intensidad de la fluorescencia detectada seraacute proporcional al nivel de expresioacuten

del gen en estudio

Una condicioacuten indispensable es que cada uno de los genes que esteacute representado

sea faacutecilmente distinguible de otros En otras palabras la porcioacuten del gen

inmovilizada en el portaobjeto debe llevar consigo independientemente de su

tamantildeo su ceacutedula de identidad (Barrero 2005)

La hibridacioacuten genoacutemica comparada (CGH) ha demostrado ser una herramienta

muy poderosa para las comparaciones genoacutemicas de alto rendimiento entre

especies patoacutegenas y no patoacutegenas y la exploracioacuten del genoma de muchas

especies bacterianas Las secuencias genoacutemicas disponibles de L interrogans

serovar Lai y copenhageni se utilizaron para disentildear una matriz de mosaico (Eribo

et al 2012)

35237 Enzimas de Restriccioacuten

El meacutetodo consiste en la extraccioacuten de ADN a partir de una poblacioacuten homogeacutenea

de organismos la digestioacuten del ADN con una endonucleasa de restriccioacuten y la

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 27

electroforesis en gel de agarosa del ADN Debido a que las endonucleasas de

restriccioacuten reconocen y se unen al ADN de doble cadena especiacuteficamente a la

secuencia 4 oacute 6 de pares de bases se genera un conjunto de fragmentos La

migracioacuten de estos fragmentos en gel de agarosa estaacute relacionada con el peso

molecular un patroacuten de bandas se puede ver en el gel por la luz ultravioleta siacute se

tintildeeron con bromuro de etidio o por autorradiografiacutea Estos modelos constituyen

una huella digital caracteriacutestico de cualquier ADN en particular (Marshall et al

1981)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 28

4 MATERIAL Y MEacuteTODO

41 Tipo de estudio Ensayo de laboratorio

42 Cepas En este estudio se emplearon 30 cepas distribuidas en 24 serogrupos

de Leptospira proporcionados por Centro Nacional de Diagnoacutestico y Referencia

(CNDR)

43 Muestras Las condiciones de crecimiento para la Leptospira fueron de 28-

30degC durante siete diacuteas en el medio Ellinghaussen-McCullough-Johnson-Harris

(EMJH)

45 PCR cebadores y condiciones de amplificacioacuten

Los cebadores de oligonucleoacutetidos LepF1 PU1 y LepR1 que corresponden a las

posiciones 8461 a 8480 8720 a 8738 y 9334 a 9316 respectivamente fueron

disentildeados para unirse a regioacuten 23S del ADNr la cual corresponde a la secuencia

de Leptospira interrogans (patoacutegena)

Los cebadores SU1 y LepR1 fueron disentildeados para serovares de saproacutefitas que

corresponden a la posicioacuten 326 a 343 y 641 a 623 respectivamente basado en la

secuencia parcial del ADNr de Leptospira biflexa La secuencia de los cebadores

se demuestra en la tabla 1

Tabla1 Cebadores utilizados en la amplificacioacuten

Cebador Secuenciacioacuten 5` a 3` Especificidad Posicioacuten de la base

LepF1 GTTACCAAGCACAAGATTAG Leptospira spp 8461 - 8480

LepR1 TAGTCCCGATTACATTTTC Leptospira spp 9334 - 9316

PU1 TATCAGAGCCTT TTAATGG Patoacutegena 8720 - 8738

SU1 TTTAGGGTTAGCGTGGTA Saproacutefita 326 - 343

LepR1 TAGTCCCGATTACATTTTC Leptospira spp 641 - 623

El ADN de la Leptospira fue amplificado usando LepF1 (5

GTTACCAAGCACAAGATTAG 3) y LepR1 (5 TAGTCCCGATTACATTTTC 3)

Para la multiplex PCR fueron usado como cebadores internos PU1 (5

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 29

TATCAGAGCCTTTTAATGG 3) SU1 (5 TTTAGGGTTAGCGTGGTA 3) y LepR1

(5 TAGTCCCGATTACATTTTC 3)

Para la amplificacioacuten del ADN se utilizoacute como control positivo de patoacutegena la cepa

icterohaemorrhagiae mientras que como control de saproacutefita se utilizoacute la cepa

patoc ambas se encontraban en caldo de cultivo Ellinghausen-McCullough-

Johnson-Harris (EMJH) y como control negativo se utilizoacute agua libre de nucleasa

Los segmentos de ADN amplificado para patoacutegenas corresponde a 615 pb y para

saproacutefitas 316 pb (gen 23S ADNr) Esta amplificacioacuten fue realizada en el

termociclador Las condiciones de la PCR consistieron en 40 ciclos Una

desnaturalizacioacuten inicial fue de 94degC por 5 minutos Cada ciclo comprendioacute una

desnaturalizacioacuten a 94degC por 1 minuto temperatura de anneling a 50degC por 50

segundos y una extensioacuten a 72degC por 1 minuto El uacuteltimo paso fue la elongacioacuten a

72degC por 7 minutos

46 Paraacutemetros a probar en la estandarizacioacuten

461 Mezcla

Se sometieron a prueba tres tipos de mezcla cada una con concentraciones

distintas pero con un volumen final de 50 microl reflejadas en la tabla 2

Tabla 2 Mezclas de reactivos puestas a prueba

Componente Mezcla 1 Mezcla 2 Mezcla 3

Agua free nucleasa 19 microl 26 microl 14 microl

Master mix 16 microl 8 microl 16 microl

Cebador 1 (LepF1) 2 microl 2 microl 2 microl

Cebador 2-5 (LepR1) 4 microl 2 microl 4 microl

Cebador 3 (PU1) 2 microl 1 microl 2 microl

Cebador 4 (SU1) 2 microl 1 microl 2 microl

AND (muestral o control) 5 microl 10 microl 10 microl

Volumen final 50 microl 50 microl 50 microl

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 30

462 5-Fluoracilo

Se puso a prueba el papel que juega el 5-fluoracilo debido a su utilizacioacuten en los

medios de cultivo para evitar la contaminacioacuten bacteriana de las Leptospira

ademaacutes que permite un mejor crecimiento de eacutestas (WHO 1967) Su eficacia

radica en que se une de forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial

para la siacutentesis de nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases

nitrogenadas que forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se

puede replicar lo que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002)

463 Tipo de extraccioacuten de ADN

El ADN genoacutemico de las cepas de Leptospira y de las muestras sanguiacuteneas y

orina fue extraiacutedo de acuerdo a las instrucciones del kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) siguiendo los procedimientos de manufactura (ver anexo

1)

Se ensayaron extracciones por calentamiento a 90degC ndash 100degC por 20 minutos El

ADN extraiacutedo fue almacenado a -20deg C hasta su amplificacioacuten

464 Muestras fingidas

Se obtuvieron muestras de suero y orina de cada especie (canino bovino porcino

y equino) y se mezclaron con cepas de referencia proporcionados por el Centro

Nacional De Investigacioacuten de Holanda para posteriormente realizar PCR A cada

muestra se le realizoacute extracciones por calentamiento y por el kit de extraccioacuten

QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

47 Determinacioacuten del liacutemite de deteccioacuten

Se determinoacute al calcular la cantidad de ADN que capaz de detectar la teacutecnica en

un ml de muestras de sangre y orina para esto se realizoacute una serie de diluciones

(desde 11 hasta 110000000) de las muestras a partir de una concentracioacuten de

ADN conocida (120 ng)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 31

48 Sensibilidad

Se sometieron 29 serovares patoacutegenas y 1 saproacutefita como controles positivos

proporcionados por Centro Nacional de Diagnoacutestico y Referencia

Se calculoacute la sensibilidad y el intervalo de confianza del 95 en el programa

EPIDAT 31 de acuerdo a la siguiente foacutermula

VP= Verdaderos positivos

FN= Falsos negativos

49 Especificidad

Se realizoacute un ensayo de especificidad utilizando ADN de 10 muestras con otras

cepas bacterianas diferentes a Leptospira que fueron inoculadas en medio EMJH

y suero para detectar falsos positivos el panel de muestras se describe en la

siguiente tabla

Tabla 3 Cepas bacterianas utilizadas para la determinacioacuten de la

especificidad

Cepa Nuacutemero de muestras

Staphyloccocus aureus 2

Escherichi coli 2

Salmonella spp 2

Proteus spp 2

Streptococcus pyogenes 2

Se calculoacute la especificidad y el correspondiente intervalo de confianza (95) en el

programa EPIDAT 31 de acuerdo a la siguiente foacutermula

VN= Verdaderas negativos

FP= Falso Positivos

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 32

5 RESULTADOS

De los 30 serovares que se sometieron al ensayo se detectaron 15 siendo

correspondiente a 12 serogrupos dentro los que se encuentran pomona e

icterohaemorrhagia dentro las patoacutegenas de importancia asiacute como el serogrupo

patoc de la saprofitas puesta a prueba Ver foto 1

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute ser la nuacutemero 1 compuesta por

Agua free nucleasa 19 microl Master mix 16 microl Primer 1 (Lep F1) 2 microl Primer 2-5

(LepR1) 4 microl Primer 3 (PU1) 2 microl Primer4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl Ver foto 2

En los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia en la

capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y saprofitas Ver

foto 2

La extraccioacuten maacutes adecuada resultoacute ser por calentamiento en la que se

identificaron 8 muestras de 19 mientras que las extracciones con el kit de

extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg) solo 2 muestras de 8 fueron

identificadas Ver foto 3

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten se encontroacute que la teacutecnica es capaz de identificar

una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira correspondiente a una

dilucioacuten 110000 Ver foto 4

En la determinacioacuten de la capacidad de la teacutecnica para detectar e identificar

Leptospira en muestras de campo se encontroacute que de 12 muestras de suero se

identificaron 3 mientras que de 13 muestras de orina fueron identificadas 5 Ver

foto 3

La sensibilidad mostrada fue de 50 IC 95 (3044 ndash 6956) mientras que la

especificidad fue de 100 IC 95 (95 ndash 100) con un valor predictivo positivos de

100 IC 95 (9667 ndash 100) y un valor predictivo negativo de 40 IC 95 (1880 ndash

6120) esto con una prevalencia de 75 IC 95 (6033 ndash 8967) mostrando un

Iacutendice de validez de 6550 IC 95 (4625 ndash 7875)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 33

6 DISCUSIOacuteN

Actualmente el meacutetodo para diagnosticar leptospirosis es la prueba de

Microaglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) pero esta resulta tediosa por la necesidad

de mantener las cepas lo que implica tambieacuten un riesgo potencial para el personal

de laboratorio ademaacutes no diferencia entre anticuerpos vacunales y de infeccioacuten

Otro meacutetodo directo de diagnoacutestico es el cultivo pero es limitado y requiere de

mucho tiempo (Alonso et al 2001)

Debido a las restricciones que generan estas pruebas diagnoacutesticas se ha

estandarizado una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y

patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos

En este estudio se sometieron 30 serovares al ensayo de los que se detectaron

15 correspondiente a 12 serogrupos amplificados mostrando una sensibilidad del

50 diferente a los resultados obtenidos por Ceacutespedes et al (2007) en cuyo

estudio la PCR pudo amplificar el ADN de 25 serovares de seis especies de

Leptospira spp con una sensibilidad del 100 in vitro Moreno et al (2010) mostroacute

un amplificado especiacutefico para 2122 cepas de referencia con la PCR simple

lipL32 mientras que la PCR muacuteltiple secYflaB amplificoacute 1822 cepas

Esta sensibilidad baja indica que la teacutecnica no es recomendada como una prueba

de tamizaje ya que ademaacutes del alto costo no es capaz de detectar a toda la

poblacioacuten infectada en cambio la especificidad que se obtuvo fue del 100

demostrada con el uso de ADN de otros agentes patoacutegenos (Staphyloccocus

Aureus Escherichi coli Salmonella spp Proteus spp y Streptococcus pyogenes)

los cuales no fueron amplificados Esto coincide con los ensayo realizado por

Ceacutespedes et al (2007) Moreno et al (2010) Kositanont et al (2007) y Boonsilp et al

(2011) los cuales muestran una especificad del 100 al no obtener amplificado del

ADN de otras cepas patoacutegenas que causan enfermedades febriles en sus paiacuteses

La causa de una especificidad tan alta de la reaccioacuten se debe a las secuencias

nucleotiacutedicas especiacuteficas formadas por los oligonucleoacutetidos (cebadores) LepF1 (5rsquo

GTTACCAAGCACAAGATTAG 3rsquo) LepR1 (5rsquo TAGTCCCGATTACATTTTC 3rsquo)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 34

PU1 (5rsquo TATCAGAGCCTTTTAATGG 3rsquo) y SU1 (5rsquo TTTAGGGTTAGCGTGGTA 3rsquo)

que fueron disentildeados para detectar secuencias nucleotiacutedicas especiacuteficas en este

caso el genoma de Leptospira spp (OIE 2006) Tambieacuten se debe tomar en cuenta

que la especificidad de la PCR depende ademaacutes de la temperatura empleada en

la fase de hibridacioacuten y de la cantidad de iones divalentes que se incorporan a la

reaccioacuten Cuanto mayor sea la temperatura utilizada en la fase de hibridacioacuten maacutes

especiacutefica es la reaccioacuten Esto se debe a que a mayor temperatura maacutes dificultada

se ve la unioacuten entre el cebador y la cadena molde en condiciones de

temperaturas de hibridacioacuten elevadas el cebador soacutelo se uniraacute a la cadena molde

si son complementarios en todos sus nucleoacutetidos (McPherson et al 1991)

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten por la diluciones de ADN puro (120ng) de L

interrogans serovar Australis se obtuvo un producto de 615pb hasta la dilucioacuten

110000 correspondiente a una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira

lo que coincide con la investigacioacuten realizada por Moreno et al (2010) cuyo liacutemite

de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR simple lipL32 obtuvo productos especiacuteficos

de 423 pb L interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten

110000 pero para el caso del liacutemite de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR

muacuteltiple secYflaB se obtuvieron productos especiacuteficos de 285 pb y 793 pb de L

interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten 1100 para secY y

11000 para flaB Estas diluciones se hicieron a partir de 120 ng de ADN extraiacutedo

de la cepa de referencia de Leptospira

El liacutemite de deteccioacuten para la PCR muacuteltiple indica una alta sensibilidad analiacutetica en

condiciones de PCR real esto lo posiciona como un meacutetodo de diagnoacutestico

molecular de eleccioacuten para estudios posteriores que busquen validar su uso

potencial para el diagnoacutestico de leptospirosis (Levett et al 2005)

La teacutecnica fue capaz de identificar Leptospira patoacutegena y saproacutefita lo que coincide

con el estudio de Kositanont et al (2007) que muestran resultados similares esto

se atribuye al uso de los cebadores especiacuteficos para la amplificacioacuten de genes

conservados en cepas patoacutegenas y saprofitas Otros estudios como los realizados

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 35

por Cheema et al (2007) Moreno et al (2010) y Rosario et al (2012) no

lograron detectar Leptospira saprofitas soacutelo patoacutegenas pues en ese estudio se

implicoacute solamente los genes conservados en cepas patoacutegenas de Leptospira La

inhabilidad de poder diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y no patoacutegenas puede

ser una dificultad en estudios ambientales donde se quiera diferenciar entre los

distintos serovares sin embargo no tiene importancia en el aspecto cliacutenico pues

no se aiacutesla Leptospira saprofitas en muestras animales (Ceacutespedes et al 2010)

Sin embargo otros estudios (Ibaacutentildeez et al 2010)) han mostrado anticuerpos contra

Leptospira sp serovariedad patoc en 1159 monos Rhesus (Macaca mulatta) en

condiciones de cautiverio Con tiacutetulos que variaron de 120 a 180 Silva et al

(2010) recogioacute muestra de 388 animales (aves reptiles mamiacuteferos y peces) tanto

salvajes como en cautiverio resultando positivo a MAT el 265 de los animales

Los tiacutetulos seroloacutegicos predominante fueron de 140 y 180 para los serotipos

patoc andamana canicola icterohaemorrhagiae y panamaacute

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute estar compuesta por 19 microl de Agua

free nucleasa 16 microl de GoTaqreg qPCR Master Mix 2 microl de cada uno de los

iniciadores (Lep F1 Lep R1 PU1 SU1 y Lep R1) a una concentracioacuten de 100

[Pmol] y 5 microl de ADN a un volumen final de 50 microl con una amplificacioacuten de 40

ciclos En una publicacioacuten similar realizada por Kosinatont et al (2007) utilizan 5microl

de buffer PCR 8 microl de MgCl2 1microl de cada iniciador a 20 [Pmol] y 5 microl de ADN a un

volumen final de 50microl Las condiciones de PCR consistieron de 35 ciclos Las

diferentes concentraciones de reactivos en ambos estudios se deben

probablemente a que las condiciones de laboratorio son diferentes en todas las

regiones ademaacutes del uso en el presente ensayo de un master mix comercial que

incluye todos los componentes para la PCR cuantitativa como son ADN Taq

polimerasa dATP dGTP dCTP dTTP y MgCl2 a excepcioacuten del ADN de la

muestra los cebadores y agua Utilizar este master mix evita errores en el

alineamiento de los cebadores en la temperatura de disociacioacuten de las cadenas

tanto del templado como del producto de la PCR la especificad del producto la

formacioacuten de diacutemero de cebadores y en la inhibicioacuten de la Taq polimerasa por

altas concentraciones de KCl o NaCl (Martinez et al 2004)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 36

En cuanto a los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia

en la capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y

saproacutefitas Eacuteste se puso a prueba debido a su utilizacioacuten en los medios de cultivo

cuando se toman muestras en el campo Su eficacia radica en que se une de

forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial para la siacutentesis de

nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases nitrogenadas que

forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se puede replicar lo

que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002) el 5-fluoracilo no fue una

sustancia inhibidora de la PCR pues no provoca el bloqueo directo total o parcial

de la actividad cataliacutetica de la ADN polimerasa o inhibe la unioacuten directa al ADN de

doble cadena (Newsletter Microbial 2009)

La extraccioacuten de ADN se hizo por calentamiento y con el kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) con el fin de determinar cuaacutel de los meacutetodos era el maacutes

efectivo para la extraccioacuten resultando ser la extraccioacuten por calentamiento ya que

fue capaz de detectar 8 muestras de 19 mientras que con el kit de extraccioacuten soacutelo

se lograron identificar 2 de 8 muestras Aunque con este meacutetodo ademaacutes de ser

de menor costoso se obtiene mayores valores de concentracioacuten y rendimiento de

ADN en el menor tiempo aportaacutendole rapidez y simplicidad a la prueba la pureza

del mismo es baja La importancia del proceso de purificacioacuten del material

geneacutetico es recobrar el producto maacuteximo de ADN de alto peso molecular libre de

proteiacutenas fenol e inhibidores de la Taq polimerasa El ADN de alta calidad es un

prerrequisito para su uso en teacutecnicas de biologiacutea molecular en este caso PCR

para la identificacioacuten de las secuencias especificas de ADN mediante el uso de

cebadores no asiacute el ADN degradado no sustenta la integridad de los sitios

blancos para los cebadores y consecuentemente afectar la calidad de la PCR

(Rada et al 1998)

Ademaacutes de la extraccioacuten de ADN por calentamiento existen otras teacutecnicas como

son meacutetodo fenol-cloroformo meacutetodo del acetato de potasio meacutetodo del acetato

de potasio modificado y meacutetodo de bromuro de cetil-trimetil amonio cuya base

principal es provocar una lisis celular para inactivar las nucleasas celulares y

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 37

separar los aacutecidos nucleicos de los restos de ceacutelulas (Fraga et al 2004) (Velasco

2005)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 38

7 CONCLUSIOacuteN

El PCR multiplex fue capaz de diferenciar entre Leptospira saprofita y

patoacutegena

Se obtuvo una baja sensibilidad pero alta especificidad

El 5-fluoracilo no mostro alteracioacuten en el proceso de amplificacioacuten

La mezcla maacutes adecuada fue la mezcla 1 compuesta por Agua free

nucleasa 19 microl Master mix 16 microl cebador 1 (Lep F1) 2 microl cebador 2-5

(LepR1) 4 microl cebador 3 (PU1) 2 microl cebador 4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl

Se obtuvo una alta sensibilidad analiacutetica o liacutemite de deteccioacuten capaz de

detectar hasta 0012 ng de ADN

El meacutetodo de extraccioacuten maacutes efectivo fue por calentamiento que por el kit

de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 39

8 RECOMENDACIONES

Validar la teacutecnica con una poblacioacuten maacutes representativa

Publicar los resultados de esta investigacioacuten con el fin de seguir mejorando

el diagnoacutestico de leptospirosis por PCR

Promover el uso de la PCR para un diagnoacutestico raacutepido de leptospirosis en

animales domeacutesticos

Realizar estudios de las fuentes de agua para la caracterizacioacuten de las

zonas de riesgo

Estandarizar teacutecnicas de diagnoacutestico de campo para fortalecer los sistemas

de vigilancia activa

Ofrecer charlas a las poblaciones con mayor prevalencia de leptospirosis

sobre el papel que juegan los animales en la transmisioacuten de la enfermedad

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 40

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ANEXOS

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Kit de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

1 20 microl de proteinasa K en eppendorf

2 Agregar 200 microl de la muestra

3 Agregar 200 microl de buffer AL y bortear por 5 segundos

4 Incubar a 56 ordmC por 10 minutos

5 Centrifugar brevemente

6 Agregar 200 microl de etanol (96 ndash 100)

7 Pasar la mezcla del paso 6 y colocarlo en un tubo de ensayo colector

procurando no tocar los bordes y centrifugar a 8000 rpm por 1 minuto Cambiar el

tubo colector descartando el contenido

8 Agregar en el centro de la columna 500 microl de buffer AW1 Centrifugar por 8000

rpm por 1 minuto luego descartar tubo colector y el contenido cambiando a un

nuevo tubo colector

9 Agregar 500 microl de buffer AW2 en el centro de la membrana y centrifugar a

14000 rpm por 3 minutos

10 Pasar la columna a eppendorf y centrifugar a velocidad maacutexima por 1 minuto

11 Pasar la columna a eppendorf y agregar 100 microl de buffer AE incubar a

temperatura ambiente por 1 minuto luego centrifugar a 8000 rpm por un minuto

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Tabla 4 Cepario de referencia de Holanda

Especie Serogrupo Serovar Cepa de referencia

L Interrogans

Australis Australis Ballico

Autumnalis Autumnalis Akiyami A

Betaviae Betaviae Swart

Canicola Canicola Hond Utrechit IV

Djasiman Djasiman Djasiman

Hebdomadis Hebdomadis Hebdomadis

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagica RGA

Icterohaemorrhagia Copenhageni M20

Icterohaemorrhagia Copenhageni Wijnberg

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagia Kantorowic

Pomona Pomona Pomona

Pyrogenes Pyrogenes Salinem

Sejroe Hardjo Hardjoprajitho

Sejroe Wolffi 3705

L Noguchi

Australis Nicaragua 1011

Lousiana Lousiana LSU 1945

Panama Panama CZ 214

L Biorgpetersenii

Ballum Castellones Castellon 3

Javanica Javanica Veldrat Batavia

Mini Mini Sari

Serjoe Serjoe M 84

Tarassovi Tarassovi Pereplitsin

L welii

Celledoni Celledoni Celledoni

Manhao Qingshui L 105

Sarnin Sarm 11 Sarnin

L Kirschneri

Cynopteri Cynopteri 3522 C

Grippotyphosa Grippotyphosa Moskva V

L Neyeri Ranarum Ranarum ICF

L Santarosal Sherman Shermani 1342 K

L Biflexa Semaranga Patoc Patoc 1

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3 MARCO TEOacuteRICO

Las Leptospira son bacterias pertenecientes al orden Spirochaetales familia

Leptospiraceae y geacutenero Leptospira Aunque son bacterias Gram negativas no se

tintildeen bien mediante los colorantes convencionales por lo que habitualmente se

visualizan por medio de la microscopiacutea de campo oscuro La impregnacioacuten

argeacutentica y las teacutecnicas de inmunohistoquiacutemicas se utilizan para poner en

manifiesto su presencia en tejidos (Quinn et al 2002)

Su tamantildeo es de 025 por 6-25 microm tienen forma ciliacutendrica y helicoidal con dos

filamentos axiales insertados en los extremos del cuerpo celular que actuacutean como

citoesqueleto y le permiten el movimiento (Bharti et al 2003)

Estas son moacuteviles describen tres tipos de movimientos rotacioacuten alrededor de su

eje central movimientos progresivos rectos y movimientos circulares (Bharti et al

2003) son aerobios obligados que se desarrollan a una temperatura de 28 a

30degC Son catalasa y oxidasa positivo creciendo en medios simples enriquecidos

con vitaminas aacutecidos grasos de cadena larga y sales de amonio (Levett 2001)

Su genoma consiste en dos cromosomas circulares uno de mayor tamantildeo que

asciende a 4332241 bp y uno pequentildeo de 358943 bp los que juntos suman

4691184 bp (Ren et al 2003)

La bacteria no se multiplica fuera del hueacutesped y es considerablemente

dependiente del medio puesto que es muy susceptible a la desecacioacuten a pH

inferiores a 6 o superiores a 8 y temperaturas menores a 10ordmC o mayores a 34ordmC

le resultan nocivos (McDonough 2001) Asiacute como la luz solar directa la

hipersalinidad los desinfectantes corrientes los detergentes y el jaboacuten pueden

afectar al microorganismo (Zamora et al 1999)

Los organismos de Leptospira sobreviven hasta 180 diacuteas en suelos huacutemedos por

varios meses en superficies acuosas y sobreviven auacuten mejor en agua estancada

que en movimiento (McDonough 2001 Acosta et al 1994)

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31 Mecanismos de transmisioacuten

Las Leptospira se transmiten por contacto directo o indirecto La transmisioacuten

directa ocurre a traveacutes de orina infectada transferencia veneacuterea o

transplacentaria heridas por mordedura o ingestioacuten de tejidos infectados La

transmisioacuten indirecta se da a traveacutes de la exposicioacuten de los animales susceptibles

agua suelo alimento o camas contaminadas (Greene et al 2008)

Existen dos tipos de hueacutespedes involucrados en la transmisioacuten de la enfermedad

Los hueacutespedes primarios constituidos por aquellas especies que no desarrollan

una sintomatologiacutea evidente y que son capaces de eliminar por periodos

prolongados la bacteria y los hueacutespedes secundarios conformados por aquellas

especies que por el contrario enferman gravemente y no alcanzan a liberar la

bacteria o lo hacen por un periodo reducido (McDonough 2001)

32 Clasificacioacuten

A partir de 1989 el geacutenero Leptospira fue dividido en dos especies L interrogans

que comprendiacutea a todas las cepas patoacutegenas y L biflexa que incluiacutea a las cepas

saproacutefitas aisladas del medio ambiente Ambas fueron divididas en numerosos

serovares definidos por aglutinacioacuten Sobre 60 y 200 serovares han sido

reconocidos para L biflexa y L interrogans respectivamente Los serovares que

se encontraban relacionados antigeacutenicamente fueron agrupados como serogrupos

(Levett 2001)

33 Patogeacutenesis

La Leptospira es resistente a la actividad bactericida del suero normal y en

ausencia de anticuerpos especiacuteficos no es fagocitada ni destruida por los

polimorfonucleares o macroacutefagos Despueacutes de penetrar la piel o las mucosas la

Leptospira hace una bacteriemia que inicialmente alcanza todas las partes del

cuerpo incluyendo el liacutequido cefalorraquiacutedeo (LCR) y los ojos y genera la

produccioacuten de anticuerpos aglutinantes y el fenoacutemeno de opsonizacioacuten entre los

diacuteas 5 y 7 Si esta respuesta no es suficiente para detener su progreso la

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Leptospira avanza en los tejidos Alliacute se multiplica en forma acelerada deja de ser

encontrada en la sangre y se elimina por la orina durante semanas o meses (fase

inmune o de leptospiruria) (Acosta et al 1994)

La leptospirosis puede presentarse con diferentes formas grados y combinaciones

de compromiso orgaacutenico ya sea como un cuadro febril inespeciacutefico como

afeccioacuten preferente de uno o maacutes oacuterganos involucrados o como una enfermedad

grave con compromiso multiorgaacutenico y alta letalidad (Zunino y Pizarro 2007)

La etapa aguda o septiceacutemica de alrededor de 1 semana seguida de una fase

inmune caracterizada por la produccioacuten de anticuerpos y eliminacioacuten de la

bacteria a traveacutes de la orina La mayor complicacioacuten de la patologiacutea se encuentra

asociada a la localizacioacuten de las bacterias en los tejidos durante la fase inmune

alrededor de la segunda semana de la patologiacutea (Levett 2001)

En animales susceptibles la lesioacuten de las membranas de los gloacutebulos rojos y de

las ceacutelulas endoteliales junto con el dantildeo hepatocelular desencadena anemia

hemoliacutetica ictericia hemoglobinuria y hemorragia (Quinn et al 2002)

La superficie de las ceacutelulas bacterianas constituye una interfase entre el patoacutegeno

y el hospedador formando un sitio de interaccioacuten con los tejidos durante la

infeccioacuten Para los patoacutegenos extracelulares la superficie bacteriana es tambieacuten el

blanco de la respuesta inmune del hospedador (Cullen et al 2005) Se ha

sentildealado que LipL32 interactuacutea con componentes de la matriz extracelular como el

colaacutegeno y que existe una respuesta de inmunoglobulina M contra la lipoproteiacutena

durante la fase aguda y convaleciente de leptospirosis en humanos (Hauk et al

2008)

34 Sintomatologiacutea

Las manifestaciones oculares incluyen efusioacuten conjuntival presencia de ictericia

en la escleroacutetica y uveiacutetis Esta uacuteltima puede ser unilateral o bilateral y puede

presentarse semanas meses y ocasionalmente en antildeos posterior a la

enfermedad aguda (Levett 2001)

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Las alteraciones reproductivas pueden ocurrir posterior a una infeccioacuten y la

leptospirosis debe ser considerada como diagnoacutestico diferencial en casos de

aborto o muerte perinatal (Andreacute Fontaine 2006)

En bovinos la enfermedad puede ser aguda subaguda y croacutenica En la forma

aguda son maacutes susceptibles los animales de un mes de edad Se caracteriza por

septicemia fiebre de 405 Cdeg anorexia petequias en mucosas depresioacuten

ictericia anemia hemoliacutetica con hemoglobinuria palidez de las mucosas disnea

suele ocurrir aborto baja de la produccioacuten de la leche y ocasionalmente mastitis

En la forma subaguda se presentan los mismos siacutentomas la fiebre es de 39 a 40

Cdeg existe baja de la produccioacuten laacutectea y esta es de color rojo o anaranjado

amarillento En la forma croacutenica generalmente los siacutentomas son aborto que se

presenta en el uacuteltimo tercio de la gestacioacuten ocasionalmente se puede presentar

meningitis leptospiroacutesica incoordinacioacuten sialorrea conjuntivitis y rigidez muscular

En porcinos generalmente se presenta la forma croacutenica en ovinos y caprinos no

se conoce mucho la enfermedad debido a su poca frecuencia y la mayor parte de

los animales afectados se encuentran muertos con apariencia septiceacutemica en

equinos se presenta la forma subaguda en perros y gatos se presenta la

enfermedad desde formas subcliacutenicas hasta formas graves en animales

silvestres la mayoriacutea estaacuten adaptados y no manifiestan siacutentomas cliacutenicos (Acha et

al 1978)

35 Diagnoacutestico

Debido a que las manifestaciones cliacutenicas de la leptospirosis variacutean en tipo y

gravedad tanto en los hombres como en animales es difiacutecil su diagnoacutestico cliacutenico

hacieacutendose necesaria la confirmacioacuten de los casos mediante pruebas de

laboratorio existen pruebas que sin ser especiacuteficas para la enfermedad pueden

orientar al cliacutenico hacia el diagnoacutestico de leptospirosis (Ceacutespedes 2005)

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351 Diagnoacutestico epidemioloacutegico

La anamnesis debe incluir datos sobre la eacutepoca del antildeo en la que aparecioacute el

brote la aptitud del rebantildeo el estado sanitario del mismo el contacto con otras

especies domeacutesticas la sintomatologiacutea predominante y si se realiza vacunacioacuten

frente a la leptospirosis Asimismo deberaacute obtenerse informacioacuten sobre el nuacutemero

de animales afectados la edad de los mismos y la fase de la gestacioacuten en que se

produce el aborto (Alonso et al 2001)

352 Pruebas Diagnoacutesticas

Se basa en el cultivo del organismo la demostracioacuten seroloacutegica o el diagnoacutestico

molecular (Dammert 2005)

3521 Cultivo

La Leptospira se puede aislar de muestras de sangre y liacutequido cefalorraquiacutedeo en

los primeros 7-10 diacuteas de la enfermedad y en la orina puede ser detectada durante

la segunda y tercera semana de la enfermedad (Bharti 2003) Una vez tomada la

muestra esta se debe inocular en 10 ml de medio semisoacutelido que contenga 5-

fluoracilo

El cultivo debe ser incubado a 28-30 degC y ser examinado semanalmente en el

microscopio de campo oscuro durante 13 semanas antes de ser descartado Los

cultivos contaminados pueden ser filtrados antes de recultivarlos a un medio

nuevo (Levett 2001)

Existen otros medios recientemente desarrollados uacutetiles en el aislamiento de la

Leptospira medio EMJH (Ellinghausen y Mcllough modificado por Johnson y

Harries) y el medio Tween 80-albuacutemina este uacuteltimo considerado el mejor

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Como el cultivo tiene el inconveniente de ser muy largo (5-6 semanas de

incubacioacuten) no se debe considerar para definir una conducta terapeacuteutica inicial

(Acosta et al 1994)

3522 Pruebas seroloacutegicas

Las pruebas seroloacutegicas constituyen el procedimiento de laboratorio utilizado con

maacutes frecuencia para confirmar el diagnoacutestico cliacutenico para determinar la

prevalencia en el rebantildeo y para realizar los estudios epidemioloacutegicos Los

anticuerpos de las Leptospira aparecen a los pocos diacuteas del comienzo de la

enfermedad y persisten durante semanas o meses y en algunos casos antildeos

Desafortunadamente los tiacutetulos de anticuerpos puede que desciendan hasta

niveles indetectables mientras los animales permanecen infectados croacutenicamente

Para superar este problema se necesitan meacutetodos sensibles que detecten el

microorganismo en la orina o en el tracto genital de portadores croacutenicos

Se ha descrito una amplia variedad de pruebas seroloacutegicas que muestran grados

variables de especificidad de serogrupo y de serotipo La prueba de la aglutinacioacuten

microscoacutepica (MAT) y el enzimoinmunoensayo (ELISA) contribuyen al diagnoacutestico

veterinario (OIE 2008)

35221 Prueba de Aglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) La prueba MAT en la

que se emplean antiacutegenos vivos es la prueba seroloacutegica maacutes ampliamente

utilizada Constituye la prueba de referencia frente a la que se evaluacutean todas las

otras pruebas seroloacutegicas y se utiliza en las comprobaciones para la

importacioacutenexportacioacuten (OIE 2008)

El MAT posee una alta sensibilidad y especificidad siendo sus resultados

utilizados para identificar el serovar o serogrupo infectante pero requiere de la

experiencia del operador y la variacioacuten diagnoacutestica entre laboratorios es elevada

(Bharti et al 2003) Para llevarlo a cabo se requiere que el laboratorio cuente con

cultivos vivos de todos los serovares para emplearlos como antiacutegenos

consideraacutendose que su interpretacioacuten es complicada debido a la alta degradacioacuten

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presencia de reaccioacuten cruzada entre diferentes serogrupos y a reacciones

paradoacutejicas (Levett 2001)

35222 Otras pruebas seroloacutegicas Debido a la complejidad de la prueba de

Aglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) se ha desarrollado otras pruebas seroloacutegicas

para la deteccioacuten de anticuerpos antileptospira en la fase aguda de la infeccioacuten La

fijacioacuten de complemento (CF) fue ampliamente usado pero el meacutetodo no fue

estandarizado La prueba de Fijacioacuten de complemento ha sido reemplazada por el

meacutetodo ELISA (Levett 2001)

El ELISA se utiliza tanto para la deteccioacuten de anticuerpos en la leche como en el

suero permitiendo ademaacutes diferenciar entre IgG e IgM (Alonso et al 2001) En

este ensayo se detecta IgM antileptospira tan solo 1 semana despueacutes de la

infeccioacuten antes de que esteacuten presentes los anticuerpos aglutinantes Los

anticuerpos IgG se detectan comenzando 2 semanas despueacutes de la infeccioacuten y

persisten durante largos periodos de tiempo (OIE 2008)

La deteccioacuten de IgM en suero por ELISA es maacutes sensible que el MAT cuando la

primera muestra se toma en la fase aguda de la enfermedad (Ceacutespedes 2005)

Ademaacutes presenta otras ventajas frente al MAT como es el hecho de no presentar

riesgo sanitario para los operarios ser de faacutecil estandarizacioacuten y ser una prueba

en la que las reacciones cruzadas son poco frecuentes Sus principales

desventajas son que normalmente son serovar especiacuteficos con lo cual no

obtendremos informacioacuten acerca de una posible infeccioacuten por otros serovares y

que no permite diferenciar entre anticuerpos vacunales y de infeccioacuten (Alonso et

al 2001)

3523 Diagnoacutestico molecular

35231 Reaccioacuten en cadena de la polimerasa (PCR)

La PCR es un meacutetodo in vitro de siacutentesis de ADN con el que un segmento

particular de este es especiacuteficamente amplificado al ser delimitado por un par de

cebadores o iniciadores que lo flanquean Su copiado se logra en forma

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exponencial a traveacutes de repetidos ciclos de diferentes periodos y temperaturas de

incubacioacuten en presencia de una enzima ADN polimerasa termoestable Asiacute se

obtienen en cuestioacuten de horas millones de copias de la secuencia deseada del

ADN

La PCR es una teacutecnica de biologiacutea molecular altamente especiacutefica raacutepida

sensible y versaacutetil para detectar cantidades iacutenfimas de un cierto ADN especiacutefico

posibilitando su faacutecil identificacioacuten (Rodriacuteguez et al 2004)

El meacutetodo se basa en su forma maacutes simple en la realizacioacuten de tres reacciones

sucesivas llevadas a cabo a distintas temperaturas Estas reacciones se repiten

ciacuteclicamente entre veinte y cuarenta veces La muestra se calienta en el primer

paso hasta lograr la separacioacuten de las dos cadenas que constituyen el ADN

hecho que se conoce como desnaturalizacioacuten (Satz et al 1993) En el segundo

ocurre la hibridacioacuten de las cadenas desnaturalizadas del ADN blanco con los

denominados cebadores o iniciadores (ADN sinteacutetico de hebra sencilla) a una

temperatura que facilita el apareamiento de las bases nitrogenadas

complementarias de ambas clases de ADNs (Rodriacuteguez et al 2004) Por uacuteltimo se

da la reaccioacuten de extensioacuten que generalmente es llevada a cabo a una

temperatura intermedia en la cual la ADN polimerasa copia el ADN entre las

secuencias correspondientes a los oligonucleoacutetidos iniciadores (Torres et al

1995) La deteccioacuten se realiza mediante electroforesis en gel de agarosa y tincioacuten

con bromuro de etidio (Costa 2004)

En los uacuteltimos antildeos se ha desarrollado PCR en muestras bioloacutegicas como orina

suero liacutequido cefalorraquiacutedeo y tejido renal posicionaacutendose la teacutecnica como una

herramienta de diagnoacutestico sensible y especiacutefica en la deteccioacuten e identificacioacuten

de Leptospira spp (Levett 2001 Branger et al 2005)

Una limitacioacuten de diagnoacutestico basado en la PCR de la leptospirosis es la

incapacidad de la mayoriacutea de los ensayos de PCR para identificar el serovar

infectante Si bien esto no es significativo para la gestioacuten individual del paciente la

identidad del serovar tiene un importante valor epidemioloacutegico y en salud puacuteblica

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Las estrategias disentildeadas para superar este obstaacuteculo han incluido la digestioacuten de

productos de PCR con endonucleasas de restriccioacuten secuenciacioacuten directa de los

amplicones y Anaacutelisis de Conformacioacuten de Cadena Sencilla (SSCP)

Genomospecies de Leptospira pueden ser diferenciadas despueacutes de la PCR por

electroforesis en geles de poliacrilamida no desnaturalizante seguido por tincioacuten

con plata y sin el paso adicional de purificacioacuten y desnaturalizacioacuten (Ahmad et al

2005)

35232 Reaccioacuten en cadena de la polimerasa muacuteltiple

La PCR muacuteltiple son reacciones que consiguen amplificar simultaacuteneamente y en

un uacutenico tubo diferentes secuencias diana permitiendo la deteccioacuten e

identificacioacuten simultaacutenea de distintos genes de intereacutes (Mendez et al 2004)

35233 Fingerprinting

Un desarrollo reciente en el anaacutelisis del ADN ribotipificacioacuten se basa en el

Polimorfismo de Longitud de Fragmentos de Restriccioacuten (RFLP) Posterior a la

electroforesis del gel Agarosa el ADN es trasferido sobre una membrana y

posteriormente hibridado con sondas marcadas desde el 16S al 23S de la cadena

de ARN por lo tanto nos da una interpretacioacuten maacutes raacutepida y faacutecil del Fingerprints

Este meacutetodo es una herramienta uacutetil para la tipificacioacuten molecular de Leptospira

ya que esta metodologiacutea utiliza reactivos disponibles comercialmente puede ser

aplicada por laboratorio de diagnoacutestico y no requiere el mantenimiento de todas

las cepas de referencia y correspondientemente suero inmune de conejo La

tipificacioacuten ribosomal tambieacuten nos provee informacioacuten sobre la relacioacuten genoacutemica

basado en la similitud que tienen en comuacuten fragmentos de cadenas de Leptospira

(Terpstra et al 1986)

35234 Anticuerpo monoclonales

Los anticuerpos monoclonales son glicoproteiacutenas especializadas que hacen parte

del sistema inmune producidas por las ceacutelulas B con la capacidad de conocer

moleacuteculas especificas (Antiacutegenos) Los anticuerpos monoclonales son

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herramientas esenciales en el aacutembito cliacutenico y biotecnoloacutegico y han probado ser

uacutetiles en el diagnoacutestico y tratamiento de enfermedades infecciosas inmunoloacutegicas

y neoplaacutesicas asiacute como tambieacuten en el estudio de las interacciones patoacutegenas-

hospedador y la marcacioacuten deteccioacuten y cuantificacioacuten de diversas moleacuteculas

(Machado et al 2006)

Se han preparado anticuerpos monoclonales de conejo que aglutinan Leptospira y

los serovares pueden ser identificados con base en patrones caracteriacutesticos de

aglutinacioacuten Preparar anticuerpos monoclonales es difiacutecil y toma tiempo pero

usarlos en la MAT para serotipificar es faacutecil y da resultados raacutepidos Actualmente

estaacuten disponibles anticuerpos monoclonales para tipificar cerca de la mitad de los

serovares maacutes comunes actualmente reconocidos (OMS 2008)

35235 Secuenciacioacuten del ARNr 16S

La amplificacioacuten del gen para su posterior secuenciacioacuten parte preferentemente

de ADN extraiacutedo de un cultivo puro de la bacteria pero tambieacuten puede

conseguirse directamente de una muestra cliacutenica

El meacutetodo molecular de identificacioacuten bacteriana mediante secuenciacioacuten del

ADNr 16S incluye tres etapas a) amplificacioacuten del gen a partir de la muestra

apropiada b) determinacioacuten de la secuencia de nucleoacutetidos del amplicoacuten y c)

anaacutelisis de la secuencia (Rodicio et al 2004)

La secuenciacioacuten del ARNr 16S es un meacutetodo potente y simplificado para la

identificacioacuten de especies Leptospira (Morey et al 2006)

35236 Microarrays

El anaacutelisis de microarray consiste en la deteccioacuten e identificacioacuten simultaacutenea de un

patoacutegeno desde la misma muestra para asiacute ser implementado en los laboratorios

cliacutenicos de microbiologiacutea con facilidad y exactitud

Microarray simplemente se define como una coleccioacuten de caracteriacutesticas

microscoacutepicas (maacutes comuacutenmente ADN) que se puede probar con moleacuteculas diana

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para producir ya sea (expresioacuten geacutenica) cuantitativa o los datos cualitativos

(diagnoacutestico)

El anaacutelisis por medio de microarray tiene la capacidad de ofrecer una fuerte

deteccioacuten muacuteltiple Existen plataformas de microarrays muacuteltiples incluyendo

impresos de ADN de doble cadena y matrices de oligonucleoacutetidos

Los microarrays permiten el depoacutesito de miles de puntos conteniendo genes o

parte de genes sobre un portaobjetos para su estudio en paralelo De esta manera

es posible tener una visioacuten instantaacutenea de actividad de genomas completos o de

un grupo selecto de genes (Miller et al 2009)

En los estudios de microarrays se combinan las teacutecnicas de hibridizacioacuten de

aacutecidos nucleicos y deteccioacuten por fluorescencia De esta manera soacutelo en los

puntos del portaobjeto donde haya ocurrido hibridizacioacuten habraacute fluorescencia y la

intensidad de la fluorescencia detectada seraacute proporcional al nivel de expresioacuten

del gen en estudio

Una condicioacuten indispensable es que cada uno de los genes que esteacute representado

sea faacutecilmente distinguible de otros En otras palabras la porcioacuten del gen

inmovilizada en el portaobjeto debe llevar consigo independientemente de su

tamantildeo su ceacutedula de identidad (Barrero 2005)

La hibridacioacuten genoacutemica comparada (CGH) ha demostrado ser una herramienta

muy poderosa para las comparaciones genoacutemicas de alto rendimiento entre

especies patoacutegenas y no patoacutegenas y la exploracioacuten del genoma de muchas

especies bacterianas Las secuencias genoacutemicas disponibles de L interrogans

serovar Lai y copenhageni se utilizaron para disentildear una matriz de mosaico (Eribo

et al 2012)

35237 Enzimas de Restriccioacuten

El meacutetodo consiste en la extraccioacuten de ADN a partir de una poblacioacuten homogeacutenea

de organismos la digestioacuten del ADN con una endonucleasa de restriccioacuten y la

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electroforesis en gel de agarosa del ADN Debido a que las endonucleasas de

restriccioacuten reconocen y se unen al ADN de doble cadena especiacuteficamente a la

secuencia 4 oacute 6 de pares de bases se genera un conjunto de fragmentos La

migracioacuten de estos fragmentos en gel de agarosa estaacute relacionada con el peso

molecular un patroacuten de bandas se puede ver en el gel por la luz ultravioleta siacute se

tintildeeron con bromuro de etidio o por autorradiografiacutea Estos modelos constituyen

una huella digital caracteriacutestico de cualquier ADN en particular (Marshall et al

1981)

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4 MATERIAL Y MEacuteTODO

41 Tipo de estudio Ensayo de laboratorio

42 Cepas En este estudio se emplearon 30 cepas distribuidas en 24 serogrupos

de Leptospira proporcionados por Centro Nacional de Diagnoacutestico y Referencia

(CNDR)

43 Muestras Las condiciones de crecimiento para la Leptospira fueron de 28-

30degC durante siete diacuteas en el medio Ellinghaussen-McCullough-Johnson-Harris

(EMJH)

45 PCR cebadores y condiciones de amplificacioacuten

Los cebadores de oligonucleoacutetidos LepF1 PU1 y LepR1 que corresponden a las

posiciones 8461 a 8480 8720 a 8738 y 9334 a 9316 respectivamente fueron

disentildeados para unirse a regioacuten 23S del ADNr la cual corresponde a la secuencia

de Leptospira interrogans (patoacutegena)

Los cebadores SU1 y LepR1 fueron disentildeados para serovares de saproacutefitas que

corresponden a la posicioacuten 326 a 343 y 641 a 623 respectivamente basado en la

secuencia parcial del ADNr de Leptospira biflexa La secuencia de los cebadores

se demuestra en la tabla 1

Tabla1 Cebadores utilizados en la amplificacioacuten

Cebador Secuenciacioacuten 5` a 3` Especificidad Posicioacuten de la base

LepF1 GTTACCAAGCACAAGATTAG Leptospira spp 8461 - 8480

LepR1 TAGTCCCGATTACATTTTC Leptospira spp 9334 - 9316

PU1 TATCAGAGCCTT TTAATGG Patoacutegena 8720 - 8738

SU1 TTTAGGGTTAGCGTGGTA Saproacutefita 326 - 343

LepR1 TAGTCCCGATTACATTTTC Leptospira spp 641 - 623

El ADN de la Leptospira fue amplificado usando LepF1 (5

GTTACCAAGCACAAGATTAG 3) y LepR1 (5 TAGTCCCGATTACATTTTC 3)

Para la multiplex PCR fueron usado como cebadores internos PU1 (5

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 29

TATCAGAGCCTTTTAATGG 3) SU1 (5 TTTAGGGTTAGCGTGGTA 3) y LepR1

(5 TAGTCCCGATTACATTTTC 3)

Para la amplificacioacuten del ADN se utilizoacute como control positivo de patoacutegena la cepa

icterohaemorrhagiae mientras que como control de saproacutefita se utilizoacute la cepa

patoc ambas se encontraban en caldo de cultivo Ellinghausen-McCullough-

Johnson-Harris (EMJH) y como control negativo se utilizoacute agua libre de nucleasa

Los segmentos de ADN amplificado para patoacutegenas corresponde a 615 pb y para

saproacutefitas 316 pb (gen 23S ADNr) Esta amplificacioacuten fue realizada en el

termociclador Las condiciones de la PCR consistieron en 40 ciclos Una

desnaturalizacioacuten inicial fue de 94degC por 5 minutos Cada ciclo comprendioacute una

desnaturalizacioacuten a 94degC por 1 minuto temperatura de anneling a 50degC por 50

segundos y una extensioacuten a 72degC por 1 minuto El uacuteltimo paso fue la elongacioacuten a

72degC por 7 minutos

46 Paraacutemetros a probar en la estandarizacioacuten

461 Mezcla

Se sometieron a prueba tres tipos de mezcla cada una con concentraciones

distintas pero con un volumen final de 50 microl reflejadas en la tabla 2

Tabla 2 Mezclas de reactivos puestas a prueba

Componente Mezcla 1 Mezcla 2 Mezcla 3

Agua free nucleasa 19 microl 26 microl 14 microl

Master mix 16 microl 8 microl 16 microl

Cebador 1 (LepF1) 2 microl 2 microl 2 microl

Cebador 2-5 (LepR1) 4 microl 2 microl 4 microl

Cebador 3 (PU1) 2 microl 1 microl 2 microl

Cebador 4 (SU1) 2 microl 1 microl 2 microl

AND (muestral o control) 5 microl 10 microl 10 microl

Volumen final 50 microl 50 microl 50 microl

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 30

462 5-Fluoracilo

Se puso a prueba el papel que juega el 5-fluoracilo debido a su utilizacioacuten en los

medios de cultivo para evitar la contaminacioacuten bacteriana de las Leptospira

ademaacutes que permite un mejor crecimiento de eacutestas (WHO 1967) Su eficacia

radica en que se une de forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial

para la siacutentesis de nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases

nitrogenadas que forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se

puede replicar lo que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002)

463 Tipo de extraccioacuten de ADN

El ADN genoacutemico de las cepas de Leptospira y de las muestras sanguiacuteneas y

orina fue extraiacutedo de acuerdo a las instrucciones del kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) siguiendo los procedimientos de manufactura (ver anexo

1)

Se ensayaron extracciones por calentamiento a 90degC ndash 100degC por 20 minutos El

ADN extraiacutedo fue almacenado a -20deg C hasta su amplificacioacuten

464 Muestras fingidas

Se obtuvieron muestras de suero y orina de cada especie (canino bovino porcino

y equino) y se mezclaron con cepas de referencia proporcionados por el Centro

Nacional De Investigacioacuten de Holanda para posteriormente realizar PCR A cada

muestra se le realizoacute extracciones por calentamiento y por el kit de extraccioacuten

QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

47 Determinacioacuten del liacutemite de deteccioacuten

Se determinoacute al calcular la cantidad de ADN que capaz de detectar la teacutecnica en

un ml de muestras de sangre y orina para esto se realizoacute una serie de diluciones

(desde 11 hasta 110000000) de las muestras a partir de una concentracioacuten de

ADN conocida (120 ng)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 31

48 Sensibilidad

Se sometieron 29 serovares patoacutegenas y 1 saproacutefita como controles positivos

proporcionados por Centro Nacional de Diagnoacutestico y Referencia

Se calculoacute la sensibilidad y el intervalo de confianza del 95 en el programa

EPIDAT 31 de acuerdo a la siguiente foacutermula

VP= Verdaderos positivos

FN= Falsos negativos

49 Especificidad

Se realizoacute un ensayo de especificidad utilizando ADN de 10 muestras con otras

cepas bacterianas diferentes a Leptospira que fueron inoculadas en medio EMJH

y suero para detectar falsos positivos el panel de muestras se describe en la

siguiente tabla

Tabla 3 Cepas bacterianas utilizadas para la determinacioacuten de la

especificidad

Cepa Nuacutemero de muestras

Staphyloccocus aureus 2

Escherichi coli 2

Salmonella spp 2

Proteus spp 2

Streptococcus pyogenes 2

Se calculoacute la especificidad y el correspondiente intervalo de confianza (95) en el

programa EPIDAT 31 de acuerdo a la siguiente foacutermula

VN= Verdaderas negativos

FP= Falso Positivos

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 32

5 RESULTADOS

De los 30 serovares que se sometieron al ensayo se detectaron 15 siendo

correspondiente a 12 serogrupos dentro los que se encuentran pomona e

icterohaemorrhagia dentro las patoacutegenas de importancia asiacute como el serogrupo

patoc de la saprofitas puesta a prueba Ver foto 1

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute ser la nuacutemero 1 compuesta por

Agua free nucleasa 19 microl Master mix 16 microl Primer 1 (Lep F1) 2 microl Primer 2-5

(LepR1) 4 microl Primer 3 (PU1) 2 microl Primer4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl Ver foto 2

En los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia en la

capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y saprofitas Ver

foto 2

La extraccioacuten maacutes adecuada resultoacute ser por calentamiento en la que se

identificaron 8 muestras de 19 mientras que las extracciones con el kit de

extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg) solo 2 muestras de 8 fueron

identificadas Ver foto 3

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten se encontroacute que la teacutecnica es capaz de identificar

una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira correspondiente a una

dilucioacuten 110000 Ver foto 4

En la determinacioacuten de la capacidad de la teacutecnica para detectar e identificar

Leptospira en muestras de campo se encontroacute que de 12 muestras de suero se

identificaron 3 mientras que de 13 muestras de orina fueron identificadas 5 Ver

foto 3

La sensibilidad mostrada fue de 50 IC 95 (3044 ndash 6956) mientras que la

especificidad fue de 100 IC 95 (95 ndash 100) con un valor predictivo positivos de

100 IC 95 (9667 ndash 100) y un valor predictivo negativo de 40 IC 95 (1880 ndash

6120) esto con una prevalencia de 75 IC 95 (6033 ndash 8967) mostrando un

Iacutendice de validez de 6550 IC 95 (4625 ndash 7875)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 33

6 DISCUSIOacuteN

Actualmente el meacutetodo para diagnosticar leptospirosis es la prueba de

Microaglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) pero esta resulta tediosa por la necesidad

de mantener las cepas lo que implica tambieacuten un riesgo potencial para el personal

de laboratorio ademaacutes no diferencia entre anticuerpos vacunales y de infeccioacuten

Otro meacutetodo directo de diagnoacutestico es el cultivo pero es limitado y requiere de

mucho tiempo (Alonso et al 2001)

Debido a las restricciones que generan estas pruebas diagnoacutesticas se ha

estandarizado una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y

patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos

En este estudio se sometieron 30 serovares al ensayo de los que se detectaron

15 correspondiente a 12 serogrupos amplificados mostrando una sensibilidad del

50 diferente a los resultados obtenidos por Ceacutespedes et al (2007) en cuyo

estudio la PCR pudo amplificar el ADN de 25 serovares de seis especies de

Leptospira spp con una sensibilidad del 100 in vitro Moreno et al (2010) mostroacute

un amplificado especiacutefico para 2122 cepas de referencia con la PCR simple

lipL32 mientras que la PCR muacuteltiple secYflaB amplificoacute 1822 cepas

Esta sensibilidad baja indica que la teacutecnica no es recomendada como una prueba

de tamizaje ya que ademaacutes del alto costo no es capaz de detectar a toda la

poblacioacuten infectada en cambio la especificidad que se obtuvo fue del 100

demostrada con el uso de ADN de otros agentes patoacutegenos (Staphyloccocus

Aureus Escherichi coli Salmonella spp Proteus spp y Streptococcus pyogenes)

los cuales no fueron amplificados Esto coincide con los ensayo realizado por

Ceacutespedes et al (2007) Moreno et al (2010) Kositanont et al (2007) y Boonsilp et al

(2011) los cuales muestran una especificad del 100 al no obtener amplificado del

ADN de otras cepas patoacutegenas que causan enfermedades febriles en sus paiacuteses

La causa de una especificidad tan alta de la reaccioacuten se debe a las secuencias

nucleotiacutedicas especiacuteficas formadas por los oligonucleoacutetidos (cebadores) LepF1 (5rsquo

GTTACCAAGCACAAGATTAG 3rsquo) LepR1 (5rsquo TAGTCCCGATTACATTTTC 3rsquo)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 34

PU1 (5rsquo TATCAGAGCCTTTTAATGG 3rsquo) y SU1 (5rsquo TTTAGGGTTAGCGTGGTA 3rsquo)

que fueron disentildeados para detectar secuencias nucleotiacutedicas especiacuteficas en este

caso el genoma de Leptospira spp (OIE 2006) Tambieacuten se debe tomar en cuenta

que la especificidad de la PCR depende ademaacutes de la temperatura empleada en

la fase de hibridacioacuten y de la cantidad de iones divalentes que se incorporan a la

reaccioacuten Cuanto mayor sea la temperatura utilizada en la fase de hibridacioacuten maacutes

especiacutefica es la reaccioacuten Esto se debe a que a mayor temperatura maacutes dificultada

se ve la unioacuten entre el cebador y la cadena molde en condiciones de

temperaturas de hibridacioacuten elevadas el cebador soacutelo se uniraacute a la cadena molde

si son complementarios en todos sus nucleoacutetidos (McPherson et al 1991)

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten por la diluciones de ADN puro (120ng) de L

interrogans serovar Australis se obtuvo un producto de 615pb hasta la dilucioacuten

110000 correspondiente a una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira

lo que coincide con la investigacioacuten realizada por Moreno et al (2010) cuyo liacutemite

de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR simple lipL32 obtuvo productos especiacuteficos

de 423 pb L interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten

110000 pero para el caso del liacutemite de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR

muacuteltiple secYflaB se obtuvieron productos especiacuteficos de 285 pb y 793 pb de L

interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten 1100 para secY y

11000 para flaB Estas diluciones se hicieron a partir de 120 ng de ADN extraiacutedo

de la cepa de referencia de Leptospira

El liacutemite de deteccioacuten para la PCR muacuteltiple indica una alta sensibilidad analiacutetica en

condiciones de PCR real esto lo posiciona como un meacutetodo de diagnoacutestico

molecular de eleccioacuten para estudios posteriores que busquen validar su uso

potencial para el diagnoacutestico de leptospirosis (Levett et al 2005)

La teacutecnica fue capaz de identificar Leptospira patoacutegena y saproacutefita lo que coincide

con el estudio de Kositanont et al (2007) que muestran resultados similares esto

se atribuye al uso de los cebadores especiacuteficos para la amplificacioacuten de genes

conservados en cepas patoacutegenas y saprofitas Otros estudios como los realizados

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 35

por Cheema et al (2007) Moreno et al (2010) y Rosario et al (2012) no

lograron detectar Leptospira saprofitas soacutelo patoacutegenas pues en ese estudio se

implicoacute solamente los genes conservados en cepas patoacutegenas de Leptospira La

inhabilidad de poder diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y no patoacutegenas puede

ser una dificultad en estudios ambientales donde se quiera diferenciar entre los

distintos serovares sin embargo no tiene importancia en el aspecto cliacutenico pues

no se aiacutesla Leptospira saprofitas en muestras animales (Ceacutespedes et al 2010)

Sin embargo otros estudios (Ibaacutentildeez et al 2010)) han mostrado anticuerpos contra

Leptospira sp serovariedad patoc en 1159 monos Rhesus (Macaca mulatta) en

condiciones de cautiverio Con tiacutetulos que variaron de 120 a 180 Silva et al

(2010) recogioacute muestra de 388 animales (aves reptiles mamiacuteferos y peces) tanto

salvajes como en cautiverio resultando positivo a MAT el 265 de los animales

Los tiacutetulos seroloacutegicos predominante fueron de 140 y 180 para los serotipos

patoc andamana canicola icterohaemorrhagiae y panamaacute

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute estar compuesta por 19 microl de Agua

free nucleasa 16 microl de GoTaqreg qPCR Master Mix 2 microl de cada uno de los

iniciadores (Lep F1 Lep R1 PU1 SU1 y Lep R1) a una concentracioacuten de 100

[Pmol] y 5 microl de ADN a un volumen final de 50 microl con una amplificacioacuten de 40

ciclos En una publicacioacuten similar realizada por Kosinatont et al (2007) utilizan 5microl

de buffer PCR 8 microl de MgCl2 1microl de cada iniciador a 20 [Pmol] y 5 microl de ADN a un

volumen final de 50microl Las condiciones de PCR consistieron de 35 ciclos Las

diferentes concentraciones de reactivos en ambos estudios se deben

probablemente a que las condiciones de laboratorio son diferentes en todas las

regiones ademaacutes del uso en el presente ensayo de un master mix comercial que

incluye todos los componentes para la PCR cuantitativa como son ADN Taq

polimerasa dATP dGTP dCTP dTTP y MgCl2 a excepcioacuten del ADN de la

muestra los cebadores y agua Utilizar este master mix evita errores en el

alineamiento de los cebadores en la temperatura de disociacioacuten de las cadenas

tanto del templado como del producto de la PCR la especificad del producto la

formacioacuten de diacutemero de cebadores y en la inhibicioacuten de la Taq polimerasa por

altas concentraciones de KCl o NaCl (Martinez et al 2004)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 36

En cuanto a los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia

en la capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y

saproacutefitas Eacuteste se puso a prueba debido a su utilizacioacuten en los medios de cultivo

cuando se toman muestras en el campo Su eficacia radica en que se une de

forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial para la siacutentesis de

nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases nitrogenadas que

forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se puede replicar lo

que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002) el 5-fluoracilo no fue una

sustancia inhibidora de la PCR pues no provoca el bloqueo directo total o parcial

de la actividad cataliacutetica de la ADN polimerasa o inhibe la unioacuten directa al ADN de

doble cadena (Newsletter Microbial 2009)

La extraccioacuten de ADN se hizo por calentamiento y con el kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) con el fin de determinar cuaacutel de los meacutetodos era el maacutes

efectivo para la extraccioacuten resultando ser la extraccioacuten por calentamiento ya que

fue capaz de detectar 8 muestras de 19 mientras que con el kit de extraccioacuten soacutelo

se lograron identificar 2 de 8 muestras Aunque con este meacutetodo ademaacutes de ser

de menor costoso se obtiene mayores valores de concentracioacuten y rendimiento de

ADN en el menor tiempo aportaacutendole rapidez y simplicidad a la prueba la pureza

del mismo es baja La importancia del proceso de purificacioacuten del material

geneacutetico es recobrar el producto maacuteximo de ADN de alto peso molecular libre de

proteiacutenas fenol e inhibidores de la Taq polimerasa El ADN de alta calidad es un

prerrequisito para su uso en teacutecnicas de biologiacutea molecular en este caso PCR

para la identificacioacuten de las secuencias especificas de ADN mediante el uso de

cebadores no asiacute el ADN degradado no sustenta la integridad de los sitios

blancos para los cebadores y consecuentemente afectar la calidad de la PCR

(Rada et al 1998)

Ademaacutes de la extraccioacuten de ADN por calentamiento existen otras teacutecnicas como

son meacutetodo fenol-cloroformo meacutetodo del acetato de potasio meacutetodo del acetato

de potasio modificado y meacutetodo de bromuro de cetil-trimetil amonio cuya base

principal es provocar una lisis celular para inactivar las nucleasas celulares y

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 37

separar los aacutecidos nucleicos de los restos de ceacutelulas (Fraga et al 2004) (Velasco

2005)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 38

7 CONCLUSIOacuteN

El PCR multiplex fue capaz de diferenciar entre Leptospira saprofita y

patoacutegena

Se obtuvo una baja sensibilidad pero alta especificidad

El 5-fluoracilo no mostro alteracioacuten en el proceso de amplificacioacuten

La mezcla maacutes adecuada fue la mezcla 1 compuesta por Agua free

nucleasa 19 microl Master mix 16 microl cebador 1 (Lep F1) 2 microl cebador 2-5

(LepR1) 4 microl cebador 3 (PU1) 2 microl cebador 4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl

Se obtuvo una alta sensibilidad analiacutetica o liacutemite de deteccioacuten capaz de

detectar hasta 0012 ng de ADN

El meacutetodo de extraccioacuten maacutes efectivo fue por calentamiento que por el kit

de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 39

8 RECOMENDACIONES

Validar la teacutecnica con una poblacioacuten maacutes representativa

Publicar los resultados de esta investigacioacuten con el fin de seguir mejorando

el diagnoacutestico de leptospirosis por PCR

Promover el uso de la PCR para un diagnoacutestico raacutepido de leptospirosis en

animales domeacutesticos

Realizar estudios de las fuentes de agua para la caracterizacioacuten de las

zonas de riesgo

Estandarizar teacutecnicas de diagnoacutestico de campo para fortalecer los sistemas

de vigilancia activa

Ofrecer charlas a las poblaciones con mayor prevalencia de leptospirosis

sobre el papel que juegan los animales en la transmisioacuten de la enfermedad

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 40

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 47

ANEXOS

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 48

Kit de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

1 20 microl de proteinasa K en eppendorf

2 Agregar 200 microl de la muestra

3 Agregar 200 microl de buffer AL y bortear por 5 segundos

4 Incubar a 56 ordmC por 10 minutos

5 Centrifugar brevemente

6 Agregar 200 microl de etanol (96 ndash 100)

7 Pasar la mezcla del paso 6 y colocarlo en un tubo de ensayo colector

procurando no tocar los bordes y centrifugar a 8000 rpm por 1 minuto Cambiar el

tubo colector descartando el contenido

8 Agregar en el centro de la columna 500 microl de buffer AW1 Centrifugar por 8000

rpm por 1 minuto luego descartar tubo colector y el contenido cambiando a un

nuevo tubo colector

9 Agregar 500 microl de buffer AW2 en el centro de la membrana y centrifugar a

14000 rpm por 3 minutos

10 Pasar la columna a eppendorf y centrifugar a velocidad maacutexima por 1 minuto

11 Pasar la columna a eppendorf y agregar 100 microl de buffer AE incubar a

temperatura ambiente por 1 minuto luego centrifugar a 8000 rpm por un minuto

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 53

Tabla 4 Cepario de referencia de Holanda

Especie Serogrupo Serovar Cepa de referencia

L Interrogans

Australis Australis Ballico

Autumnalis Autumnalis Akiyami A

Betaviae Betaviae Swart

Canicola Canicola Hond Utrechit IV

Djasiman Djasiman Djasiman

Hebdomadis Hebdomadis Hebdomadis

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagica RGA

Icterohaemorrhagia Copenhageni M20

Icterohaemorrhagia Copenhageni Wijnberg

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagia Kantorowic

Pomona Pomona Pomona

Pyrogenes Pyrogenes Salinem

Sejroe Hardjo Hardjoprajitho

Sejroe Wolffi 3705

L Noguchi

Australis Nicaragua 1011

Lousiana Lousiana LSU 1945

Panama Panama CZ 214

L Biorgpetersenii

Ballum Castellones Castellon 3

Javanica Javanica Veldrat Batavia

Mini Mini Sari

Serjoe Serjoe M 84

Tarassovi Tarassovi Pereplitsin

L welii

Celledoni Celledoni Celledoni

Manhao Qingshui L 105

Sarnin Sarm 11 Sarnin

L Kirschneri

Cynopteri Cynopteri 3522 C

Grippotyphosa Grippotyphosa Moskva V

L Neyeri Ranarum Ranarum ICF

L Santarosal Sherman Shermani 1342 K

L Biflexa Semaranga Patoc Patoc 1

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 17

31 Mecanismos de transmisioacuten

Las Leptospira se transmiten por contacto directo o indirecto La transmisioacuten

directa ocurre a traveacutes de orina infectada transferencia veneacuterea o

transplacentaria heridas por mordedura o ingestioacuten de tejidos infectados La

transmisioacuten indirecta se da a traveacutes de la exposicioacuten de los animales susceptibles

agua suelo alimento o camas contaminadas (Greene et al 2008)

Existen dos tipos de hueacutespedes involucrados en la transmisioacuten de la enfermedad

Los hueacutespedes primarios constituidos por aquellas especies que no desarrollan

una sintomatologiacutea evidente y que son capaces de eliminar por periodos

prolongados la bacteria y los hueacutespedes secundarios conformados por aquellas

especies que por el contrario enferman gravemente y no alcanzan a liberar la

bacteria o lo hacen por un periodo reducido (McDonough 2001)

32 Clasificacioacuten

A partir de 1989 el geacutenero Leptospira fue dividido en dos especies L interrogans

que comprendiacutea a todas las cepas patoacutegenas y L biflexa que incluiacutea a las cepas

saproacutefitas aisladas del medio ambiente Ambas fueron divididas en numerosos

serovares definidos por aglutinacioacuten Sobre 60 y 200 serovares han sido

reconocidos para L biflexa y L interrogans respectivamente Los serovares que

se encontraban relacionados antigeacutenicamente fueron agrupados como serogrupos

(Levett 2001)

33 Patogeacutenesis

La Leptospira es resistente a la actividad bactericida del suero normal y en

ausencia de anticuerpos especiacuteficos no es fagocitada ni destruida por los

polimorfonucleares o macroacutefagos Despueacutes de penetrar la piel o las mucosas la

Leptospira hace una bacteriemia que inicialmente alcanza todas las partes del

cuerpo incluyendo el liacutequido cefalorraquiacutedeo (LCR) y los ojos y genera la

produccioacuten de anticuerpos aglutinantes y el fenoacutemeno de opsonizacioacuten entre los

diacuteas 5 y 7 Si esta respuesta no es suficiente para detener su progreso la

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 18

Leptospira avanza en los tejidos Alliacute se multiplica en forma acelerada deja de ser

encontrada en la sangre y se elimina por la orina durante semanas o meses (fase

inmune o de leptospiruria) (Acosta et al 1994)

La leptospirosis puede presentarse con diferentes formas grados y combinaciones

de compromiso orgaacutenico ya sea como un cuadro febril inespeciacutefico como

afeccioacuten preferente de uno o maacutes oacuterganos involucrados o como una enfermedad

grave con compromiso multiorgaacutenico y alta letalidad (Zunino y Pizarro 2007)

La etapa aguda o septiceacutemica de alrededor de 1 semana seguida de una fase

inmune caracterizada por la produccioacuten de anticuerpos y eliminacioacuten de la

bacteria a traveacutes de la orina La mayor complicacioacuten de la patologiacutea se encuentra

asociada a la localizacioacuten de las bacterias en los tejidos durante la fase inmune

alrededor de la segunda semana de la patologiacutea (Levett 2001)

En animales susceptibles la lesioacuten de las membranas de los gloacutebulos rojos y de

las ceacutelulas endoteliales junto con el dantildeo hepatocelular desencadena anemia

hemoliacutetica ictericia hemoglobinuria y hemorragia (Quinn et al 2002)

La superficie de las ceacutelulas bacterianas constituye una interfase entre el patoacutegeno

y el hospedador formando un sitio de interaccioacuten con los tejidos durante la

infeccioacuten Para los patoacutegenos extracelulares la superficie bacteriana es tambieacuten el

blanco de la respuesta inmune del hospedador (Cullen et al 2005) Se ha

sentildealado que LipL32 interactuacutea con componentes de la matriz extracelular como el

colaacutegeno y que existe una respuesta de inmunoglobulina M contra la lipoproteiacutena

durante la fase aguda y convaleciente de leptospirosis en humanos (Hauk et al

2008)

34 Sintomatologiacutea

Las manifestaciones oculares incluyen efusioacuten conjuntival presencia de ictericia

en la escleroacutetica y uveiacutetis Esta uacuteltima puede ser unilateral o bilateral y puede

presentarse semanas meses y ocasionalmente en antildeos posterior a la

enfermedad aguda (Levett 2001)

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 19

Las alteraciones reproductivas pueden ocurrir posterior a una infeccioacuten y la

leptospirosis debe ser considerada como diagnoacutestico diferencial en casos de

aborto o muerte perinatal (Andreacute Fontaine 2006)

En bovinos la enfermedad puede ser aguda subaguda y croacutenica En la forma

aguda son maacutes susceptibles los animales de un mes de edad Se caracteriza por

septicemia fiebre de 405 Cdeg anorexia petequias en mucosas depresioacuten

ictericia anemia hemoliacutetica con hemoglobinuria palidez de las mucosas disnea

suele ocurrir aborto baja de la produccioacuten de la leche y ocasionalmente mastitis

En la forma subaguda se presentan los mismos siacutentomas la fiebre es de 39 a 40

Cdeg existe baja de la produccioacuten laacutectea y esta es de color rojo o anaranjado

amarillento En la forma croacutenica generalmente los siacutentomas son aborto que se

presenta en el uacuteltimo tercio de la gestacioacuten ocasionalmente se puede presentar

meningitis leptospiroacutesica incoordinacioacuten sialorrea conjuntivitis y rigidez muscular

En porcinos generalmente se presenta la forma croacutenica en ovinos y caprinos no

se conoce mucho la enfermedad debido a su poca frecuencia y la mayor parte de

los animales afectados se encuentran muertos con apariencia septiceacutemica en

equinos se presenta la forma subaguda en perros y gatos se presenta la

enfermedad desde formas subcliacutenicas hasta formas graves en animales

silvestres la mayoriacutea estaacuten adaptados y no manifiestan siacutentomas cliacutenicos (Acha et

al 1978)

35 Diagnoacutestico

Debido a que las manifestaciones cliacutenicas de la leptospirosis variacutean en tipo y

gravedad tanto en los hombres como en animales es difiacutecil su diagnoacutestico cliacutenico

hacieacutendose necesaria la confirmacioacuten de los casos mediante pruebas de

laboratorio existen pruebas que sin ser especiacuteficas para la enfermedad pueden

orientar al cliacutenico hacia el diagnoacutestico de leptospirosis (Ceacutespedes 2005)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 20

351 Diagnoacutestico epidemioloacutegico

La anamnesis debe incluir datos sobre la eacutepoca del antildeo en la que aparecioacute el

brote la aptitud del rebantildeo el estado sanitario del mismo el contacto con otras

especies domeacutesticas la sintomatologiacutea predominante y si se realiza vacunacioacuten

frente a la leptospirosis Asimismo deberaacute obtenerse informacioacuten sobre el nuacutemero

de animales afectados la edad de los mismos y la fase de la gestacioacuten en que se

produce el aborto (Alonso et al 2001)

352 Pruebas Diagnoacutesticas

Se basa en el cultivo del organismo la demostracioacuten seroloacutegica o el diagnoacutestico

molecular (Dammert 2005)

3521 Cultivo

La Leptospira se puede aislar de muestras de sangre y liacutequido cefalorraquiacutedeo en

los primeros 7-10 diacuteas de la enfermedad y en la orina puede ser detectada durante

la segunda y tercera semana de la enfermedad (Bharti 2003) Una vez tomada la

muestra esta se debe inocular en 10 ml de medio semisoacutelido que contenga 5-

fluoracilo

El cultivo debe ser incubado a 28-30 degC y ser examinado semanalmente en el

microscopio de campo oscuro durante 13 semanas antes de ser descartado Los

cultivos contaminados pueden ser filtrados antes de recultivarlos a un medio

nuevo (Levett 2001)

Existen otros medios recientemente desarrollados uacutetiles en el aislamiento de la

Leptospira medio EMJH (Ellinghausen y Mcllough modificado por Johnson y

Harries) y el medio Tween 80-albuacutemina este uacuteltimo considerado el mejor

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 21

Como el cultivo tiene el inconveniente de ser muy largo (5-6 semanas de

incubacioacuten) no se debe considerar para definir una conducta terapeacuteutica inicial

(Acosta et al 1994)

3522 Pruebas seroloacutegicas

Las pruebas seroloacutegicas constituyen el procedimiento de laboratorio utilizado con

maacutes frecuencia para confirmar el diagnoacutestico cliacutenico para determinar la

prevalencia en el rebantildeo y para realizar los estudios epidemioloacutegicos Los

anticuerpos de las Leptospira aparecen a los pocos diacuteas del comienzo de la

enfermedad y persisten durante semanas o meses y en algunos casos antildeos

Desafortunadamente los tiacutetulos de anticuerpos puede que desciendan hasta

niveles indetectables mientras los animales permanecen infectados croacutenicamente

Para superar este problema se necesitan meacutetodos sensibles que detecten el

microorganismo en la orina o en el tracto genital de portadores croacutenicos

Se ha descrito una amplia variedad de pruebas seroloacutegicas que muestran grados

variables de especificidad de serogrupo y de serotipo La prueba de la aglutinacioacuten

microscoacutepica (MAT) y el enzimoinmunoensayo (ELISA) contribuyen al diagnoacutestico

veterinario (OIE 2008)

35221 Prueba de Aglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) La prueba MAT en la

que se emplean antiacutegenos vivos es la prueba seroloacutegica maacutes ampliamente

utilizada Constituye la prueba de referencia frente a la que se evaluacutean todas las

otras pruebas seroloacutegicas y se utiliza en las comprobaciones para la

importacioacutenexportacioacuten (OIE 2008)

El MAT posee una alta sensibilidad y especificidad siendo sus resultados

utilizados para identificar el serovar o serogrupo infectante pero requiere de la

experiencia del operador y la variacioacuten diagnoacutestica entre laboratorios es elevada

(Bharti et al 2003) Para llevarlo a cabo se requiere que el laboratorio cuente con

cultivos vivos de todos los serovares para emplearlos como antiacutegenos

consideraacutendose que su interpretacioacuten es complicada debido a la alta degradacioacuten

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 22

presencia de reaccioacuten cruzada entre diferentes serogrupos y a reacciones

paradoacutejicas (Levett 2001)

35222 Otras pruebas seroloacutegicas Debido a la complejidad de la prueba de

Aglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) se ha desarrollado otras pruebas seroloacutegicas

para la deteccioacuten de anticuerpos antileptospira en la fase aguda de la infeccioacuten La

fijacioacuten de complemento (CF) fue ampliamente usado pero el meacutetodo no fue

estandarizado La prueba de Fijacioacuten de complemento ha sido reemplazada por el

meacutetodo ELISA (Levett 2001)

El ELISA se utiliza tanto para la deteccioacuten de anticuerpos en la leche como en el

suero permitiendo ademaacutes diferenciar entre IgG e IgM (Alonso et al 2001) En

este ensayo se detecta IgM antileptospira tan solo 1 semana despueacutes de la

infeccioacuten antes de que esteacuten presentes los anticuerpos aglutinantes Los

anticuerpos IgG se detectan comenzando 2 semanas despueacutes de la infeccioacuten y

persisten durante largos periodos de tiempo (OIE 2008)

La deteccioacuten de IgM en suero por ELISA es maacutes sensible que el MAT cuando la

primera muestra se toma en la fase aguda de la enfermedad (Ceacutespedes 2005)

Ademaacutes presenta otras ventajas frente al MAT como es el hecho de no presentar

riesgo sanitario para los operarios ser de faacutecil estandarizacioacuten y ser una prueba

en la que las reacciones cruzadas son poco frecuentes Sus principales

desventajas son que normalmente son serovar especiacuteficos con lo cual no

obtendremos informacioacuten acerca de una posible infeccioacuten por otros serovares y

que no permite diferenciar entre anticuerpos vacunales y de infeccioacuten (Alonso et

al 2001)

3523 Diagnoacutestico molecular

35231 Reaccioacuten en cadena de la polimerasa (PCR)

La PCR es un meacutetodo in vitro de siacutentesis de ADN con el que un segmento

particular de este es especiacuteficamente amplificado al ser delimitado por un par de

cebadores o iniciadores que lo flanquean Su copiado se logra en forma

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 23

exponencial a traveacutes de repetidos ciclos de diferentes periodos y temperaturas de

incubacioacuten en presencia de una enzima ADN polimerasa termoestable Asiacute se

obtienen en cuestioacuten de horas millones de copias de la secuencia deseada del

ADN

La PCR es una teacutecnica de biologiacutea molecular altamente especiacutefica raacutepida

sensible y versaacutetil para detectar cantidades iacutenfimas de un cierto ADN especiacutefico

posibilitando su faacutecil identificacioacuten (Rodriacuteguez et al 2004)

El meacutetodo se basa en su forma maacutes simple en la realizacioacuten de tres reacciones

sucesivas llevadas a cabo a distintas temperaturas Estas reacciones se repiten

ciacuteclicamente entre veinte y cuarenta veces La muestra se calienta en el primer

paso hasta lograr la separacioacuten de las dos cadenas que constituyen el ADN

hecho que se conoce como desnaturalizacioacuten (Satz et al 1993) En el segundo

ocurre la hibridacioacuten de las cadenas desnaturalizadas del ADN blanco con los

denominados cebadores o iniciadores (ADN sinteacutetico de hebra sencilla) a una

temperatura que facilita el apareamiento de las bases nitrogenadas

complementarias de ambas clases de ADNs (Rodriacuteguez et al 2004) Por uacuteltimo se

da la reaccioacuten de extensioacuten que generalmente es llevada a cabo a una

temperatura intermedia en la cual la ADN polimerasa copia el ADN entre las

secuencias correspondientes a los oligonucleoacutetidos iniciadores (Torres et al

1995) La deteccioacuten se realiza mediante electroforesis en gel de agarosa y tincioacuten

con bromuro de etidio (Costa 2004)

En los uacuteltimos antildeos se ha desarrollado PCR en muestras bioloacutegicas como orina

suero liacutequido cefalorraquiacutedeo y tejido renal posicionaacutendose la teacutecnica como una

herramienta de diagnoacutestico sensible y especiacutefica en la deteccioacuten e identificacioacuten

de Leptospira spp (Levett 2001 Branger et al 2005)

Una limitacioacuten de diagnoacutestico basado en la PCR de la leptospirosis es la

incapacidad de la mayoriacutea de los ensayos de PCR para identificar el serovar

infectante Si bien esto no es significativo para la gestioacuten individual del paciente la

identidad del serovar tiene un importante valor epidemioloacutegico y en salud puacuteblica

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 24

Las estrategias disentildeadas para superar este obstaacuteculo han incluido la digestioacuten de

productos de PCR con endonucleasas de restriccioacuten secuenciacioacuten directa de los

amplicones y Anaacutelisis de Conformacioacuten de Cadena Sencilla (SSCP)

Genomospecies de Leptospira pueden ser diferenciadas despueacutes de la PCR por

electroforesis en geles de poliacrilamida no desnaturalizante seguido por tincioacuten

con plata y sin el paso adicional de purificacioacuten y desnaturalizacioacuten (Ahmad et al

2005)

35232 Reaccioacuten en cadena de la polimerasa muacuteltiple

La PCR muacuteltiple son reacciones que consiguen amplificar simultaacuteneamente y en

un uacutenico tubo diferentes secuencias diana permitiendo la deteccioacuten e

identificacioacuten simultaacutenea de distintos genes de intereacutes (Mendez et al 2004)

35233 Fingerprinting

Un desarrollo reciente en el anaacutelisis del ADN ribotipificacioacuten se basa en el

Polimorfismo de Longitud de Fragmentos de Restriccioacuten (RFLP) Posterior a la

electroforesis del gel Agarosa el ADN es trasferido sobre una membrana y

posteriormente hibridado con sondas marcadas desde el 16S al 23S de la cadena

de ARN por lo tanto nos da una interpretacioacuten maacutes raacutepida y faacutecil del Fingerprints

Este meacutetodo es una herramienta uacutetil para la tipificacioacuten molecular de Leptospira

ya que esta metodologiacutea utiliza reactivos disponibles comercialmente puede ser

aplicada por laboratorio de diagnoacutestico y no requiere el mantenimiento de todas

las cepas de referencia y correspondientemente suero inmune de conejo La

tipificacioacuten ribosomal tambieacuten nos provee informacioacuten sobre la relacioacuten genoacutemica

basado en la similitud que tienen en comuacuten fragmentos de cadenas de Leptospira

(Terpstra et al 1986)

35234 Anticuerpo monoclonales

Los anticuerpos monoclonales son glicoproteiacutenas especializadas que hacen parte

del sistema inmune producidas por las ceacutelulas B con la capacidad de conocer

moleacuteculas especificas (Antiacutegenos) Los anticuerpos monoclonales son

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 25

herramientas esenciales en el aacutembito cliacutenico y biotecnoloacutegico y han probado ser

uacutetiles en el diagnoacutestico y tratamiento de enfermedades infecciosas inmunoloacutegicas

y neoplaacutesicas asiacute como tambieacuten en el estudio de las interacciones patoacutegenas-

hospedador y la marcacioacuten deteccioacuten y cuantificacioacuten de diversas moleacuteculas

(Machado et al 2006)

Se han preparado anticuerpos monoclonales de conejo que aglutinan Leptospira y

los serovares pueden ser identificados con base en patrones caracteriacutesticos de

aglutinacioacuten Preparar anticuerpos monoclonales es difiacutecil y toma tiempo pero

usarlos en la MAT para serotipificar es faacutecil y da resultados raacutepidos Actualmente

estaacuten disponibles anticuerpos monoclonales para tipificar cerca de la mitad de los

serovares maacutes comunes actualmente reconocidos (OMS 2008)

35235 Secuenciacioacuten del ARNr 16S

La amplificacioacuten del gen para su posterior secuenciacioacuten parte preferentemente

de ADN extraiacutedo de un cultivo puro de la bacteria pero tambieacuten puede

conseguirse directamente de una muestra cliacutenica

El meacutetodo molecular de identificacioacuten bacteriana mediante secuenciacioacuten del

ADNr 16S incluye tres etapas a) amplificacioacuten del gen a partir de la muestra

apropiada b) determinacioacuten de la secuencia de nucleoacutetidos del amplicoacuten y c)

anaacutelisis de la secuencia (Rodicio et al 2004)

La secuenciacioacuten del ARNr 16S es un meacutetodo potente y simplificado para la

identificacioacuten de especies Leptospira (Morey et al 2006)

35236 Microarrays

El anaacutelisis de microarray consiste en la deteccioacuten e identificacioacuten simultaacutenea de un

patoacutegeno desde la misma muestra para asiacute ser implementado en los laboratorios

cliacutenicos de microbiologiacutea con facilidad y exactitud

Microarray simplemente se define como una coleccioacuten de caracteriacutesticas

microscoacutepicas (maacutes comuacutenmente ADN) que se puede probar con moleacuteculas diana

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

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para producir ya sea (expresioacuten geacutenica) cuantitativa o los datos cualitativos

(diagnoacutestico)

El anaacutelisis por medio de microarray tiene la capacidad de ofrecer una fuerte

deteccioacuten muacuteltiple Existen plataformas de microarrays muacuteltiples incluyendo

impresos de ADN de doble cadena y matrices de oligonucleoacutetidos

Los microarrays permiten el depoacutesito de miles de puntos conteniendo genes o

parte de genes sobre un portaobjetos para su estudio en paralelo De esta manera

es posible tener una visioacuten instantaacutenea de actividad de genomas completos o de

un grupo selecto de genes (Miller et al 2009)

En los estudios de microarrays se combinan las teacutecnicas de hibridizacioacuten de

aacutecidos nucleicos y deteccioacuten por fluorescencia De esta manera soacutelo en los

puntos del portaobjeto donde haya ocurrido hibridizacioacuten habraacute fluorescencia y la

intensidad de la fluorescencia detectada seraacute proporcional al nivel de expresioacuten

del gen en estudio

Una condicioacuten indispensable es que cada uno de los genes que esteacute representado

sea faacutecilmente distinguible de otros En otras palabras la porcioacuten del gen

inmovilizada en el portaobjeto debe llevar consigo independientemente de su

tamantildeo su ceacutedula de identidad (Barrero 2005)

La hibridacioacuten genoacutemica comparada (CGH) ha demostrado ser una herramienta

muy poderosa para las comparaciones genoacutemicas de alto rendimiento entre

especies patoacutegenas y no patoacutegenas y la exploracioacuten del genoma de muchas

especies bacterianas Las secuencias genoacutemicas disponibles de L interrogans

serovar Lai y copenhageni se utilizaron para disentildear una matriz de mosaico (Eribo

et al 2012)

35237 Enzimas de Restriccioacuten

El meacutetodo consiste en la extraccioacuten de ADN a partir de una poblacioacuten homogeacutenea

de organismos la digestioacuten del ADN con una endonucleasa de restriccioacuten y la

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 27

electroforesis en gel de agarosa del ADN Debido a que las endonucleasas de

restriccioacuten reconocen y se unen al ADN de doble cadena especiacuteficamente a la

secuencia 4 oacute 6 de pares de bases se genera un conjunto de fragmentos La

migracioacuten de estos fragmentos en gel de agarosa estaacute relacionada con el peso

molecular un patroacuten de bandas se puede ver en el gel por la luz ultravioleta siacute se

tintildeeron con bromuro de etidio o por autorradiografiacutea Estos modelos constituyen

una huella digital caracteriacutestico de cualquier ADN en particular (Marshall et al

1981)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 28

4 MATERIAL Y MEacuteTODO

41 Tipo de estudio Ensayo de laboratorio

42 Cepas En este estudio se emplearon 30 cepas distribuidas en 24 serogrupos

de Leptospira proporcionados por Centro Nacional de Diagnoacutestico y Referencia

(CNDR)

43 Muestras Las condiciones de crecimiento para la Leptospira fueron de 28-

30degC durante siete diacuteas en el medio Ellinghaussen-McCullough-Johnson-Harris

(EMJH)

45 PCR cebadores y condiciones de amplificacioacuten

Los cebadores de oligonucleoacutetidos LepF1 PU1 y LepR1 que corresponden a las

posiciones 8461 a 8480 8720 a 8738 y 9334 a 9316 respectivamente fueron

disentildeados para unirse a regioacuten 23S del ADNr la cual corresponde a la secuencia

de Leptospira interrogans (patoacutegena)

Los cebadores SU1 y LepR1 fueron disentildeados para serovares de saproacutefitas que

corresponden a la posicioacuten 326 a 343 y 641 a 623 respectivamente basado en la

secuencia parcial del ADNr de Leptospira biflexa La secuencia de los cebadores

se demuestra en la tabla 1

Tabla1 Cebadores utilizados en la amplificacioacuten

Cebador Secuenciacioacuten 5` a 3` Especificidad Posicioacuten de la base

LepF1 GTTACCAAGCACAAGATTAG Leptospira spp 8461 - 8480

LepR1 TAGTCCCGATTACATTTTC Leptospira spp 9334 - 9316

PU1 TATCAGAGCCTT TTAATGG Patoacutegena 8720 - 8738

SU1 TTTAGGGTTAGCGTGGTA Saproacutefita 326 - 343

LepR1 TAGTCCCGATTACATTTTC Leptospira spp 641 - 623

El ADN de la Leptospira fue amplificado usando LepF1 (5

GTTACCAAGCACAAGATTAG 3) y LepR1 (5 TAGTCCCGATTACATTTTC 3)

Para la multiplex PCR fueron usado como cebadores internos PU1 (5

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 29

TATCAGAGCCTTTTAATGG 3) SU1 (5 TTTAGGGTTAGCGTGGTA 3) y LepR1

(5 TAGTCCCGATTACATTTTC 3)

Para la amplificacioacuten del ADN se utilizoacute como control positivo de patoacutegena la cepa

icterohaemorrhagiae mientras que como control de saproacutefita se utilizoacute la cepa

patoc ambas se encontraban en caldo de cultivo Ellinghausen-McCullough-

Johnson-Harris (EMJH) y como control negativo se utilizoacute agua libre de nucleasa

Los segmentos de ADN amplificado para patoacutegenas corresponde a 615 pb y para

saproacutefitas 316 pb (gen 23S ADNr) Esta amplificacioacuten fue realizada en el

termociclador Las condiciones de la PCR consistieron en 40 ciclos Una

desnaturalizacioacuten inicial fue de 94degC por 5 minutos Cada ciclo comprendioacute una

desnaturalizacioacuten a 94degC por 1 minuto temperatura de anneling a 50degC por 50

segundos y una extensioacuten a 72degC por 1 minuto El uacuteltimo paso fue la elongacioacuten a

72degC por 7 minutos

46 Paraacutemetros a probar en la estandarizacioacuten

461 Mezcla

Se sometieron a prueba tres tipos de mezcla cada una con concentraciones

distintas pero con un volumen final de 50 microl reflejadas en la tabla 2

Tabla 2 Mezclas de reactivos puestas a prueba

Componente Mezcla 1 Mezcla 2 Mezcla 3

Agua free nucleasa 19 microl 26 microl 14 microl

Master mix 16 microl 8 microl 16 microl

Cebador 1 (LepF1) 2 microl 2 microl 2 microl

Cebador 2-5 (LepR1) 4 microl 2 microl 4 microl

Cebador 3 (PU1) 2 microl 1 microl 2 microl

Cebador 4 (SU1) 2 microl 1 microl 2 microl

AND (muestral o control) 5 microl 10 microl 10 microl

Volumen final 50 microl 50 microl 50 microl

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462 5-Fluoracilo

Se puso a prueba el papel que juega el 5-fluoracilo debido a su utilizacioacuten en los

medios de cultivo para evitar la contaminacioacuten bacteriana de las Leptospira

ademaacutes que permite un mejor crecimiento de eacutestas (WHO 1967) Su eficacia

radica en que se une de forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial

para la siacutentesis de nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases

nitrogenadas que forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se

puede replicar lo que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002)

463 Tipo de extraccioacuten de ADN

El ADN genoacutemico de las cepas de Leptospira y de las muestras sanguiacuteneas y

orina fue extraiacutedo de acuerdo a las instrucciones del kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) siguiendo los procedimientos de manufactura (ver anexo

1)

Se ensayaron extracciones por calentamiento a 90degC ndash 100degC por 20 minutos El

ADN extraiacutedo fue almacenado a -20deg C hasta su amplificacioacuten

464 Muestras fingidas

Se obtuvieron muestras de suero y orina de cada especie (canino bovino porcino

y equino) y se mezclaron con cepas de referencia proporcionados por el Centro

Nacional De Investigacioacuten de Holanda para posteriormente realizar PCR A cada

muestra se le realizoacute extracciones por calentamiento y por el kit de extraccioacuten

QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

47 Determinacioacuten del liacutemite de deteccioacuten

Se determinoacute al calcular la cantidad de ADN que capaz de detectar la teacutecnica en

un ml de muestras de sangre y orina para esto se realizoacute una serie de diluciones

(desde 11 hasta 110000000) de las muestras a partir de una concentracioacuten de

ADN conocida (120 ng)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 31

48 Sensibilidad

Se sometieron 29 serovares patoacutegenas y 1 saproacutefita como controles positivos

proporcionados por Centro Nacional de Diagnoacutestico y Referencia

Se calculoacute la sensibilidad y el intervalo de confianza del 95 en el programa

EPIDAT 31 de acuerdo a la siguiente foacutermula

VP= Verdaderos positivos

FN= Falsos negativos

49 Especificidad

Se realizoacute un ensayo de especificidad utilizando ADN de 10 muestras con otras

cepas bacterianas diferentes a Leptospira que fueron inoculadas en medio EMJH

y suero para detectar falsos positivos el panel de muestras se describe en la

siguiente tabla

Tabla 3 Cepas bacterianas utilizadas para la determinacioacuten de la

especificidad

Cepa Nuacutemero de muestras

Staphyloccocus aureus 2

Escherichi coli 2

Salmonella spp 2

Proteus spp 2

Streptococcus pyogenes 2

Se calculoacute la especificidad y el correspondiente intervalo de confianza (95) en el

programa EPIDAT 31 de acuerdo a la siguiente foacutermula

VN= Verdaderas negativos

FP= Falso Positivos

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 32

5 RESULTADOS

De los 30 serovares que se sometieron al ensayo se detectaron 15 siendo

correspondiente a 12 serogrupos dentro los que se encuentran pomona e

icterohaemorrhagia dentro las patoacutegenas de importancia asiacute como el serogrupo

patoc de la saprofitas puesta a prueba Ver foto 1

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute ser la nuacutemero 1 compuesta por

Agua free nucleasa 19 microl Master mix 16 microl Primer 1 (Lep F1) 2 microl Primer 2-5

(LepR1) 4 microl Primer 3 (PU1) 2 microl Primer4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl Ver foto 2

En los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia en la

capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y saprofitas Ver

foto 2

La extraccioacuten maacutes adecuada resultoacute ser por calentamiento en la que se

identificaron 8 muestras de 19 mientras que las extracciones con el kit de

extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg) solo 2 muestras de 8 fueron

identificadas Ver foto 3

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten se encontroacute que la teacutecnica es capaz de identificar

una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira correspondiente a una

dilucioacuten 110000 Ver foto 4

En la determinacioacuten de la capacidad de la teacutecnica para detectar e identificar

Leptospira en muestras de campo se encontroacute que de 12 muestras de suero se

identificaron 3 mientras que de 13 muestras de orina fueron identificadas 5 Ver

foto 3

La sensibilidad mostrada fue de 50 IC 95 (3044 ndash 6956) mientras que la

especificidad fue de 100 IC 95 (95 ndash 100) con un valor predictivo positivos de

100 IC 95 (9667 ndash 100) y un valor predictivo negativo de 40 IC 95 (1880 ndash

6120) esto con una prevalencia de 75 IC 95 (6033 ndash 8967) mostrando un

Iacutendice de validez de 6550 IC 95 (4625 ndash 7875)

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6 DISCUSIOacuteN

Actualmente el meacutetodo para diagnosticar leptospirosis es la prueba de

Microaglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) pero esta resulta tediosa por la necesidad

de mantener las cepas lo que implica tambieacuten un riesgo potencial para el personal

de laboratorio ademaacutes no diferencia entre anticuerpos vacunales y de infeccioacuten

Otro meacutetodo directo de diagnoacutestico es el cultivo pero es limitado y requiere de

mucho tiempo (Alonso et al 2001)

Debido a las restricciones que generan estas pruebas diagnoacutesticas se ha

estandarizado una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y

patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos

En este estudio se sometieron 30 serovares al ensayo de los que se detectaron

15 correspondiente a 12 serogrupos amplificados mostrando una sensibilidad del

50 diferente a los resultados obtenidos por Ceacutespedes et al (2007) en cuyo

estudio la PCR pudo amplificar el ADN de 25 serovares de seis especies de

Leptospira spp con una sensibilidad del 100 in vitro Moreno et al (2010) mostroacute

un amplificado especiacutefico para 2122 cepas de referencia con la PCR simple

lipL32 mientras que la PCR muacuteltiple secYflaB amplificoacute 1822 cepas

Esta sensibilidad baja indica que la teacutecnica no es recomendada como una prueba

de tamizaje ya que ademaacutes del alto costo no es capaz de detectar a toda la

poblacioacuten infectada en cambio la especificidad que se obtuvo fue del 100

demostrada con el uso de ADN de otros agentes patoacutegenos (Staphyloccocus

Aureus Escherichi coli Salmonella spp Proteus spp y Streptococcus pyogenes)

los cuales no fueron amplificados Esto coincide con los ensayo realizado por

Ceacutespedes et al (2007) Moreno et al (2010) Kositanont et al (2007) y Boonsilp et al

(2011) los cuales muestran una especificad del 100 al no obtener amplificado del

ADN de otras cepas patoacutegenas que causan enfermedades febriles en sus paiacuteses

La causa de una especificidad tan alta de la reaccioacuten se debe a las secuencias

nucleotiacutedicas especiacuteficas formadas por los oligonucleoacutetidos (cebadores) LepF1 (5rsquo

GTTACCAAGCACAAGATTAG 3rsquo) LepR1 (5rsquo TAGTCCCGATTACATTTTC 3rsquo)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

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PU1 (5rsquo TATCAGAGCCTTTTAATGG 3rsquo) y SU1 (5rsquo TTTAGGGTTAGCGTGGTA 3rsquo)

que fueron disentildeados para detectar secuencias nucleotiacutedicas especiacuteficas en este

caso el genoma de Leptospira spp (OIE 2006) Tambieacuten se debe tomar en cuenta

que la especificidad de la PCR depende ademaacutes de la temperatura empleada en

la fase de hibridacioacuten y de la cantidad de iones divalentes que se incorporan a la

reaccioacuten Cuanto mayor sea la temperatura utilizada en la fase de hibridacioacuten maacutes

especiacutefica es la reaccioacuten Esto se debe a que a mayor temperatura maacutes dificultada

se ve la unioacuten entre el cebador y la cadena molde en condiciones de

temperaturas de hibridacioacuten elevadas el cebador soacutelo se uniraacute a la cadena molde

si son complementarios en todos sus nucleoacutetidos (McPherson et al 1991)

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten por la diluciones de ADN puro (120ng) de L

interrogans serovar Australis se obtuvo un producto de 615pb hasta la dilucioacuten

110000 correspondiente a una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira

lo que coincide con la investigacioacuten realizada por Moreno et al (2010) cuyo liacutemite

de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR simple lipL32 obtuvo productos especiacuteficos

de 423 pb L interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten

110000 pero para el caso del liacutemite de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR

muacuteltiple secYflaB se obtuvieron productos especiacuteficos de 285 pb y 793 pb de L

interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten 1100 para secY y

11000 para flaB Estas diluciones se hicieron a partir de 120 ng de ADN extraiacutedo

de la cepa de referencia de Leptospira

El liacutemite de deteccioacuten para la PCR muacuteltiple indica una alta sensibilidad analiacutetica en

condiciones de PCR real esto lo posiciona como un meacutetodo de diagnoacutestico

molecular de eleccioacuten para estudios posteriores que busquen validar su uso

potencial para el diagnoacutestico de leptospirosis (Levett et al 2005)

La teacutecnica fue capaz de identificar Leptospira patoacutegena y saproacutefita lo que coincide

con el estudio de Kositanont et al (2007) que muestran resultados similares esto

se atribuye al uso de los cebadores especiacuteficos para la amplificacioacuten de genes

conservados en cepas patoacutegenas y saprofitas Otros estudios como los realizados

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 35

por Cheema et al (2007) Moreno et al (2010) y Rosario et al (2012) no

lograron detectar Leptospira saprofitas soacutelo patoacutegenas pues en ese estudio se

implicoacute solamente los genes conservados en cepas patoacutegenas de Leptospira La

inhabilidad de poder diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y no patoacutegenas puede

ser una dificultad en estudios ambientales donde se quiera diferenciar entre los

distintos serovares sin embargo no tiene importancia en el aspecto cliacutenico pues

no se aiacutesla Leptospira saprofitas en muestras animales (Ceacutespedes et al 2010)

Sin embargo otros estudios (Ibaacutentildeez et al 2010)) han mostrado anticuerpos contra

Leptospira sp serovariedad patoc en 1159 monos Rhesus (Macaca mulatta) en

condiciones de cautiverio Con tiacutetulos que variaron de 120 a 180 Silva et al

(2010) recogioacute muestra de 388 animales (aves reptiles mamiacuteferos y peces) tanto

salvajes como en cautiverio resultando positivo a MAT el 265 de los animales

Los tiacutetulos seroloacutegicos predominante fueron de 140 y 180 para los serotipos

patoc andamana canicola icterohaemorrhagiae y panamaacute

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute estar compuesta por 19 microl de Agua

free nucleasa 16 microl de GoTaqreg qPCR Master Mix 2 microl de cada uno de los

iniciadores (Lep F1 Lep R1 PU1 SU1 y Lep R1) a una concentracioacuten de 100

[Pmol] y 5 microl de ADN a un volumen final de 50 microl con una amplificacioacuten de 40

ciclos En una publicacioacuten similar realizada por Kosinatont et al (2007) utilizan 5microl

de buffer PCR 8 microl de MgCl2 1microl de cada iniciador a 20 [Pmol] y 5 microl de ADN a un

volumen final de 50microl Las condiciones de PCR consistieron de 35 ciclos Las

diferentes concentraciones de reactivos en ambos estudios se deben

probablemente a que las condiciones de laboratorio son diferentes en todas las

regiones ademaacutes del uso en el presente ensayo de un master mix comercial que

incluye todos los componentes para la PCR cuantitativa como son ADN Taq

polimerasa dATP dGTP dCTP dTTP y MgCl2 a excepcioacuten del ADN de la

muestra los cebadores y agua Utilizar este master mix evita errores en el

alineamiento de los cebadores en la temperatura de disociacioacuten de las cadenas

tanto del templado como del producto de la PCR la especificad del producto la

formacioacuten de diacutemero de cebadores y en la inhibicioacuten de la Taq polimerasa por

altas concentraciones de KCl o NaCl (Martinez et al 2004)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 36

En cuanto a los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia

en la capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y

saproacutefitas Eacuteste se puso a prueba debido a su utilizacioacuten en los medios de cultivo

cuando se toman muestras en el campo Su eficacia radica en que se une de

forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial para la siacutentesis de

nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases nitrogenadas que

forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se puede replicar lo

que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002) el 5-fluoracilo no fue una

sustancia inhibidora de la PCR pues no provoca el bloqueo directo total o parcial

de la actividad cataliacutetica de la ADN polimerasa o inhibe la unioacuten directa al ADN de

doble cadena (Newsletter Microbial 2009)

La extraccioacuten de ADN se hizo por calentamiento y con el kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) con el fin de determinar cuaacutel de los meacutetodos era el maacutes

efectivo para la extraccioacuten resultando ser la extraccioacuten por calentamiento ya que

fue capaz de detectar 8 muestras de 19 mientras que con el kit de extraccioacuten soacutelo

se lograron identificar 2 de 8 muestras Aunque con este meacutetodo ademaacutes de ser

de menor costoso se obtiene mayores valores de concentracioacuten y rendimiento de

ADN en el menor tiempo aportaacutendole rapidez y simplicidad a la prueba la pureza

del mismo es baja La importancia del proceso de purificacioacuten del material

geneacutetico es recobrar el producto maacuteximo de ADN de alto peso molecular libre de

proteiacutenas fenol e inhibidores de la Taq polimerasa El ADN de alta calidad es un

prerrequisito para su uso en teacutecnicas de biologiacutea molecular en este caso PCR

para la identificacioacuten de las secuencias especificas de ADN mediante el uso de

cebadores no asiacute el ADN degradado no sustenta la integridad de los sitios

blancos para los cebadores y consecuentemente afectar la calidad de la PCR

(Rada et al 1998)

Ademaacutes de la extraccioacuten de ADN por calentamiento existen otras teacutecnicas como

son meacutetodo fenol-cloroformo meacutetodo del acetato de potasio meacutetodo del acetato

de potasio modificado y meacutetodo de bromuro de cetil-trimetil amonio cuya base

principal es provocar una lisis celular para inactivar las nucleasas celulares y

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separar los aacutecidos nucleicos de los restos de ceacutelulas (Fraga et al 2004) (Velasco

2005)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 38

7 CONCLUSIOacuteN

El PCR multiplex fue capaz de diferenciar entre Leptospira saprofita y

patoacutegena

Se obtuvo una baja sensibilidad pero alta especificidad

El 5-fluoracilo no mostro alteracioacuten en el proceso de amplificacioacuten

La mezcla maacutes adecuada fue la mezcla 1 compuesta por Agua free

nucleasa 19 microl Master mix 16 microl cebador 1 (Lep F1) 2 microl cebador 2-5

(LepR1) 4 microl cebador 3 (PU1) 2 microl cebador 4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl

Se obtuvo una alta sensibilidad analiacutetica o liacutemite de deteccioacuten capaz de

detectar hasta 0012 ng de ADN

El meacutetodo de extraccioacuten maacutes efectivo fue por calentamiento que por el kit

de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

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8 RECOMENDACIONES

Validar la teacutecnica con una poblacioacuten maacutes representativa

Publicar los resultados de esta investigacioacuten con el fin de seguir mejorando

el diagnoacutestico de leptospirosis por PCR

Promover el uso de la PCR para un diagnoacutestico raacutepido de leptospirosis en

animales domeacutesticos

Realizar estudios de las fuentes de agua para la caracterizacioacuten de las

zonas de riesgo

Estandarizar teacutecnicas de diagnoacutestico de campo para fortalecer los sistemas

de vigilancia activa

Ofrecer charlas a las poblaciones con mayor prevalencia de leptospirosis

sobre el papel que juegan los animales en la transmisioacuten de la enfermedad

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 47

ANEXOS

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Kit de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

1 20 microl de proteinasa K en eppendorf

2 Agregar 200 microl de la muestra

3 Agregar 200 microl de buffer AL y bortear por 5 segundos

4 Incubar a 56 ordmC por 10 minutos

5 Centrifugar brevemente

6 Agregar 200 microl de etanol (96 ndash 100)

7 Pasar la mezcla del paso 6 y colocarlo en un tubo de ensayo colector

procurando no tocar los bordes y centrifugar a 8000 rpm por 1 minuto Cambiar el

tubo colector descartando el contenido

8 Agregar en el centro de la columna 500 microl de buffer AW1 Centrifugar por 8000

rpm por 1 minuto luego descartar tubo colector y el contenido cambiando a un

nuevo tubo colector

9 Agregar 500 microl de buffer AW2 en el centro de la membrana y centrifugar a

14000 rpm por 3 minutos

10 Pasar la columna a eppendorf y centrifugar a velocidad maacutexima por 1 minuto

11 Pasar la columna a eppendorf y agregar 100 microl de buffer AE incubar a

temperatura ambiente por 1 minuto luego centrifugar a 8000 rpm por un minuto

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 49

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 53

Tabla 4 Cepario de referencia de Holanda

Especie Serogrupo Serovar Cepa de referencia

L Interrogans

Australis Australis Ballico

Autumnalis Autumnalis Akiyami A

Betaviae Betaviae Swart

Canicola Canicola Hond Utrechit IV

Djasiman Djasiman Djasiman

Hebdomadis Hebdomadis Hebdomadis

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagica RGA

Icterohaemorrhagia Copenhageni M20

Icterohaemorrhagia Copenhageni Wijnberg

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagia Kantorowic

Pomona Pomona Pomona

Pyrogenes Pyrogenes Salinem

Sejroe Hardjo Hardjoprajitho

Sejroe Wolffi 3705

L Noguchi

Australis Nicaragua 1011

Lousiana Lousiana LSU 1945

Panama Panama CZ 214

L Biorgpetersenii

Ballum Castellones Castellon 3

Javanica Javanica Veldrat Batavia

Mini Mini Sari

Serjoe Serjoe M 84

Tarassovi Tarassovi Pereplitsin

L welii

Celledoni Celledoni Celledoni

Manhao Qingshui L 105

Sarnin Sarm 11 Sarnin

L Kirschneri

Cynopteri Cynopteri 3522 C

Grippotyphosa Grippotyphosa Moskva V

L Neyeri Ranarum Ranarum ICF

L Santarosal Sherman Shermani 1342 K

L Biflexa Semaranga Patoc Patoc 1

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 18

Leptospira avanza en los tejidos Alliacute se multiplica en forma acelerada deja de ser

encontrada en la sangre y se elimina por la orina durante semanas o meses (fase

inmune o de leptospiruria) (Acosta et al 1994)

La leptospirosis puede presentarse con diferentes formas grados y combinaciones

de compromiso orgaacutenico ya sea como un cuadro febril inespeciacutefico como

afeccioacuten preferente de uno o maacutes oacuterganos involucrados o como una enfermedad

grave con compromiso multiorgaacutenico y alta letalidad (Zunino y Pizarro 2007)

La etapa aguda o septiceacutemica de alrededor de 1 semana seguida de una fase

inmune caracterizada por la produccioacuten de anticuerpos y eliminacioacuten de la

bacteria a traveacutes de la orina La mayor complicacioacuten de la patologiacutea se encuentra

asociada a la localizacioacuten de las bacterias en los tejidos durante la fase inmune

alrededor de la segunda semana de la patologiacutea (Levett 2001)

En animales susceptibles la lesioacuten de las membranas de los gloacutebulos rojos y de

las ceacutelulas endoteliales junto con el dantildeo hepatocelular desencadena anemia

hemoliacutetica ictericia hemoglobinuria y hemorragia (Quinn et al 2002)

La superficie de las ceacutelulas bacterianas constituye una interfase entre el patoacutegeno

y el hospedador formando un sitio de interaccioacuten con los tejidos durante la

infeccioacuten Para los patoacutegenos extracelulares la superficie bacteriana es tambieacuten el

blanco de la respuesta inmune del hospedador (Cullen et al 2005) Se ha

sentildealado que LipL32 interactuacutea con componentes de la matriz extracelular como el

colaacutegeno y que existe una respuesta de inmunoglobulina M contra la lipoproteiacutena

durante la fase aguda y convaleciente de leptospirosis en humanos (Hauk et al

2008)

34 Sintomatologiacutea

Las manifestaciones oculares incluyen efusioacuten conjuntival presencia de ictericia

en la escleroacutetica y uveiacutetis Esta uacuteltima puede ser unilateral o bilateral y puede

presentarse semanas meses y ocasionalmente en antildeos posterior a la

enfermedad aguda (Levett 2001)

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 19

Las alteraciones reproductivas pueden ocurrir posterior a una infeccioacuten y la

leptospirosis debe ser considerada como diagnoacutestico diferencial en casos de

aborto o muerte perinatal (Andreacute Fontaine 2006)

En bovinos la enfermedad puede ser aguda subaguda y croacutenica En la forma

aguda son maacutes susceptibles los animales de un mes de edad Se caracteriza por

septicemia fiebre de 405 Cdeg anorexia petequias en mucosas depresioacuten

ictericia anemia hemoliacutetica con hemoglobinuria palidez de las mucosas disnea

suele ocurrir aborto baja de la produccioacuten de la leche y ocasionalmente mastitis

En la forma subaguda se presentan los mismos siacutentomas la fiebre es de 39 a 40

Cdeg existe baja de la produccioacuten laacutectea y esta es de color rojo o anaranjado

amarillento En la forma croacutenica generalmente los siacutentomas son aborto que se

presenta en el uacuteltimo tercio de la gestacioacuten ocasionalmente se puede presentar

meningitis leptospiroacutesica incoordinacioacuten sialorrea conjuntivitis y rigidez muscular

En porcinos generalmente se presenta la forma croacutenica en ovinos y caprinos no

se conoce mucho la enfermedad debido a su poca frecuencia y la mayor parte de

los animales afectados se encuentran muertos con apariencia septiceacutemica en

equinos se presenta la forma subaguda en perros y gatos se presenta la

enfermedad desde formas subcliacutenicas hasta formas graves en animales

silvestres la mayoriacutea estaacuten adaptados y no manifiestan siacutentomas cliacutenicos (Acha et

al 1978)

35 Diagnoacutestico

Debido a que las manifestaciones cliacutenicas de la leptospirosis variacutean en tipo y

gravedad tanto en los hombres como en animales es difiacutecil su diagnoacutestico cliacutenico

hacieacutendose necesaria la confirmacioacuten de los casos mediante pruebas de

laboratorio existen pruebas que sin ser especiacuteficas para la enfermedad pueden

orientar al cliacutenico hacia el diagnoacutestico de leptospirosis (Ceacutespedes 2005)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 20

351 Diagnoacutestico epidemioloacutegico

La anamnesis debe incluir datos sobre la eacutepoca del antildeo en la que aparecioacute el

brote la aptitud del rebantildeo el estado sanitario del mismo el contacto con otras

especies domeacutesticas la sintomatologiacutea predominante y si se realiza vacunacioacuten

frente a la leptospirosis Asimismo deberaacute obtenerse informacioacuten sobre el nuacutemero

de animales afectados la edad de los mismos y la fase de la gestacioacuten en que se

produce el aborto (Alonso et al 2001)

352 Pruebas Diagnoacutesticas

Se basa en el cultivo del organismo la demostracioacuten seroloacutegica o el diagnoacutestico

molecular (Dammert 2005)

3521 Cultivo

La Leptospira se puede aislar de muestras de sangre y liacutequido cefalorraquiacutedeo en

los primeros 7-10 diacuteas de la enfermedad y en la orina puede ser detectada durante

la segunda y tercera semana de la enfermedad (Bharti 2003) Una vez tomada la

muestra esta se debe inocular en 10 ml de medio semisoacutelido que contenga 5-

fluoracilo

El cultivo debe ser incubado a 28-30 degC y ser examinado semanalmente en el

microscopio de campo oscuro durante 13 semanas antes de ser descartado Los

cultivos contaminados pueden ser filtrados antes de recultivarlos a un medio

nuevo (Levett 2001)

Existen otros medios recientemente desarrollados uacutetiles en el aislamiento de la

Leptospira medio EMJH (Ellinghausen y Mcllough modificado por Johnson y

Harries) y el medio Tween 80-albuacutemina este uacuteltimo considerado el mejor

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 21

Como el cultivo tiene el inconveniente de ser muy largo (5-6 semanas de

incubacioacuten) no se debe considerar para definir una conducta terapeacuteutica inicial

(Acosta et al 1994)

3522 Pruebas seroloacutegicas

Las pruebas seroloacutegicas constituyen el procedimiento de laboratorio utilizado con

maacutes frecuencia para confirmar el diagnoacutestico cliacutenico para determinar la

prevalencia en el rebantildeo y para realizar los estudios epidemioloacutegicos Los

anticuerpos de las Leptospira aparecen a los pocos diacuteas del comienzo de la

enfermedad y persisten durante semanas o meses y en algunos casos antildeos

Desafortunadamente los tiacutetulos de anticuerpos puede que desciendan hasta

niveles indetectables mientras los animales permanecen infectados croacutenicamente

Para superar este problema se necesitan meacutetodos sensibles que detecten el

microorganismo en la orina o en el tracto genital de portadores croacutenicos

Se ha descrito una amplia variedad de pruebas seroloacutegicas que muestran grados

variables de especificidad de serogrupo y de serotipo La prueba de la aglutinacioacuten

microscoacutepica (MAT) y el enzimoinmunoensayo (ELISA) contribuyen al diagnoacutestico

veterinario (OIE 2008)

35221 Prueba de Aglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) La prueba MAT en la

que se emplean antiacutegenos vivos es la prueba seroloacutegica maacutes ampliamente

utilizada Constituye la prueba de referencia frente a la que se evaluacutean todas las

otras pruebas seroloacutegicas y se utiliza en las comprobaciones para la

importacioacutenexportacioacuten (OIE 2008)

El MAT posee una alta sensibilidad y especificidad siendo sus resultados

utilizados para identificar el serovar o serogrupo infectante pero requiere de la

experiencia del operador y la variacioacuten diagnoacutestica entre laboratorios es elevada

(Bharti et al 2003) Para llevarlo a cabo se requiere que el laboratorio cuente con

cultivos vivos de todos los serovares para emplearlos como antiacutegenos

consideraacutendose que su interpretacioacuten es complicada debido a la alta degradacioacuten

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 22

presencia de reaccioacuten cruzada entre diferentes serogrupos y a reacciones

paradoacutejicas (Levett 2001)

35222 Otras pruebas seroloacutegicas Debido a la complejidad de la prueba de

Aglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) se ha desarrollado otras pruebas seroloacutegicas

para la deteccioacuten de anticuerpos antileptospira en la fase aguda de la infeccioacuten La

fijacioacuten de complemento (CF) fue ampliamente usado pero el meacutetodo no fue

estandarizado La prueba de Fijacioacuten de complemento ha sido reemplazada por el

meacutetodo ELISA (Levett 2001)

El ELISA se utiliza tanto para la deteccioacuten de anticuerpos en la leche como en el

suero permitiendo ademaacutes diferenciar entre IgG e IgM (Alonso et al 2001) En

este ensayo se detecta IgM antileptospira tan solo 1 semana despueacutes de la

infeccioacuten antes de que esteacuten presentes los anticuerpos aglutinantes Los

anticuerpos IgG se detectan comenzando 2 semanas despueacutes de la infeccioacuten y

persisten durante largos periodos de tiempo (OIE 2008)

La deteccioacuten de IgM en suero por ELISA es maacutes sensible que el MAT cuando la

primera muestra se toma en la fase aguda de la enfermedad (Ceacutespedes 2005)

Ademaacutes presenta otras ventajas frente al MAT como es el hecho de no presentar

riesgo sanitario para los operarios ser de faacutecil estandarizacioacuten y ser una prueba

en la que las reacciones cruzadas son poco frecuentes Sus principales

desventajas son que normalmente son serovar especiacuteficos con lo cual no

obtendremos informacioacuten acerca de una posible infeccioacuten por otros serovares y

que no permite diferenciar entre anticuerpos vacunales y de infeccioacuten (Alonso et

al 2001)

3523 Diagnoacutestico molecular

35231 Reaccioacuten en cadena de la polimerasa (PCR)

La PCR es un meacutetodo in vitro de siacutentesis de ADN con el que un segmento

particular de este es especiacuteficamente amplificado al ser delimitado por un par de

cebadores o iniciadores que lo flanquean Su copiado se logra en forma

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 23

exponencial a traveacutes de repetidos ciclos de diferentes periodos y temperaturas de

incubacioacuten en presencia de una enzima ADN polimerasa termoestable Asiacute se

obtienen en cuestioacuten de horas millones de copias de la secuencia deseada del

ADN

La PCR es una teacutecnica de biologiacutea molecular altamente especiacutefica raacutepida

sensible y versaacutetil para detectar cantidades iacutenfimas de un cierto ADN especiacutefico

posibilitando su faacutecil identificacioacuten (Rodriacuteguez et al 2004)

El meacutetodo se basa en su forma maacutes simple en la realizacioacuten de tres reacciones

sucesivas llevadas a cabo a distintas temperaturas Estas reacciones se repiten

ciacuteclicamente entre veinte y cuarenta veces La muestra se calienta en el primer

paso hasta lograr la separacioacuten de las dos cadenas que constituyen el ADN

hecho que se conoce como desnaturalizacioacuten (Satz et al 1993) En el segundo

ocurre la hibridacioacuten de las cadenas desnaturalizadas del ADN blanco con los

denominados cebadores o iniciadores (ADN sinteacutetico de hebra sencilla) a una

temperatura que facilita el apareamiento de las bases nitrogenadas

complementarias de ambas clases de ADNs (Rodriacuteguez et al 2004) Por uacuteltimo se

da la reaccioacuten de extensioacuten que generalmente es llevada a cabo a una

temperatura intermedia en la cual la ADN polimerasa copia el ADN entre las

secuencias correspondientes a los oligonucleoacutetidos iniciadores (Torres et al

1995) La deteccioacuten se realiza mediante electroforesis en gel de agarosa y tincioacuten

con bromuro de etidio (Costa 2004)

En los uacuteltimos antildeos se ha desarrollado PCR en muestras bioloacutegicas como orina

suero liacutequido cefalorraquiacutedeo y tejido renal posicionaacutendose la teacutecnica como una

herramienta de diagnoacutestico sensible y especiacutefica en la deteccioacuten e identificacioacuten

de Leptospira spp (Levett 2001 Branger et al 2005)

Una limitacioacuten de diagnoacutestico basado en la PCR de la leptospirosis es la

incapacidad de la mayoriacutea de los ensayos de PCR para identificar el serovar

infectante Si bien esto no es significativo para la gestioacuten individual del paciente la

identidad del serovar tiene un importante valor epidemioloacutegico y en salud puacuteblica

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 24

Las estrategias disentildeadas para superar este obstaacuteculo han incluido la digestioacuten de

productos de PCR con endonucleasas de restriccioacuten secuenciacioacuten directa de los

amplicones y Anaacutelisis de Conformacioacuten de Cadena Sencilla (SSCP)

Genomospecies de Leptospira pueden ser diferenciadas despueacutes de la PCR por

electroforesis en geles de poliacrilamida no desnaturalizante seguido por tincioacuten

con plata y sin el paso adicional de purificacioacuten y desnaturalizacioacuten (Ahmad et al

2005)

35232 Reaccioacuten en cadena de la polimerasa muacuteltiple

La PCR muacuteltiple son reacciones que consiguen amplificar simultaacuteneamente y en

un uacutenico tubo diferentes secuencias diana permitiendo la deteccioacuten e

identificacioacuten simultaacutenea de distintos genes de intereacutes (Mendez et al 2004)

35233 Fingerprinting

Un desarrollo reciente en el anaacutelisis del ADN ribotipificacioacuten se basa en el

Polimorfismo de Longitud de Fragmentos de Restriccioacuten (RFLP) Posterior a la

electroforesis del gel Agarosa el ADN es trasferido sobre una membrana y

posteriormente hibridado con sondas marcadas desde el 16S al 23S de la cadena

de ARN por lo tanto nos da una interpretacioacuten maacutes raacutepida y faacutecil del Fingerprints

Este meacutetodo es una herramienta uacutetil para la tipificacioacuten molecular de Leptospira

ya que esta metodologiacutea utiliza reactivos disponibles comercialmente puede ser

aplicada por laboratorio de diagnoacutestico y no requiere el mantenimiento de todas

las cepas de referencia y correspondientemente suero inmune de conejo La

tipificacioacuten ribosomal tambieacuten nos provee informacioacuten sobre la relacioacuten genoacutemica

basado en la similitud que tienen en comuacuten fragmentos de cadenas de Leptospira

(Terpstra et al 1986)

35234 Anticuerpo monoclonales

Los anticuerpos monoclonales son glicoproteiacutenas especializadas que hacen parte

del sistema inmune producidas por las ceacutelulas B con la capacidad de conocer

moleacuteculas especificas (Antiacutegenos) Los anticuerpos monoclonales son

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 25

herramientas esenciales en el aacutembito cliacutenico y biotecnoloacutegico y han probado ser

uacutetiles en el diagnoacutestico y tratamiento de enfermedades infecciosas inmunoloacutegicas

y neoplaacutesicas asiacute como tambieacuten en el estudio de las interacciones patoacutegenas-

hospedador y la marcacioacuten deteccioacuten y cuantificacioacuten de diversas moleacuteculas

(Machado et al 2006)

Se han preparado anticuerpos monoclonales de conejo que aglutinan Leptospira y

los serovares pueden ser identificados con base en patrones caracteriacutesticos de

aglutinacioacuten Preparar anticuerpos monoclonales es difiacutecil y toma tiempo pero

usarlos en la MAT para serotipificar es faacutecil y da resultados raacutepidos Actualmente

estaacuten disponibles anticuerpos monoclonales para tipificar cerca de la mitad de los

serovares maacutes comunes actualmente reconocidos (OMS 2008)

35235 Secuenciacioacuten del ARNr 16S

La amplificacioacuten del gen para su posterior secuenciacioacuten parte preferentemente

de ADN extraiacutedo de un cultivo puro de la bacteria pero tambieacuten puede

conseguirse directamente de una muestra cliacutenica

El meacutetodo molecular de identificacioacuten bacteriana mediante secuenciacioacuten del

ADNr 16S incluye tres etapas a) amplificacioacuten del gen a partir de la muestra

apropiada b) determinacioacuten de la secuencia de nucleoacutetidos del amplicoacuten y c)

anaacutelisis de la secuencia (Rodicio et al 2004)

La secuenciacioacuten del ARNr 16S es un meacutetodo potente y simplificado para la

identificacioacuten de especies Leptospira (Morey et al 2006)

35236 Microarrays

El anaacutelisis de microarray consiste en la deteccioacuten e identificacioacuten simultaacutenea de un

patoacutegeno desde la misma muestra para asiacute ser implementado en los laboratorios

cliacutenicos de microbiologiacutea con facilidad y exactitud

Microarray simplemente se define como una coleccioacuten de caracteriacutesticas

microscoacutepicas (maacutes comuacutenmente ADN) que se puede probar con moleacuteculas diana

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 26

para producir ya sea (expresioacuten geacutenica) cuantitativa o los datos cualitativos

(diagnoacutestico)

El anaacutelisis por medio de microarray tiene la capacidad de ofrecer una fuerte

deteccioacuten muacuteltiple Existen plataformas de microarrays muacuteltiples incluyendo

impresos de ADN de doble cadena y matrices de oligonucleoacutetidos

Los microarrays permiten el depoacutesito de miles de puntos conteniendo genes o

parte de genes sobre un portaobjetos para su estudio en paralelo De esta manera

es posible tener una visioacuten instantaacutenea de actividad de genomas completos o de

un grupo selecto de genes (Miller et al 2009)

En los estudios de microarrays se combinan las teacutecnicas de hibridizacioacuten de

aacutecidos nucleicos y deteccioacuten por fluorescencia De esta manera soacutelo en los

puntos del portaobjeto donde haya ocurrido hibridizacioacuten habraacute fluorescencia y la

intensidad de la fluorescencia detectada seraacute proporcional al nivel de expresioacuten

del gen en estudio

Una condicioacuten indispensable es que cada uno de los genes que esteacute representado

sea faacutecilmente distinguible de otros En otras palabras la porcioacuten del gen

inmovilizada en el portaobjeto debe llevar consigo independientemente de su

tamantildeo su ceacutedula de identidad (Barrero 2005)

La hibridacioacuten genoacutemica comparada (CGH) ha demostrado ser una herramienta

muy poderosa para las comparaciones genoacutemicas de alto rendimiento entre

especies patoacutegenas y no patoacutegenas y la exploracioacuten del genoma de muchas

especies bacterianas Las secuencias genoacutemicas disponibles de L interrogans

serovar Lai y copenhageni se utilizaron para disentildear una matriz de mosaico (Eribo

et al 2012)

35237 Enzimas de Restriccioacuten

El meacutetodo consiste en la extraccioacuten de ADN a partir de una poblacioacuten homogeacutenea

de organismos la digestioacuten del ADN con una endonucleasa de restriccioacuten y la

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 27

electroforesis en gel de agarosa del ADN Debido a que las endonucleasas de

restriccioacuten reconocen y se unen al ADN de doble cadena especiacuteficamente a la

secuencia 4 oacute 6 de pares de bases se genera un conjunto de fragmentos La

migracioacuten de estos fragmentos en gel de agarosa estaacute relacionada con el peso

molecular un patroacuten de bandas se puede ver en el gel por la luz ultravioleta siacute se

tintildeeron con bromuro de etidio o por autorradiografiacutea Estos modelos constituyen

una huella digital caracteriacutestico de cualquier ADN en particular (Marshall et al

1981)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 28

4 MATERIAL Y MEacuteTODO

41 Tipo de estudio Ensayo de laboratorio

42 Cepas En este estudio se emplearon 30 cepas distribuidas en 24 serogrupos

de Leptospira proporcionados por Centro Nacional de Diagnoacutestico y Referencia

(CNDR)

43 Muestras Las condiciones de crecimiento para la Leptospira fueron de 28-

30degC durante siete diacuteas en el medio Ellinghaussen-McCullough-Johnson-Harris

(EMJH)

45 PCR cebadores y condiciones de amplificacioacuten

Los cebadores de oligonucleoacutetidos LepF1 PU1 y LepR1 que corresponden a las

posiciones 8461 a 8480 8720 a 8738 y 9334 a 9316 respectivamente fueron

disentildeados para unirse a regioacuten 23S del ADNr la cual corresponde a la secuencia

de Leptospira interrogans (patoacutegena)

Los cebadores SU1 y LepR1 fueron disentildeados para serovares de saproacutefitas que

corresponden a la posicioacuten 326 a 343 y 641 a 623 respectivamente basado en la

secuencia parcial del ADNr de Leptospira biflexa La secuencia de los cebadores

se demuestra en la tabla 1

Tabla1 Cebadores utilizados en la amplificacioacuten

Cebador Secuenciacioacuten 5` a 3` Especificidad Posicioacuten de la base

LepF1 GTTACCAAGCACAAGATTAG Leptospira spp 8461 - 8480

LepR1 TAGTCCCGATTACATTTTC Leptospira spp 9334 - 9316

PU1 TATCAGAGCCTT TTAATGG Patoacutegena 8720 - 8738

SU1 TTTAGGGTTAGCGTGGTA Saproacutefita 326 - 343

LepR1 TAGTCCCGATTACATTTTC Leptospira spp 641 - 623

El ADN de la Leptospira fue amplificado usando LepF1 (5

GTTACCAAGCACAAGATTAG 3) y LepR1 (5 TAGTCCCGATTACATTTTC 3)

Para la multiplex PCR fueron usado como cebadores internos PU1 (5

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 29

TATCAGAGCCTTTTAATGG 3) SU1 (5 TTTAGGGTTAGCGTGGTA 3) y LepR1

(5 TAGTCCCGATTACATTTTC 3)

Para la amplificacioacuten del ADN se utilizoacute como control positivo de patoacutegena la cepa

icterohaemorrhagiae mientras que como control de saproacutefita se utilizoacute la cepa

patoc ambas se encontraban en caldo de cultivo Ellinghausen-McCullough-

Johnson-Harris (EMJH) y como control negativo se utilizoacute agua libre de nucleasa

Los segmentos de ADN amplificado para patoacutegenas corresponde a 615 pb y para

saproacutefitas 316 pb (gen 23S ADNr) Esta amplificacioacuten fue realizada en el

termociclador Las condiciones de la PCR consistieron en 40 ciclos Una

desnaturalizacioacuten inicial fue de 94degC por 5 minutos Cada ciclo comprendioacute una

desnaturalizacioacuten a 94degC por 1 minuto temperatura de anneling a 50degC por 50

segundos y una extensioacuten a 72degC por 1 minuto El uacuteltimo paso fue la elongacioacuten a

72degC por 7 minutos

46 Paraacutemetros a probar en la estandarizacioacuten

461 Mezcla

Se sometieron a prueba tres tipos de mezcla cada una con concentraciones

distintas pero con un volumen final de 50 microl reflejadas en la tabla 2

Tabla 2 Mezclas de reactivos puestas a prueba

Componente Mezcla 1 Mezcla 2 Mezcla 3

Agua free nucleasa 19 microl 26 microl 14 microl

Master mix 16 microl 8 microl 16 microl

Cebador 1 (LepF1) 2 microl 2 microl 2 microl

Cebador 2-5 (LepR1) 4 microl 2 microl 4 microl

Cebador 3 (PU1) 2 microl 1 microl 2 microl

Cebador 4 (SU1) 2 microl 1 microl 2 microl

AND (muestral o control) 5 microl 10 microl 10 microl

Volumen final 50 microl 50 microl 50 microl

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 30

462 5-Fluoracilo

Se puso a prueba el papel que juega el 5-fluoracilo debido a su utilizacioacuten en los

medios de cultivo para evitar la contaminacioacuten bacteriana de las Leptospira

ademaacutes que permite un mejor crecimiento de eacutestas (WHO 1967) Su eficacia

radica en que se une de forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial

para la siacutentesis de nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases

nitrogenadas que forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se

puede replicar lo que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002)

463 Tipo de extraccioacuten de ADN

El ADN genoacutemico de las cepas de Leptospira y de las muestras sanguiacuteneas y

orina fue extraiacutedo de acuerdo a las instrucciones del kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) siguiendo los procedimientos de manufactura (ver anexo

1)

Se ensayaron extracciones por calentamiento a 90degC ndash 100degC por 20 minutos El

ADN extraiacutedo fue almacenado a -20deg C hasta su amplificacioacuten

464 Muestras fingidas

Se obtuvieron muestras de suero y orina de cada especie (canino bovino porcino

y equino) y se mezclaron con cepas de referencia proporcionados por el Centro

Nacional De Investigacioacuten de Holanda para posteriormente realizar PCR A cada

muestra se le realizoacute extracciones por calentamiento y por el kit de extraccioacuten

QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

47 Determinacioacuten del liacutemite de deteccioacuten

Se determinoacute al calcular la cantidad de ADN que capaz de detectar la teacutecnica en

un ml de muestras de sangre y orina para esto se realizoacute una serie de diluciones

(desde 11 hasta 110000000) de las muestras a partir de una concentracioacuten de

ADN conocida (120 ng)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 31

48 Sensibilidad

Se sometieron 29 serovares patoacutegenas y 1 saproacutefita como controles positivos

proporcionados por Centro Nacional de Diagnoacutestico y Referencia

Se calculoacute la sensibilidad y el intervalo de confianza del 95 en el programa

EPIDAT 31 de acuerdo a la siguiente foacutermula

VP= Verdaderos positivos

FN= Falsos negativos

49 Especificidad

Se realizoacute un ensayo de especificidad utilizando ADN de 10 muestras con otras

cepas bacterianas diferentes a Leptospira que fueron inoculadas en medio EMJH

y suero para detectar falsos positivos el panel de muestras se describe en la

siguiente tabla

Tabla 3 Cepas bacterianas utilizadas para la determinacioacuten de la

especificidad

Cepa Nuacutemero de muestras

Staphyloccocus aureus 2

Escherichi coli 2

Salmonella spp 2

Proteus spp 2

Streptococcus pyogenes 2

Se calculoacute la especificidad y el correspondiente intervalo de confianza (95) en el

programa EPIDAT 31 de acuerdo a la siguiente foacutermula

VN= Verdaderas negativos

FP= Falso Positivos

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 32

5 RESULTADOS

De los 30 serovares que se sometieron al ensayo se detectaron 15 siendo

correspondiente a 12 serogrupos dentro los que se encuentran pomona e

icterohaemorrhagia dentro las patoacutegenas de importancia asiacute como el serogrupo

patoc de la saprofitas puesta a prueba Ver foto 1

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute ser la nuacutemero 1 compuesta por

Agua free nucleasa 19 microl Master mix 16 microl Primer 1 (Lep F1) 2 microl Primer 2-5

(LepR1) 4 microl Primer 3 (PU1) 2 microl Primer4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl Ver foto 2

En los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia en la

capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y saprofitas Ver

foto 2

La extraccioacuten maacutes adecuada resultoacute ser por calentamiento en la que se

identificaron 8 muestras de 19 mientras que las extracciones con el kit de

extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg) solo 2 muestras de 8 fueron

identificadas Ver foto 3

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten se encontroacute que la teacutecnica es capaz de identificar

una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira correspondiente a una

dilucioacuten 110000 Ver foto 4

En la determinacioacuten de la capacidad de la teacutecnica para detectar e identificar

Leptospira en muestras de campo se encontroacute que de 12 muestras de suero se

identificaron 3 mientras que de 13 muestras de orina fueron identificadas 5 Ver

foto 3

La sensibilidad mostrada fue de 50 IC 95 (3044 ndash 6956) mientras que la

especificidad fue de 100 IC 95 (95 ndash 100) con un valor predictivo positivos de

100 IC 95 (9667 ndash 100) y un valor predictivo negativo de 40 IC 95 (1880 ndash

6120) esto con una prevalencia de 75 IC 95 (6033 ndash 8967) mostrando un

Iacutendice de validez de 6550 IC 95 (4625 ndash 7875)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 33

6 DISCUSIOacuteN

Actualmente el meacutetodo para diagnosticar leptospirosis es la prueba de

Microaglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) pero esta resulta tediosa por la necesidad

de mantener las cepas lo que implica tambieacuten un riesgo potencial para el personal

de laboratorio ademaacutes no diferencia entre anticuerpos vacunales y de infeccioacuten

Otro meacutetodo directo de diagnoacutestico es el cultivo pero es limitado y requiere de

mucho tiempo (Alonso et al 2001)

Debido a las restricciones que generan estas pruebas diagnoacutesticas se ha

estandarizado una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y

patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos

En este estudio se sometieron 30 serovares al ensayo de los que se detectaron

15 correspondiente a 12 serogrupos amplificados mostrando una sensibilidad del

50 diferente a los resultados obtenidos por Ceacutespedes et al (2007) en cuyo

estudio la PCR pudo amplificar el ADN de 25 serovares de seis especies de

Leptospira spp con una sensibilidad del 100 in vitro Moreno et al (2010) mostroacute

un amplificado especiacutefico para 2122 cepas de referencia con la PCR simple

lipL32 mientras que la PCR muacuteltiple secYflaB amplificoacute 1822 cepas

Esta sensibilidad baja indica que la teacutecnica no es recomendada como una prueba

de tamizaje ya que ademaacutes del alto costo no es capaz de detectar a toda la

poblacioacuten infectada en cambio la especificidad que se obtuvo fue del 100

demostrada con el uso de ADN de otros agentes patoacutegenos (Staphyloccocus

Aureus Escherichi coli Salmonella spp Proteus spp y Streptococcus pyogenes)

los cuales no fueron amplificados Esto coincide con los ensayo realizado por

Ceacutespedes et al (2007) Moreno et al (2010) Kositanont et al (2007) y Boonsilp et al

(2011) los cuales muestran una especificad del 100 al no obtener amplificado del

ADN de otras cepas patoacutegenas que causan enfermedades febriles en sus paiacuteses

La causa de una especificidad tan alta de la reaccioacuten se debe a las secuencias

nucleotiacutedicas especiacuteficas formadas por los oligonucleoacutetidos (cebadores) LepF1 (5rsquo

GTTACCAAGCACAAGATTAG 3rsquo) LepR1 (5rsquo TAGTCCCGATTACATTTTC 3rsquo)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 34

PU1 (5rsquo TATCAGAGCCTTTTAATGG 3rsquo) y SU1 (5rsquo TTTAGGGTTAGCGTGGTA 3rsquo)

que fueron disentildeados para detectar secuencias nucleotiacutedicas especiacuteficas en este

caso el genoma de Leptospira spp (OIE 2006) Tambieacuten se debe tomar en cuenta

que la especificidad de la PCR depende ademaacutes de la temperatura empleada en

la fase de hibridacioacuten y de la cantidad de iones divalentes que se incorporan a la

reaccioacuten Cuanto mayor sea la temperatura utilizada en la fase de hibridacioacuten maacutes

especiacutefica es la reaccioacuten Esto se debe a que a mayor temperatura maacutes dificultada

se ve la unioacuten entre el cebador y la cadena molde en condiciones de

temperaturas de hibridacioacuten elevadas el cebador soacutelo se uniraacute a la cadena molde

si son complementarios en todos sus nucleoacutetidos (McPherson et al 1991)

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten por la diluciones de ADN puro (120ng) de L

interrogans serovar Australis se obtuvo un producto de 615pb hasta la dilucioacuten

110000 correspondiente a una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira

lo que coincide con la investigacioacuten realizada por Moreno et al (2010) cuyo liacutemite

de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR simple lipL32 obtuvo productos especiacuteficos

de 423 pb L interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten

110000 pero para el caso del liacutemite de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR

muacuteltiple secYflaB se obtuvieron productos especiacuteficos de 285 pb y 793 pb de L

interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten 1100 para secY y

11000 para flaB Estas diluciones se hicieron a partir de 120 ng de ADN extraiacutedo

de la cepa de referencia de Leptospira

El liacutemite de deteccioacuten para la PCR muacuteltiple indica una alta sensibilidad analiacutetica en

condiciones de PCR real esto lo posiciona como un meacutetodo de diagnoacutestico

molecular de eleccioacuten para estudios posteriores que busquen validar su uso

potencial para el diagnoacutestico de leptospirosis (Levett et al 2005)

La teacutecnica fue capaz de identificar Leptospira patoacutegena y saproacutefita lo que coincide

con el estudio de Kositanont et al (2007) que muestran resultados similares esto

se atribuye al uso de los cebadores especiacuteficos para la amplificacioacuten de genes

conservados en cepas patoacutegenas y saprofitas Otros estudios como los realizados

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 35

por Cheema et al (2007) Moreno et al (2010) y Rosario et al (2012) no

lograron detectar Leptospira saprofitas soacutelo patoacutegenas pues en ese estudio se

implicoacute solamente los genes conservados en cepas patoacutegenas de Leptospira La

inhabilidad de poder diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y no patoacutegenas puede

ser una dificultad en estudios ambientales donde se quiera diferenciar entre los

distintos serovares sin embargo no tiene importancia en el aspecto cliacutenico pues

no se aiacutesla Leptospira saprofitas en muestras animales (Ceacutespedes et al 2010)

Sin embargo otros estudios (Ibaacutentildeez et al 2010)) han mostrado anticuerpos contra

Leptospira sp serovariedad patoc en 1159 monos Rhesus (Macaca mulatta) en

condiciones de cautiverio Con tiacutetulos que variaron de 120 a 180 Silva et al

(2010) recogioacute muestra de 388 animales (aves reptiles mamiacuteferos y peces) tanto

salvajes como en cautiverio resultando positivo a MAT el 265 de los animales

Los tiacutetulos seroloacutegicos predominante fueron de 140 y 180 para los serotipos

patoc andamana canicola icterohaemorrhagiae y panamaacute

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute estar compuesta por 19 microl de Agua

free nucleasa 16 microl de GoTaqreg qPCR Master Mix 2 microl de cada uno de los

iniciadores (Lep F1 Lep R1 PU1 SU1 y Lep R1) a una concentracioacuten de 100

[Pmol] y 5 microl de ADN a un volumen final de 50 microl con una amplificacioacuten de 40

ciclos En una publicacioacuten similar realizada por Kosinatont et al (2007) utilizan 5microl

de buffer PCR 8 microl de MgCl2 1microl de cada iniciador a 20 [Pmol] y 5 microl de ADN a un

volumen final de 50microl Las condiciones de PCR consistieron de 35 ciclos Las

diferentes concentraciones de reactivos en ambos estudios se deben

probablemente a que las condiciones de laboratorio son diferentes en todas las

regiones ademaacutes del uso en el presente ensayo de un master mix comercial que

incluye todos los componentes para la PCR cuantitativa como son ADN Taq

polimerasa dATP dGTP dCTP dTTP y MgCl2 a excepcioacuten del ADN de la

muestra los cebadores y agua Utilizar este master mix evita errores en el

alineamiento de los cebadores en la temperatura de disociacioacuten de las cadenas

tanto del templado como del producto de la PCR la especificad del producto la

formacioacuten de diacutemero de cebadores y en la inhibicioacuten de la Taq polimerasa por

altas concentraciones de KCl o NaCl (Martinez et al 2004)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 36

En cuanto a los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia

en la capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y

saproacutefitas Eacuteste se puso a prueba debido a su utilizacioacuten en los medios de cultivo

cuando se toman muestras en el campo Su eficacia radica en que se une de

forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial para la siacutentesis de

nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases nitrogenadas que

forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se puede replicar lo

que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002) el 5-fluoracilo no fue una

sustancia inhibidora de la PCR pues no provoca el bloqueo directo total o parcial

de la actividad cataliacutetica de la ADN polimerasa o inhibe la unioacuten directa al ADN de

doble cadena (Newsletter Microbial 2009)

La extraccioacuten de ADN se hizo por calentamiento y con el kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) con el fin de determinar cuaacutel de los meacutetodos era el maacutes

efectivo para la extraccioacuten resultando ser la extraccioacuten por calentamiento ya que

fue capaz de detectar 8 muestras de 19 mientras que con el kit de extraccioacuten soacutelo

se lograron identificar 2 de 8 muestras Aunque con este meacutetodo ademaacutes de ser

de menor costoso se obtiene mayores valores de concentracioacuten y rendimiento de

ADN en el menor tiempo aportaacutendole rapidez y simplicidad a la prueba la pureza

del mismo es baja La importancia del proceso de purificacioacuten del material

geneacutetico es recobrar el producto maacuteximo de ADN de alto peso molecular libre de

proteiacutenas fenol e inhibidores de la Taq polimerasa El ADN de alta calidad es un

prerrequisito para su uso en teacutecnicas de biologiacutea molecular en este caso PCR

para la identificacioacuten de las secuencias especificas de ADN mediante el uso de

cebadores no asiacute el ADN degradado no sustenta la integridad de los sitios

blancos para los cebadores y consecuentemente afectar la calidad de la PCR

(Rada et al 1998)

Ademaacutes de la extraccioacuten de ADN por calentamiento existen otras teacutecnicas como

son meacutetodo fenol-cloroformo meacutetodo del acetato de potasio meacutetodo del acetato

de potasio modificado y meacutetodo de bromuro de cetil-trimetil amonio cuya base

principal es provocar una lisis celular para inactivar las nucleasas celulares y

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 37

separar los aacutecidos nucleicos de los restos de ceacutelulas (Fraga et al 2004) (Velasco

2005)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 38

7 CONCLUSIOacuteN

El PCR multiplex fue capaz de diferenciar entre Leptospira saprofita y

patoacutegena

Se obtuvo una baja sensibilidad pero alta especificidad

El 5-fluoracilo no mostro alteracioacuten en el proceso de amplificacioacuten

La mezcla maacutes adecuada fue la mezcla 1 compuesta por Agua free

nucleasa 19 microl Master mix 16 microl cebador 1 (Lep F1) 2 microl cebador 2-5

(LepR1) 4 microl cebador 3 (PU1) 2 microl cebador 4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl

Se obtuvo una alta sensibilidad analiacutetica o liacutemite de deteccioacuten capaz de

detectar hasta 0012 ng de ADN

El meacutetodo de extraccioacuten maacutes efectivo fue por calentamiento que por el kit

de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 39

8 RECOMENDACIONES

Validar la teacutecnica con una poblacioacuten maacutes representativa

Publicar los resultados de esta investigacioacuten con el fin de seguir mejorando

el diagnoacutestico de leptospirosis por PCR

Promover el uso de la PCR para un diagnoacutestico raacutepido de leptospirosis en

animales domeacutesticos

Realizar estudios de las fuentes de agua para la caracterizacioacuten de las

zonas de riesgo

Estandarizar teacutecnicas de diagnoacutestico de campo para fortalecer los sistemas

de vigilancia activa

Ofrecer charlas a las poblaciones con mayor prevalencia de leptospirosis

sobre el papel que juegan los animales en la transmisioacuten de la enfermedad

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 40

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 47

ANEXOS

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 48

Kit de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

1 20 microl de proteinasa K en eppendorf

2 Agregar 200 microl de la muestra

3 Agregar 200 microl de buffer AL y bortear por 5 segundos

4 Incubar a 56 ordmC por 10 minutos

5 Centrifugar brevemente

6 Agregar 200 microl de etanol (96 ndash 100)

7 Pasar la mezcla del paso 6 y colocarlo en un tubo de ensayo colector

procurando no tocar los bordes y centrifugar a 8000 rpm por 1 minuto Cambiar el

tubo colector descartando el contenido

8 Agregar en el centro de la columna 500 microl de buffer AW1 Centrifugar por 8000

rpm por 1 minuto luego descartar tubo colector y el contenido cambiando a un

nuevo tubo colector

9 Agregar 500 microl de buffer AW2 en el centro de la membrana y centrifugar a

14000 rpm por 3 minutos

10 Pasar la columna a eppendorf y centrifugar a velocidad maacutexima por 1 minuto

11 Pasar la columna a eppendorf y agregar 100 microl de buffer AE incubar a

temperatura ambiente por 1 minuto luego centrifugar a 8000 rpm por un minuto

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 49

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 51

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Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 53

Tabla 4 Cepario de referencia de Holanda

Especie Serogrupo Serovar Cepa de referencia

L Interrogans

Australis Australis Ballico

Autumnalis Autumnalis Akiyami A

Betaviae Betaviae Swart

Canicola Canicola Hond Utrechit IV

Djasiman Djasiman Djasiman

Hebdomadis Hebdomadis Hebdomadis

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagica RGA

Icterohaemorrhagia Copenhageni M20

Icterohaemorrhagia Copenhageni Wijnberg

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagia Kantorowic

Pomona Pomona Pomona

Pyrogenes Pyrogenes Salinem

Sejroe Hardjo Hardjoprajitho

Sejroe Wolffi 3705

L Noguchi

Australis Nicaragua 1011

Lousiana Lousiana LSU 1945

Panama Panama CZ 214

L Biorgpetersenii

Ballum Castellones Castellon 3

Javanica Javanica Veldrat Batavia

Mini Mini Sari

Serjoe Serjoe M 84

Tarassovi Tarassovi Pereplitsin

L welii

Celledoni Celledoni Celledoni

Manhao Qingshui L 105

Sarnin Sarm 11 Sarnin

L Kirschneri

Cynopteri Cynopteri 3522 C

Grippotyphosa Grippotyphosa Moskva V

L Neyeri Ranarum Ranarum ICF

L Santarosal Sherman Shermani 1342 K

L Biflexa Semaranga Patoc Patoc 1

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 19

Las alteraciones reproductivas pueden ocurrir posterior a una infeccioacuten y la

leptospirosis debe ser considerada como diagnoacutestico diferencial en casos de

aborto o muerte perinatal (Andreacute Fontaine 2006)

En bovinos la enfermedad puede ser aguda subaguda y croacutenica En la forma

aguda son maacutes susceptibles los animales de un mes de edad Se caracteriza por

septicemia fiebre de 405 Cdeg anorexia petequias en mucosas depresioacuten

ictericia anemia hemoliacutetica con hemoglobinuria palidez de las mucosas disnea

suele ocurrir aborto baja de la produccioacuten de la leche y ocasionalmente mastitis

En la forma subaguda se presentan los mismos siacutentomas la fiebre es de 39 a 40

Cdeg existe baja de la produccioacuten laacutectea y esta es de color rojo o anaranjado

amarillento En la forma croacutenica generalmente los siacutentomas son aborto que se

presenta en el uacuteltimo tercio de la gestacioacuten ocasionalmente se puede presentar

meningitis leptospiroacutesica incoordinacioacuten sialorrea conjuntivitis y rigidez muscular

En porcinos generalmente se presenta la forma croacutenica en ovinos y caprinos no

se conoce mucho la enfermedad debido a su poca frecuencia y la mayor parte de

los animales afectados se encuentran muertos con apariencia septiceacutemica en

equinos se presenta la forma subaguda en perros y gatos se presenta la

enfermedad desde formas subcliacutenicas hasta formas graves en animales

silvestres la mayoriacutea estaacuten adaptados y no manifiestan siacutentomas cliacutenicos (Acha et

al 1978)

35 Diagnoacutestico

Debido a que las manifestaciones cliacutenicas de la leptospirosis variacutean en tipo y

gravedad tanto en los hombres como en animales es difiacutecil su diagnoacutestico cliacutenico

hacieacutendose necesaria la confirmacioacuten de los casos mediante pruebas de

laboratorio existen pruebas que sin ser especiacuteficas para la enfermedad pueden

orientar al cliacutenico hacia el diagnoacutestico de leptospirosis (Ceacutespedes 2005)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 20

351 Diagnoacutestico epidemioloacutegico

La anamnesis debe incluir datos sobre la eacutepoca del antildeo en la que aparecioacute el

brote la aptitud del rebantildeo el estado sanitario del mismo el contacto con otras

especies domeacutesticas la sintomatologiacutea predominante y si se realiza vacunacioacuten

frente a la leptospirosis Asimismo deberaacute obtenerse informacioacuten sobre el nuacutemero

de animales afectados la edad de los mismos y la fase de la gestacioacuten en que se

produce el aborto (Alonso et al 2001)

352 Pruebas Diagnoacutesticas

Se basa en el cultivo del organismo la demostracioacuten seroloacutegica o el diagnoacutestico

molecular (Dammert 2005)

3521 Cultivo

La Leptospira se puede aislar de muestras de sangre y liacutequido cefalorraquiacutedeo en

los primeros 7-10 diacuteas de la enfermedad y en la orina puede ser detectada durante

la segunda y tercera semana de la enfermedad (Bharti 2003) Una vez tomada la

muestra esta se debe inocular en 10 ml de medio semisoacutelido que contenga 5-

fluoracilo

El cultivo debe ser incubado a 28-30 degC y ser examinado semanalmente en el

microscopio de campo oscuro durante 13 semanas antes de ser descartado Los

cultivos contaminados pueden ser filtrados antes de recultivarlos a un medio

nuevo (Levett 2001)

Existen otros medios recientemente desarrollados uacutetiles en el aislamiento de la

Leptospira medio EMJH (Ellinghausen y Mcllough modificado por Johnson y

Harries) y el medio Tween 80-albuacutemina este uacuteltimo considerado el mejor

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 21

Como el cultivo tiene el inconveniente de ser muy largo (5-6 semanas de

incubacioacuten) no se debe considerar para definir una conducta terapeacuteutica inicial

(Acosta et al 1994)

3522 Pruebas seroloacutegicas

Las pruebas seroloacutegicas constituyen el procedimiento de laboratorio utilizado con

maacutes frecuencia para confirmar el diagnoacutestico cliacutenico para determinar la

prevalencia en el rebantildeo y para realizar los estudios epidemioloacutegicos Los

anticuerpos de las Leptospira aparecen a los pocos diacuteas del comienzo de la

enfermedad y persisten durante semanas o meses y en algunos casos antildeos

Desafortunadamente los tiacutetulos de anticuerpos puede que desciendan hasta

niveles indetectables mientras los animales permanecen infectados croacutenicamente

Para superar este problema se necesitan meacutetodos sensibles que detecten el

microorganismo en la orina o en el tracto genital de portadores croacutenicos

Se ha descrito una amplia variedad de pruebas seroloacutegicas que muestran grados

variables de especificidad de serogrupo y de serotipo La prueba de la aglutinacioacuten

microscoacutepica (MAT) y el enzimoinmunoensayo (ELISA) contribuyen al diagnoacutestico

veterinario (OIE 2008)

35221 Prueba de Aglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) La prueba MAT en la

que se emplean antiacutegenos vivos es la prueba seroloacutegica maacutes ampliamente

utilizada Constituye la prueba de referencia frente a la que se evaluacutean todas las

otras pruebas seroloacutegicas y se utiliza en las comprobaciones para la

importacioacutenexportacioacuten (OIE 2008)

El MAT posee una alta sensibilidad y especificidad siendo sus resultados

utilizados para identificar el serovar o serogrupo infectante pero requiere de la

experiencia del operador y la variacioacuten diagnoacutestica entre laboratorios es elevada

(Bharti et al 2003) Para llevarlo a cabo se requiere que el laboratorio cuente con

cultivos vivos de todos los serovares para emplearlos como antiacutegenos

consideraacutendose que su interpretacioacuten es complicada debido a la alta degradacioacuten

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 22

presencia de reaccioacuten cruzada entre diferentes serogrupos y a reacciones

paradoacutejicas (Levett 2001)

35222 Otras pruebas seroloacutegicas Debido a la complejidad de la prueba de

Aglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) se ha desarrollado otras pruebas seroloacutegicas

para la deteccioacuten de anticuerpos antileptospira en la fase aguda de la infeccioacuten La

fijacioacuten de complemento (CF) fue ampliamente usado pero el meacutetodo no fue

estandarizado La prueba de Fijacioacuten de complemento ha sido reemplazada por el

meacutetodo ELISA (Levett 2001)

El ELISA se utiliza tanto para la deteccioacuten de anticuerpos en la leche como en el

suero permitiendo ademaacutes diferenciar entre IgG e IgM (Alonso et al 2001) En

este ensayo se detecta IgM antileptospira tan solo 1 semana despueacutes de la

infeccioacuten antes de que esteacuten presentes los anticuerpos aglutinantes Los

anticuerpos IgG se detectan comenzando 2 semanas despueacutes de la infeccioacuten y

persisten durante largos periodos de tiempo (OIE 2008)

La deteccioacuten de IgM en suero por ELISA es maacutes sensible que el MAT cuando la

primera muestra se toma en la fase aguda de la enfermedad (Ceacutespedes 2005)

Ademaacutes presenta otras ventajas frente al MAT como es el hecho de no presentar

riesgo sanitario para los operarios ser de faacutecil estandarizacioacuten y ser una prueba

en la que las reacciones cruzadas son poco frecuentes Sus principales

desventajas son que normalmente son serovar especiacuteficos con lo cual no

obtendremos informacioacuten acerca de una posible infeccioacuten por otros serovares y

que no permite diferenciar entre anticuerpos vacunales y de infeccioacuten (Alonso et

al 2001)

3523 Diagnoacutestico molecular

35231 Reaccioacuten en cadena de la polimerasa (PCR)

La PCR es un meacutetodo in vitro de siacutentesis de ADN con el que un segmento

particular de este es especiacuteficamente amplificado al ser delimitado por un par de

cebadores o iniciadores que lo flanquean Su copiado se logra en forma

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 23

exponencial a traveacutes de repetidos ciclos de diferentes periodos y temperaturas de

incubacioacuten en presencia de una enzima ADN polimerasa termoestable Asiacute se

obtienen en cuestioacuten de horas millones de copias de la secuencia deseada del

ADN

La PCR es una teacutecnica de biologiacutea molecular altamente especiacutefica raacutepida

sensible y versaacutetil para detectar cantidades iacutenfimas de un cierto ADN especiacutefico

posibilitando su faacutecil identificacioacuten (Rodriacuteguez et al 2004)

El meacutetodo se basa en su forma maacutes simple en la realizacioacuten de tres reacciones

sucesivas llevadas a cabo a distintas temperaturas Estas reacciones se repiten

ciacuteclicamente entre veinte y cuarenta veces La muestra se calienta en el primer

paso hasta lograr la separacioacuten de las dos cadenas que constituyen el ADN

hecho que se conoce como desnaturalizacioacuten (Satz et al 1993) En el segundo

ocurre la hibridacioacuten de las cadenas desnaturalizadas del ADN blanco con los

denominados cebadores o iniciadores (ADN sinteacutetico de hebra sencilla) a una

temperatura que facilita el apareamiento de las bases nitrogenadas

complementarias de ambas clases de ADNs (Rodriacuteguez et al 2004) Por uacuteltimo se

da la reaccioacuten de extensioacuten que generalmente es llevada a cabo a una

temperatura intermedia en la cual la ADN polimerasa copia el ADN entre las

secuencias correspondientes a los oligonucleoacutetidos iniciadores (Torres et al

1995) La deteccioacuten se realiza mediante electroforesis en gel de agarosa y tincioacuten

con bromuro de etidio (Costa 2004)

En los uacuteltimos antildeos se ha desarrollado PCR en muestras bioloacutegicas como orina

suero liacutequido cefalorraquiacutedeo y tejido renal posicionaacutendose la teacutecnica como una

herramienta de diagnoacutestico sensible y especiacutefica en la deteccioacuten e identificacioacuten

de Leptospira spp (Levett 2001 Branger et al 2005)

Una limitacioacuten de diagnoacutestico basado en la PCR de la leptospirosis es la

incapacidad de la mayoriacutea de los ensayos de PCR para identificar el serovar

infectante Si bien esto no es significativo para la gestioacuten individual del paciente la

identidad del serovar tiene un importante valor epidemioloacutegico y en salud puacuteblica

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 24

Las estrategias disentildeadas para superar este obstaacuteculo han incluido la digestioacuten de

productos de PCR con endonucleasas de restriccioacuten secuenciacioacuten directa de los

amplicones y Anaacutelisis de Conformacioacuten de Cadena Sencilla (SSCP)

Genomospecies de Leptospira pueden ser diferenciadas despueacutes de la PCR por

electroforesis en geles de poliacrilamida no desnaturalizante seguido por tincioacuten

con plata y sin el paso adicional de purificacioacuten y desnaturalizacioacuten (Ahmad et al

2005)

35232 Reaccioacuten en cadena de la polimerasa muacuteltiple

La PCR muacuteltiple son reacciones que consiguen amplificar simultaacuteneamente y en

un uacutenico tubo diferentes secuencias diana permitiendo la deteccioacuten e

identificacioacuten simultaacutenea de distintos genes de intereacutes (Mendez et al 2004)

35233 Fingerprinting

Un desarrollo reciente en el anaacutelisis del ADN ribotipificacioacuten se basa en el

Polimorfismo de Longitud de Fragmentos de Restriccioacuten (RFLP) Posterior a la

electroforesis del gel Agarosa el ADN es trasferido sobre una membrana y

posteriormente hibridado con sondas marcadas desde el 16S al 23S de la cadena

de ARN por lo tanto nos da una interpretacioacuten maacutes raacutepida y faacutecil del Fingerprints

Este meacutetodo es una herramienta uacutetil para la tipificacioacuten molecular de Leptospira

ya que esta metodologiacutea utiliza reactivos disponibles comercialmente puede ser

aplicada por laboratorio de diagnoacutestico y no requiere el mantenimiento de todas

las cepas de referencia y correspondientemente suero inmune de conejo La

tipificacioacuten ribosomal tambieacuten nos provee informacioacuten sobre la relacioacuten genoacutemica

basado en la similitud que tienen en comuacuten fragmentos de cadenas de Leptospira

(Terpstra et al 1986)

35234 Anticuerpo monoclonales

Los anticuerpos monoclonales son glicoproteiacutenas especializadas que hacen parte

del sistema inmune producidas por las ceacutelulas B con la capacidad de conocer

moleacuteculas especificas (Antiacutegenos) Los anticuerpos monoclonales son

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 25

herramientas esenciales en el aacutembito cliacutenico y biotecnoloacutegico y han probado ser

uacutetiles en el diagnoacutestico y tratamiento de enfermedades infecciosas inmunoloacutegicas

y neoplaacutesicas asiacute como tambieacuten en el estudio de las interacciones patoacutegenas-

hospedador y la marcacioacuten deteccioacuten y cuantificacioacuten de diversas moleacuteculas

(Machado et al 2006)

Se han preparado anticuerpos monoclonales de conejo que aglutinan Leptospira y

los serovares pueden ser identificados con base en patrones caracteriacutesticos de

aglutinacioacuten Preparar anticuerpos monoclonales es difiacutecil y toma tiempo pero

usarlos en la MAT para serotipificar es faacutecil y da resultados raacutepidos Actualmente

estaacuten disponibles anticuerpos monoclonales para tipificar cerca de la mitad de los

serovares maacutes comunes actualmente reconocidos (OMS 2008)

35235 Secuenciacioacuten del ARNr 16S

La amplificacioacuten del gen para su posterior secuenciacioacuten parte preferentemente

de ADN extraiacutedo de un cultivo puro de la bacteria pero tambieacuten puede

conseguirse directamente de una muestra cliacutenica

El meacutetodo molecular de identificacioacuten bacteriana mediante secuenciacioacuten del

ADNr 16S incluye tres etapas a) amplificacioacuten del gen a partir de la muestra

apropiada b) determinacioacuten de la secuencia de nucleoacutetidos del amplicoacuten y c)

anaacutelisis de la secuencia (Rodicio et al 2004)

La secuenciacioacuten del ARNr 16S es un meacutetodo potente y simplificado para la

identificacioacuten de especies Leptospira (Morey et al 2006)

35236 Microarrays

El anaacutelisis de microarray consiste en la deteccioacuten e identificacioacuten simultaacutenea de un

patoacutegeno desde la misma muestra para asiacute ser implementado en los laboratorios

cliacutenicos de microbiologiacutea con facilidad y exactitud

Microarray simplemente se define como una coleccioacuten de caracteriacutesticas

microscoacutepicas (maacutes comuacutenmente ADN) que se puede probar con moleacuteculas diana

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 26

para producir ya sea (expresioacuten geacutenica) cuantitativa o los datos cualitativos

(diagnoacutestico)

El anaacutelisis por medio de microarray tiene la capacidad de ofrecer una fuerte

deteccioacuten muacuteltiple Existen plataformas de microarrays muacuteltiples incluyendo

impresos de ADN de doble cadena y matrices de oligonucleoacutetidos

Los microarrays permiten el depoacutesito de miles de puntos conteniendo genes o

parte de genes sobre un portaobjetos para su estudio en paralelo De esta manera

es posible tener una visioacuten instantaacutenea de actividad de genomas completos o de

un grupo selecto de genes (Miller et al 2009)

En los estudios de microarrays se combinan las teacutecnicas de hibridizacioacuten de

aacutecidos nucleicos y deteccioacuten por fluorescencia De esta manera soacutelo en los

puntos del portaobjeto donde haya ocurrido hibridizacioacuten habraacute fluorescencia y la

intensidad de la fluorescencia detectada seraacute proporcional al nivel de expresioacuten

del gen en estudio

Una condicioacuten indispensable es que cada uno de los genes que esteacute representado

sea faacutecilmente distinguible de otros En otras palabras la porcioacuten del gen

inmovilizada en el portaobjeto debe llevar consigo independientemente de su

tamantildeo su ceacutedula de identidad (Barrero 2005)

La hibridacioacuten genoacutemica comparada (CGH) ha demostrado ser una herramienta

muy poderosa para las comparaciones genoacutemicas de alto rendimiento entre

especies patoacutegenas y no patoacutegenas y la exploracioacuten del genoma de muchas

especies bacterianas Las secuencias genoacutemicas disponibles de L interrogans

serovar Lai y copenhageni se utilizaron para disentildear una matriz de mosaico (Eribo

et al 2012)

35237 Enzimas de Restriccioacuten

El meacutetodo consiste en la extraccioacuten de ADN a partir de una poblacioacuten homogeacutenea

de organismos la digestioacuten del ADN con una endonucleasa de restriccioacuten y la

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 27

electroforesis en gel de agarosa del ADN Debido a que las endonucleasas de

restriccioacuten reconocen y se unen al ADN de doble cadena especiacuteficamente a la

secuencia 4 oacute 6 de pares de bases se genera un conjunto de fragmentos La

migracioacuten de estos fragmentos en gel de agarosa estaacute relacionada con el peso

molecular un patroacuten de bandas se puede ver en el gel por la luz ultravioleta siacute se

tintildeeron con bromuro de etidio o por autorradiografiacutea Estos modelos constituyen

una huella digital caracteriacutestico de cualquier ADN en particular (Marshall et al

1981)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 28

4 MATERIAL Y MEacuteTODO

41 Tipo de estudio Ensayo de laboratorio

42 Cepas En este estudio se emplearon 30 cepas distribuidas en 24 serogrupos

de Leptospira proporcionados por Centro Nacional de Diagnoacutestico y Referencia

(CNDR)

43 Muestras Las condiciones de crecimiento para la Leptospira fueron de 28-

30degC durante siete diacuteas en el medio Ellinghaussen-McCullough-Johnson-Harris

(EMJH)

45 PCR cebadores y condiciones de amplificacioacuten

Los cebadores de oligonucleoacutetidos LepF1 PU1 y LepR1 que corresponden a las

posiciones 8461 a 8480 8720 a 8738 y 9334 a 9316 respectivamente fueron

disentildeados para unirse a regioacuten 23S del ADNr la cual corresponde a la secuencia

de Leptospira interrogans (patoacutegena)

Los cebadores SU1 y LepR1 fueron disentildeados para serovares de saproacutefitas que

corresponden a la posicioacuten 326 a 343 y 641 a 623 respectivamente basado en la

secuencia parcial del ADNr de Leptospira biflexa La secuencia de los cebadores

se demuestra en la tabla 1

Tabla1 Cebadores utilizados en la amplificacioacuten

Cebador Secuenciacioacuten 5` a 3` Especificidad Posicioacuten de la base

LepF1 GTTACCAAGCACAAGATTAG Leptospira spp 8461 - 8480

LepR1 TAGTCCCGATTACATTTTC Leptospira spp 9334 - 9316

PU1 TATCAGAGCCTT TTAATGG Patoacutegena 8720 - 8738

SU1 TTTAGGGTTAGCGTGGTA Saproacutefita 326 - 343

LepR1 TAGTCCCGATTACATTTTC Leptospira spp 641 - 623

El ADN de la Leptospira fue amplificado usando LepF1 (5

GTTACCAAGCACAAGATTAG 3) y LepR1 (5 TAGTCCCGATTACATTTTC 3)

Para la multiplex PCR fueron usado como cebadores internos PU1 (5

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 29

TATCAGAGCCTTTTAATGG 3) SU1 (5 TTTAGGGTTAGCGTGGTA 3) y LepR1

(5 TAGTCCCGATTACATTTTC 3)

Para la amplificacioacuten del ADN se utilizoacute como control positivo de patoacutegena la cepa

icterohaemorrhagiae mientras que como control de saproacutefita se utilizoacute la cepa

patoc ambas se encontraban en caldo de cultivo Ellinghausen-McCullough-

Johnson-Harris (EMJH) y como control negativo se utilizoacute agua libre de nucleasa

Los segmentos de ADN amplificado para patoacutegenas corresponde a 615 pb y para

saproacutefitas 316 pb (gen 23S ADNr) Esta amplificacioacuten fue realizada en el

termociclador Las condiciones de la PCR consistieron en 40 ciclos Una

desnaturalizacioacuten inicial fue de 94degC por 5 minutos Cada ciclo comprendioacute una

desnaturalizacioacuten a 94degC por 1 minuto temperatura de anneling a 50degC por 50

segundos y una extensioacuten a 72degC por 1 minuto El uacuteltimo paso fue la elongacioacuten a

72degC por 7 minutos

46 Paraacutemetros a probar en la estandarizacioacuten

461 Mezcla

Se sometieron a prueba tres tipos de mezcla cada una con concentraciones

distintas pero con un volumen final de 50 microl reflejadas en la tabla 2

Tabla 2 Mezclas de reactivos puestas a prueba

Componente Mezcla 1 Mezcla 2 Mezcla 3

Agua free nucleasa 19 microl 26 microl 14 microl

Master mix 16 microl 8 microl 16 microl

Cebador 1 (LepF1) 2 microl 2 microl 2 microl

Cebador 2-5 (LepR1) 4 microl 2 microl 4 microl

Cebador 3 (PU1) 2 microl 1 microl 2 microl

Cebador 4 (SU1) 2 microl 1 microl 2 microl

AND (muestral o control) 5 microl 10 microl 10 microl

Volumen final 50 microl 50 microl 50 microl

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 30

462 5-Fluoracilo

Se puso a prueba el papel que juega el 5-fluoracilo debido a su utilizacioacuten en los

medios de cultivo para evitar la contaminacioacuten bacteriana de las Leptospira

ademaacutes que permite un mejor crecimiento de eacutestas (WHO 1967) Su eficacia

radica en que se une de forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial

para la siacutentesis de nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases

nitrogenadas que forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se

puede replicar lo que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002)

463 Tipo de extraccioacuten de ADN

El ADN genoacutemico de las cepas de Leptospira y de las muestras sanguiacuteneas y

orina fue extraiacutedo de acuerdo a las instrucciones del kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) siguiendo los procedimientos de manufactura (ver anexo

1)

Se ensayaron extracciones por calentamiento a 90degC ndash 100degC por 20 minutos El

ADN extraiacutedo fue almacenado a -20deg C hasta su amplificacioacuten

464 Muestras fingidas

Se obtuvieron muestras de suero y orina de cada especie (canino bovino porcino

y equino) y se mezclaron con cepas de referencia proporcionados por el Centro

Nacional De Investigacioacuten de Holanda para posteriormente realizar PCR A cada

muestra se le realizoacute extracciones por calentamiento y por el kit de extraccioacuten

QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

47 Determinacioacuten del liacutemite de deteccioacuten

Se determinoacute al calcular la cantidad de ADN que capaz de detectar la teacutecnica en

un ml de muestras de sangre y orina para esto se realizoacute una serie de diluciones

(desde 11 hasta 110000000) de las muestras a partir de una concentracioacuten de

ADN conocida (120 ng)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 31

48 Sensibilidad

Se sometieron 29 serovares patoacutegenas y 1 saproacutefita como controles positivos

proporcionados por Centro Nacional de Diagnoacutestico y Referencia

Se calculoacute la sensibilidad y el intervalo de confianza del 95 en el programa

EPIDAT 31 de acuerdo a la siguiente foacutermula

VP= Verdaderos positivos

FN= Falsos negativos

49 Especificidad

Se realizoacute un ensayo de especificidad utilizando ADN de 10 muestras con otras

cepas bacterianas diferentes a Leptospira que fueron inoculadas en medio EMJH

y suero para detectar falsos positivos el panel de muestras se describe en la

siguiente tabla

Tabla 3 Cepas bacterianas utilizadas para la determinacioacuten de la

especificidad

Cepa Nuacutemero de muestras

Staphyloccocus aureus 2

Escherichi coli 2

Salmonella spp 2

Proteus spp 2

Streptococcus pyogenes 2

Se calculoacute la especificidad y el correspondiente intervalo de confianza (95) en el

programa EPIDAT 31 de acuerdo a la siguiente foacutermula

VN= Verdaderas negativos

FP= Falso Positivos

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 32

5 RESULTADOS

De los 30 serovares que se sometieron al ensayo se detectaron 15 siendo

correspondiente a 12 serogrupos dentro los que se encuentran pomona e

icterohaemorrhagia dentro las patoacutegenas de importancia asiacute como el serogrupo

patoc de la saprofitas puesta a prueba Ver foto 1

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute ser la nuacutemero 1 compuesta por

Agua free nucleasa 19 microl Master mix 16 microl Primer 1 (Lep F1) 2 microl Primer 2-5

(LepR1) 4 microl Primer 3 (PU1) 2 microl Primer4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl Ver foto 2

En los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia en la

capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y saprofitas Ver

foto 2

La extraccioacuten maacutes adecuada resultoacute ser por calentamiento en la que se

identificaron 8 muestras de 19 mientras que las extracciones con el kit de

extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg) solo 2 muestras de 8 fueron

identificadas Ver foto 3

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten se encontroacute que la teacutecnica es capaz de identificar

una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira correspondiente a una

dilucioacuten 110000 Ver foto 4

En la determinacioacuten de la capacidad de la teacutecnica para detectar e identificar

Leptospira en muestras de campo se encontroacute que de 12 muestras de suero se

identificaron 3 mientras que de 13 muestras de orina fueron identificadas 5 Ver

foto 3

La sensibilidad mostrada fue de 50 IC 95 (3044 ndash 6956) mientras que la

especificidad fue de 100 IC 95 (95 ndash 100) con un valor predictivo positivos de

100 IC 95 (9667 ndash 100) y un valor predictivo negativo de 40 IC 95 (1880 ndash

6120) esto con una prevalencia de 75 IC 95 (6033 ndash 8967) mostrando un

Iacutendice de validez de 6550 IC 95 (4625 ndash 7875)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 33

6 DISCUSIOacuteN

Actualmente el meacutetodo para diagnosticar leptospirosis es la prueba de

Microaglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) pero esta resulta tediosa por la necesidad

de mantener las cepas lo que implica tambieacuten un riesgo potencial para el personal

de laboratorio ademaacutes no diferencia entre anticuerpos vacunales y de infeccioacuten

Otro meacutetodo directo de diagnoacutestico es el cultivo pero es limitado y requiere de

mucho tiempo (Alonso et al 2001)

Debido a las restricciones que generan estas pruebas diagnoacutesticas se ha

estandarizado una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y

patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos

En este estudio se sometieron 30 serovares al ensayo de los que se detectaron

15 correspondiente a 12 serogrupos amplificados mostrando una sensibilidad del

50 diferente a los resultados obtenidos por Ceacutespedes et al (2007) en cuyo

estudio la PCR pudo amplificar el ADN de 25 serovares de seis especies de

Leptospira spp con una sensibilidad del 100 in vitro Moreno et al (2010) mostroacute

un amplificado especiacutefico para 2122 cepas de referencia con la PCR simple

lipL32 mientras que la PCR muacuteltiple secYflaB amplificoacute 1822 cepas

Esta sensibilidad baja indica que la teacutecnica no es recomendada como una prueba

de tamizaje ya que ademaacutes del alto costo no es capaz de detectar a toda la

poblacioacuten infectada en cambio la especificidad que se obtuvo fue del 100

demostrada con el uso de ADN de otros agentes patoacutegenos (Staphyloccocus

Aureus Escherichi coli Salmonella spp Proteus spp y Streptococcus pyogenes)

los cuales no fueron amplificados Esto coincide con los ensayo realizado por

Ceacutespedes et al (2007) Moreno et al (2010) Kositanont et al (2007) y Boonsilp et al

(2011) los cuales muestran una especificad del 100 al no obtener amplificado del

ADN de otras cepas patoacutegenas que causan enfermedades febriles en sus paiacuteses

La causa de una especificidad tan alta de la reaccioacuten se debe a las secuencias

nucleotiacutedicas especiacuteficas formadas por los oligonucleoacutetidos (cebadores) LepF1 (5rsquo

GTTACCAAGCACAAGATTAG 3rsquo) LepR1 (5rsquo TAGTCCCGATTACATTTTC 3rsquo)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 34

PU1 (5rsquo TATCAGAGCCTTTTAATGG 3rsquo) y SU1 (5rsquo TTTAGGGTTAGCGTGGTA 3rsquo)

que fueron disentildeados para detectar secuencias nucleotiacutedicas especiacuteficas en este

caso el genoma de Leptospira spp (OIE 2006) Tambieacuten se debe tomar en cuenta

que la especificidad de la PCR depende ademaacutes de la temperatura empleada en

la fase de hibridacioacuten y de la cantidad de iones divalentes que se incorporan a la

reaccioacuten Cuanto mayor sea la temperatura utilizada en la fase de hibridacioacuten maacutes

especiacutefica es la reaccioacuten Esto se debe a que a mayor temperatura maacutes dificultada

se ve la unioacuten entre el cebador y la cadena molde en condiciones de

temperaturas de hibridacioacuten elevadas el cebador soacutelo se uniraacute a la cadena molde

si son complementarios en todos sus nucleoacutetidos (McPherson et al 1991)

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten por la diluciones de ADN puro (120ng) de L

interrogans serovar Australis se obtuvo un producto de 615pb hasta la dilucioacuten

110000 correspondiente a una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira

lo que coincide con la investigacioacuten realizada por Moreno et al (2010) cuyo liacutemite

de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR simple lipL32 obtuvo productos especiacuteficos

de 423 pb L interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten

110000 pero para el caso del liacutemite de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR

muacuteltiple secYflaB se obtuvieron productos especiacuteficos de 285 pb y 793 pb de L

interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten 1100 para secY y

11000 para flaB Estas diluciones se hicieron a partir de 120 ng de ADN extraiacutedo

de la cepa de referencia de Leptospira

El liacutemite de deteccioacuten para la PCR muacuteltiple indica una alta sensibilidad analiacutetica en

condiciones de PCR real esto lo posiciona como un meacutetodo de diagnoacutestico

molecular de eleccioacuten para estudios posteriores que busquen validar su uso

potencial para el diagnoacutestico de leptospirosis (Levett et al 2005)

La teacutecnica fue capaz de identificar Leptospira patoacutegena y saproacutefita lo que coincide

con el estudio de Kositanont et al (2007) que muestran resultados similares esto

se atribuye al uso de los cebadores especiacuteficos para la amplificacioacuten de genes

conservados en cepas patoacutegenas y saprofitas Otros estudios como los realizados

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 35

por Cheema et al (2007) Moreno et al (2010) y Rosario et al (2012) no

lograron detectar Leptospira saprofitas soacutelo patoacutegenas pues en ese estudio se

implicoacute solamente los genes conservados en cepas patoacutegenas de Leptospira La

inhabilidad de poder diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y no patoacutegenas puede

ser una dificultad en estudios ambientales donde se quiera diferenciar entre los

distintos serovares sin embargo no tiene importancia en el aspecto cliacutenico pues

no se aiacutesla Leptospira saprofitas en muestras animales (Ceacutespedes et al 2010)

Sin embargo otros estudios (Ibaacutentildeez et al 2010)) han mostrado anticuerpos contra

Leptospira sp serovariedad patoc en 1159 monos Rhesus (Macaca mulatta) en

condiciones de cautiverio Con tiacutetulos que variaron de 120 a 180 Silva et al

(2010) recogioacute muestra de 388 animales (aves reptiles mamiacuteferos y peces) tanto

salvajes como en cautiverio resultando positivo a MAT el 265 de los animales

Los tiacutetulos seroloacutegicos predominante fueron de 140 y 180 para los serotipos

patoc andamana canicola icterohaemorrhagiae y panamaacute

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute estar compuesta por 19 microl de Agua

free nucleasa 16 microl de GoTaqreg qPCR Master Mix 2 microl de cada uno de los

iniciadores (Lep F1 Lep R1 PU1 SU1 y Lep R1) a una concentracioacuten de 100

[Pmol] y 5 microl de ADN a un volumen final de 50 microl con una amplificacioacuten de 40

ciclos En una publicacioacuten similar realizada por Kosinatont et al (2007) utilizan 5microl

de buffer PCR 8 microl de MgCl2 1microl de cada iniciador a 20 [Pmol] y 5 microl de ADN a un

volumen final de 50microl Las condiciones de PCR consistieron de 35 ciclos Las

diferentes concentraciones de reactivos en ambos estudios se deben

probablemente a que las condiciones de laboratorio son diferentes en todas las

regiones ademaacutes del uso en el presente ensayo de un master mix comercial que

incluye todos los componentes para la PCR cuantitativa como son ADN Taq

polimerasa dATP dGTP dCTP dTTP y MgCl2 a excepcioacuten del ADN de la

muestra los cebadores y agua Utilizar este master mix evita errores en el

alineamiento de los cebadores en la temperatura de disociacioacuten de las cadenas

tanto del templado como del producto de la PCR la especificad del producto la

formacioacuten de diacutemero de cebadores y en la inhibicioacuten de la Taq polimerasa por

altas concentraciones de KCl o NaCl (Martinez et al 2004)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 36

En cuanto a los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia

en la capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y

saproacutefitas Eacuteste se puso a prueba debido a su utilizacioacuten en los medios de cultivo

cuando se toman muestras en el campo Su eficacia radica en que se une de

forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial para la siacutentesis de

nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases nitrogenadas que

forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se puede replicar lo

que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002) el 5-fluoracilo no fue una

sustancia inhibidora de la PCR pues no provoca el bloqueo directo total o parcial

de la actividad cataliacutetica de la ADN polimerasa o inhibe la unioacuten directa al ADN de

doble cadena (Newsletter Microbial 2009)

La extraccioacuten de ADN se hizo por calentamiento y con el kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) con el fin de determinar cuaacutel de los meacutetodos era el maacutes

efectivo para la extraccioacuten resultando ser la extraccioacuten por calentamiento ya que

fue capaz de detectar 8 muestras de 19 mientras que con el kit de extraccioacuten soacutelo

se lograron identificar 2 de 8 muestras Aunque con este meacutetodo ademaacutes de ser

de menor costoso se obtiene mayores valores de concentracioacuten y rendimiento de

ADN en el menor tiempo aportaacutendole rapidez y simplicidad a la prueba la pureza

del mismo es baja La importancia del proceso de purificacioacuten del material

geneacutetico es recobrar el producto maacuteximo de ADN de alto peso molecular libre de

proteiacutenas fenol e inhibidores de la Taq polimerasa El ADN de alta calidad es un

prerrequisito para su uso en teacutecnicas de biologiacutea molecular en este caso PCR

para la identificacioacuten de las secuencias especificas de ADN mediante el uso de

cebadores no asiacute el ADN degradado no sustenta la integridad de los sitios

blancos para los cebadores y consecuentemente afectar la calidad de la PCR

(Rada et al 1998)

Ademaacutes de la extraccioacuten de ADN por calentamiento existen otras teacutecnicas como

son meacutetodo fenol-cloroformo meacutetodo del acetato de potasio meacutetodo del acetato

de potasio modificado y meacutetodo de bromuro de cetil-trimetil amonio cuya base

principal es provocar una lisis celular para inactivar las nucleasas celulares y

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 37

separar los aacutecidos nucleicos de los restos de ceacutelulas (Fraga et al 2004) (Velasco

2005)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 38

7 CONCLUSIOacuteN

El PCR multiplex fue capaz de diferenciar entre Leptospira saprofita y

patoacutegena

Se obtuvo una baja sensibilidad pero alta especificidad

El 5-fluoracilo no mostro alteracioacuten en el proceso de amplificacioacuten

La mezcla maacutes adecuada fue la mezcla 1 compuesta por Agua free

nucleasa 19 microl Master mix 16 microl cebador 1 (Lep F1) 2 microl cebador 2-5

(LepR1) 4 microl cebador 3 (PU1) 2 microl cebador 4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl

Se obtuvo una alta sensibilidad analiacutetica o liacutemite de deteccioacuten capaz de

detectar hasta 0012 ng de ADN

El meacutetodo de extraccioacuten maacutes efectivo fue por calentamiento que por el kit

de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 39

8 RECOMENDACIONES

Validar la teacutecnica con una poblacioacuten maacutes representativa

Publicar los resultados de esta investigacioacuten con el fin de seguir mejorando

el diagnoacutestico de leptospirosis por PCR

Promover el uso de la PCR para un diagnoacutestico raacutepido de leptospirosis en

animales domeacutesticos

Realizar estudios de las fuentes de agua para la caracterizacioacuten de las

zonas de riesgo

Estandarizar teacutecnicas de diagnoacutestico de campo para fortalecer los sistemas

de vigilancia activa

Ofrecer charlas a las poblaciones con mayor prevalencia de leptospirosis

sobre el papel que juegan los animales en la transmisioacuten de la enfermedad

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 40

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ANEXOS

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Kit de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

1 20 microl de proteinasa K en eppendorf

2 Agregar 200 microl de la muestra

3 Agregar 200 microl de buffer AL y bortear por 5 segundos

4 Incubar a 56 ordmC por 10 minutos

5 Centrifugar brevemente

6 Agregar 200 microl de etanol (96 ndash 100)

7 Pasar la mezcla del paso 6 y colocarlo en un tubo de ensayo colector

procurando no tocar los bordes y centrifugar a 8000 rpm por 1 minuto Cambiar el

tubo colector descartando el contenido

8 Agregar en el centro de la columna 500 microl de buffer AW1 Centrifugar por 8000

rpm por 1 minuto luego descartar tubo colector y el contenido cambiando a un

nuevo tubo colector

9 Agregar 500 microl de buffer AW2 en el centro de la membrana y centrifugar a

14000 rpm por 3 minutos

10 Pasar la columna a eppendorf y centrifugar a velocidad maacutexima por 1 minuto

11 Pasar la columna a eppendorf y agregar 100 microl de buffer AE incubar a

temperatura ambiente por 1 minuto luego centrifugar a 8000 rpm por un minuto

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 53

Tabla 4 Cepario de referencia de Holanda

Especie Serogrupo Serovar Cepa de referencia

L Interrogans

Australis Australis Ballico

Autumnalis Autumnalis Akiyami A

Betaviae Betaviae Swart

Canicola Canicola Hond Utrechit IV

Djasiman Djasiman Djasiman

Hebdomadis Hebdomadis Hebdomadis

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagica RGA

Icterohaemorrhagia Copenhageni M20

Icterohaemorrhagia Copenhageni Wijnberg

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagia Kantorowic

Pomona Pomona Pomona

Pyrogenes Pyrogenes Salinem

Sejroe Hardjo Hardjoprajitho

Sejroe Wolffi 3705

L Noguchi

Australis Nicaragua 1011

Lousiana Lousiana LSU 1945

Panama Panama CZ 214

L Biorgpetersenii

Ballum Castellones Castellon 3

Javanica Javanica Veldrat Batavia

Mini Mini Sari

Serjoe Serjoe M 84

Tarassovi Tarassovi Pereplitsin

L welii

Celledoni Celledoni Celledoni

Manhao Qingshui L 105

Sarnin Sarm 11 Sarnin

L Kirschneri

Cynopteri Cynopteri 3522 C

Grippotyphosa Grippotyphosa Moskva V

L Neyeri Ranarum Ranarum ICF

L Santarosal Sherman Shermani 1342 K

L Biflexa Semaranga Patoc Patoc 1

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 20

351 Diagnoacutestico epidemioloacutegico

La anamnesis debe incluir datos sobre la eacutepoca del antildeo en la que aparecioacute el

brote la aptitud del rebantildeo el estado sanitario del mismo el contacto con otras

especies domeacutesticas la sintomatologiacutea predominante y si se realiza vacunacioacuten

frente a la leptospirosis Asimismo deberaacute obtenerse informacioacuten sobre el nuacutemero

de animales afectados la edad de los mismos y la fase de la gestacioacuten en que se

produce el aborto (Alonso et al 2001)

352 Pruebas Diagnoacutesticas

Se basa en el cultivo del organismo la demostracioacuten seroloacutegica o el diagnoacutestico

molecular (Dammert 2005)

3521 Cultivo

La Leptospira se puede aislar de muestras de sangre y liacutequido cefalorraquiacutedeo en

los primeros 7-10 diacuteas de la enfermedad y en la orina puede ser detectada durante

la segunda y tercera semana de la enfermedad (Bharti 2003) Una vez tomada la

muestra esta se debe inocular en 10 ml de medio semisoacutelido que contenga 5-

fluoracilo

El cultivo debe ser incubado a 28-30 degC y ser examinado semanalmente en el

microscopio de campo oscuro durante 13 semanas antes de ser descartado Los

cultivos contaminados pueden ser filtrados antes de recultivarlos a un medio

nuevo (Levett 2001)

Existen otros medios recientemente desarrollados uacutetiles en el aislamiento de la

Leptospira medio EMJH (Ellinghausen y Mcllough modificado por Johnson y

Harries) y el medio Tween 80-albuacutemina este uacuteltimo considerado el mejor

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 21

Como el cultivo tiene el inconveniente de ser muy largo (5-6 semanas de

incubacioacuten) no se debe considerar para definir una conducta terapeacuteutica inicial

(Acosta et al 1994)

3522 Pruebas seroloacutegicas

Las pruebas seroloacutegicas constituyen el procedimiento de laboratorio utilizado con

maacutes frecuencia para confirmar el diagnoacutestico cliacutenico para determinar la

prevalencia en el rebantildeo y para realizar los estudios epidemioloacutegicos Los

anticuerpos de las Leptospira aparecen a los pocos diacuteas del comienzo de la

enfermedad y persisten durante semanas o meses y en algunos casos antildeos

Desafortunadamente los tiacutetulos de anticuerpos puede que desciendan hasta

niveles indetectables mientras los animales permanecen infectados croacutenicamente

Para superar este problema se necesitan meacutetodos sensibles que detecten el

microorganismo en la orina o en el tracto genital de portadores croacutenicos

Se ha descrito una amplia variedad de pruebas seroloacutegicas que muestran grados

variables de especificidad de serogrupo y de serotipo La prueba de la aglutinacioacuten

microscoacutepica (MAT) y el enzimoinmunoensayo (ELISA) contribuyen al diagnoacutestico

veterinario (OIE 2008)

35221 Prueba de Aglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) La prueba MAT en la

que se emplean antiacutegenos vivos es la prueba seroloacutegica maacutes ampliamente

utilizada Constituye la prueba de referencia frente a la que se evaluacutean todas las

otras pruebas seroloacutegicas y se utiliza en las comprobaciones para la

importacioacutenexportacioacuten (OIE 2008)

El MAT posee una alta sensibilidad y especificidad siendo sus resultados

utilizados para identificar el serovar o serogrupo infectante pero requiere de la

experiencia del operador y la variacioacuten diagnoacutestica entre laboratorios es elevada

(Bharti et al 2003) Para llevarlo a cabo se requiere que el laboratorio cuente con

cultivos vivos de todos los serovares para emplearlos como antiacutegenos

consideraacutendose que su interpretacioacuten es complicada debido a la alta degradacioacuten

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 22

presencia de reaccioacuten cruzada entre diferentes serogrupos y a reacciones

paradoacutejicas (Levett 2001)

35222 Otras pruebas seroloacutegicas Debido a la complejidad de la prueba de

Aglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) se ha desarrollado otras pruebas seroloacutegicas

para la deteccioacuten de anticuerpos antileptospira en la fase aguda de la infeccioacuten La

fijacioacuten de complemento (CF) fue ampliamente usado pero el meacutetodo no fue

estandarizado La prueba de Fijacioacuten de complemento ha sido reemplazada por el

meacutetodo ELISA (Levett 2001)

El ELISA se utiliza tanto para la deteccioacuten de anticuerpos en la leche como en el

suero permitiendo ademaacutes diferenciar entre IgG e IgM (Alonso et al 2001) En

este ensayo se detecta IgM antileptospira tan solo 1 semana despueacutes de la

infeccioacuten antes de que esteacuten presentes los anticuerpos aglutinantes Los

anticuerpos IgG se detectan comenzando 2 semanas despueacutes de la infeccioacuten y

persisten durante largos periodos de tiempo (OIE 2008)

La deteccioacuten de IgM en suero por ELISA es maacutes sensible que el MAT cuando la

primera muestra se toma en la fase aguda de la enfermedad (Ceacutespedes 2005)

Ademaacutes presenta otras ventajas frente al MAT como es el hecho de no presentar

riesgo sanitario para los operarios ser de faacutecil estandarizacioacuten y ser una prueba

en la que las reacciones cruzadas son poco frecuentes Sus principales

desventajas son que normalmente son serovar especiacuteficos con lo cual no

obtendremos informacioacuten acerca de una posible infeccioacuten por otros serovares y

que no permite diferenciar entre anticuerpos vacunales y de infeccioacuten (Alonso et

al 2001)

3523 Diagnoacutestico molecular

35231 Reaccioacuten en cadena de la polimerasa (PCR)

La PCR es un meacutetodo in vitro de siacutentesis de ADN con el que un segmento

particular de este es especiacuteficamente amplificado al ser delimitado por un par de

cebadores o iniciadores que lo flanquean Su copiado se logra en forma

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 23

exponencial a traveacutes de repetidos ciclos de diferentes periodos y temperaturas de

incubacioacuten en presencia de una enzima ADN polimerasa termoestable Asiacute se

obtienen en cuestioacuten de horas millones de copias de la secuencia deseada del

ADN

La PCR es una teacutecnica de biologiacutea molecular altamente especiacutefica raacutepida

sensible y versaacutetil para detectar cantidades iacutenfimas de un cierto ADN especiacutefico

posibilitando su faacutecil identificacioacuten (Rodriacuteguez et al 2004)

El meacutetodo se basa en su forma maacutes simple en la realizacioacuten de tres reacciones

sucesivas llevadas a cabo a distintas temperaturas Estas reacciones se repiten

ciacuteclicamente entre veinte y cuarenta veces La muestra se calienta en el primer

paso hasta lograr la separacioacuten de las dos cadenas que constituyen el ADN

hecho que se conoce como desnaturalizacioacuten (Satz et al 1993) En el segundo

ocurre la hibridacioacuten de las cadenas desnaturalizadas del ADN blanco con los

denominados cebadores o iniciadores (ADN sinteacutetico de hebra sencilla) a una

temperatura que facilita el apareamiento de las bases nitrogenadas

complementarias de ambas clases de ADNs (Rodriacuteguez et al 2004) Por uacuteltimo se

da la reaccioacuten de extensioacuten que generalmente es llevada a cabo a una

temperatura intermedia en la cual la ADN polimerasa copia el ADN entre las

secuencias correspondientes a los oligonucleoacutetidos iniciadores (Torres et al

1995) La deteccioacuten se realiza mediante electroforesis en gel de agarosa y tincioacuten

con bromuro de etidio (Costa 2004)

En los uacuteltimos antildeos se ha desarrollado PCR en muestras bioloacutegicas como orina

suero liacutequido cefalorraquiacutedeo y tejido renal posicionaacutendose la teacutecnica como una

herramienta de diagnoacutestico sensible y especiacutefica en la deteccioacuten e identificacioacuten

de Leptospira spp (Levett 2001 Branger et al 2005)

Una limitacioacuten de diagnoacutestico basado en la PCR de la leptospirosis es la

incapacidad de la mayoriacutea de los ensayos de PCR para identificar el serovar

infectante Si bien esto no es significativo para la gestioacuten individual del paciente la

identidad del serovar tiene un importante valor epidemioloacutegico y en salud puacuteblica

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 24

Las estrategias disentildeadas para superar este obstaacuteculo han incluido la digestioacuten de

productos de PCR con endonucleasas de restriccioacuten secuenciacioacuten directa de los

amplicones y Anaacutelisis de Conformacioacuten de Cadena Sencilla (SSCP)

Genomospecies de Leptospira pueden ser diferenciadas despueacutes de la PCR por

electroforesis en geles de poliacrilamida no desnaturalizante seguido por tincioacuten

con plata y sin el paso adicional de purificacioacuten y desnaturalizacioacuten (Ahmad et al

2005)

35232 Reaccioacuten en cadena de la polimerasa muacuteltiple

La PCR muacuteltiple son reacciones que consiguen amplificar simultaacuteneamente y en

un uacutenico tubo diferentes secuencias diana permitiendo la deteccioacuten e

identificacioacuten simultaacutenea de distintos genes de intereacutes (Mendez et al 2004)

35233 Fingerprinting

Un desarrollo reciente en el anaacutelisis del ADN ribotipificacioacuten se basa en el

Polimorfismo de Longitud de Fragmentos de Restriccioacuten (RFLP) Posterior a la

electroforesis del gel Agarosa el ADN es trasferido sobre una membrana y

posteriormente hibridado con sondas marcadas desde el 16S al 23S de la cadena

de ARN por lo tanto nos da una interpretacioacuten maacutes raacutepida y faacutecil del Fingerprints

Este meacutetodo es una herramienta uacutetil para la tipificacioacuten molecular de Leptospira

ya que esta metodologiacutea utiliza reactivos disponibles comercialmente puede ser

aplicada por laboratorio de diagnoacutestico y no requiere el mantenimiento de todas

las cepas de referencia y correspondientemente suero inmune de conejo La

tipificacioacuten ribosomal tambieacuten nos provee informacioacuten sobre la relacioacuten genoacutemica

basado en la similitud que tienen en comuacuten fragmentos de cadenas de Leptospira

(Terpstra et al 1986)

35234 Anticuerpo monoclonales

Los anticuerpos monoclonales son glicoproteiacutenas especializadas que hacen parte

del sistema inmune producidas por las ceacutelulas B con la capacidad de conocer

moleacuteculas especificas (Antiacutegenos) Los anticuerpos monoclonales son

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 25

herramientas esenciales en el aacutembito cliacutenico y biotecnoloacutegico y han probado ser

uacutetiles en el diagnoacutestico y tratamiento de enfermedades infecciosas inmunoloacutegicas

y neoplaacutesicas asiacute como tambieacuten en el estudio de las interacciones patoacutegenas-

hospedador y la marcacioacuten deteccioacuten y cuantificacioacuten de diversas moleacuteculas

(Machado et al 2006)

Se han preparado anticuerpos monoclonales de conejo que aglutinan Leptospira y

los serovares pueden ser identificados con base en patrones caracteriacutesticos de

aglutinacioacuten Preparar anticuerpos monoclonales es difiacutecil y toma tiempo pero

usarlos en la MAT para serotipificar es faacutecil y da resultados raacutepidos Actualmente

estaacuten disponibles anticuerpos monoclonales para tipificar cerca de la mitad de los

serovares maacutes comunes actualmente reconocidos (OMS 2008)

35235 Secuenciacioacuten del ARNr 16S

La amplificacioacuten del gen para su posterior secuenciacioacuten parte preferentemente

de ADN extraiacutedo de un cultivo puro de la bacteria pero tambieacuten puede

conseguirse directamente de una muestra cliacutenica

El meacutetodo molecular de identificacioacuten bacteriana mediante secuenciacioacuten del

ADNr 16S incluye tres etapas a) amplificacioacuten del gen a partir de la muestra

apropiada b) determinacioacuten de la secuencia de nucleoacutetidos del amplicoacuten y c)

anaacutelisis de la secuencia (Rodicio et al 2004)

La secuenciacioacuten del ARNr 16S es un meacutetodo potente y simplificado para la

identificacioacuten de especies Leptospira (Morey et al 2006)

35236 Microarrays

El anaacutelisis de microarray consiste en la deteccioacuten e identificacioacuten simultaacutenea de un

patoacutegeno desde la misma muestra para asiacute ser implementado en los laboratorios

cliacutenicos de microbiologiacutea con facilidad y exactitud

Microarray simplemente se define como una coleccioacuten de caracteriacutesticas

microscoacutepicas (maacutes comuacutenmente ADN) que se puede probar con moleacuteculas diana

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 26

para producir ya sea (expresioacuten geacutenica) cuantitativa o los datos cualitativos

(diagnoacutestico)

El anaacutelisis por medio de microarray tiene la capacidad de ofrecer una fuerte

deteccioacuten muacuteltiple Existen plataformas de microarrays muacuteltiples incluyendo

impresos de ADN de doble cadena y matrices de oligonucleoacutetidos

Los microarrays permiten el depoacutesito de miles de puntos conteniendo genes o

parte de genes sobre un portaobjetos para su estudio en paralelo De esta manera

es posible tener una visioacuten instantaacutenea de actividad de genomas completos o de

un grupo selecto de genes (Miller et al 2009)

En los estudios de microarrays se combinan las teacutecnicas de hibridizacioacuten de

aacutecidos nucleicos y deteccioacuten por fluorescencia De esta manera soacutelo en los

puntos del portaobjeto donde haya ocurrido hibridizacioacuten habraacute fluorescencia y la

intensidad de la fluorescencia detectada seraacute proporcional al nivel de expresioacuten

del gen en estudio

Una condicioacuten indispensable es que cada uno de los genes que esteacute representado

sea faacutecilmente distinguible de otros En otras palabras la porcioacuten del gen

inmovilizada en el portaobjeto debe llevar consigo independientemente de su

tamantildeo su ceacutedula de identidad (Barrero 2005)

La hibridacioacuten genoacutemica comparada (CGH) ha demostrado ser una herramienta

muy poderosa para las comparaciones genoacutemicas de alto rendimiento entre

especies patoacutegenas y no patoacutegenas y la exploracioacuten del genoma de muchas

especies bacterianas Las secuencias genoacutemicas disponibles de L interrogans

serovar Lai y copenhageni se utilizaron para disentildear una matriz de mosaico (Eribo

et al 2012)

35237 Enzimas de Restriccioacuten

El meacutetodo consiste en la extraccioacuten de ADN a partir de una poblacioacuten homogeacutenea

de organismos la digestioacuten del ADN con una endonucleasa de restriccioacuten y la

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 27

electroforesis en gel de agarosa del ADN Debido a que las endonucleasas de

restriccioacuten reconocen y se unen al ADN de doble cadena especiacuteficamente a la

secuencia 4 oacute 6 de pares de bases se genera un conjunto de fragmentos La

migracioacuten de estos fragmentos en gel de agarosa estaacute relacionada con el peso

molecular un patroacuten de bandas se puede ver en el gel por la luz ultravioleta siacute se

tintildeeron con bromuro de etidio o por autorradiografiacutea Estos modelos constituyen

una huella digital caracteriacutestico de cualquier ADN en particular (Marshall et al

1981)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 28

4 MATERIAL Y MEacuteTODO

41 Tipo de estudio Ensayo de laboratorio

42 Cepas En este estudio se emplearon 30 cepas distribuidas en 24 serogrupos

de Leptospira proporcionados por Centro Nacional de Diagnoacutestico y Referencia

(CNDR)

43 Muestras Las condiciones de crecimiento para la Leptospira fueron de 28-

30degC durante siete diacuteas en el medio Ellinghaussen-McCullough-Johnson-Harris

(EMJH)

45 PCR cebadores y condiciones de amplificacioacuten

Los cebadores de oligonucleoacutetidos LepF1 PU1 y LepR1 que corresponden a las

posiciones 8461 a 8480 8720 a 8738 y 9334 a 9316 respectivamente fueron

disentildeados para unirse a regioacuten 23S del ADNr la cual corresponde a la secuencia

de Leptospira interrogans (patoacutegena)

Los cebadores SU1 y LepR1 fueron disentildeados para serovares de saproacutefitas que

corresponden a la posicioacuten 326 a 343 y 641 a 623 respectivamente basado en la

secuencia parcial del ADNr de Leptospira biflexa La secuencia de los cebadores

se demuestra en la tabla 1

Tabla1 Cebadores utilizados en la amplificacioacuten

Cebador Secuenciacioacuten 5` a 3` Especificidad Posicioacuten de la base

LepF1 GTTACCAAGCACAAGATTAG Leptospira spp 8461 - 8480

LepR1 TAGTCCCGATTACATTTTC Leptospira spp 9334 - 9316

PU1 TATCAGAGCCTT TTAATGG Patoacutegena 8720 - 8738

SU1 TTTAGGGTTAGCGTGGTA Saproacutefita 326 - 343

LepR1 TAGTCCCGATTACATTTTC Leptospira spp 641 - 623

El ADN de la Leptospira fue amplificado usando LepF1 (5

GTTACCAAGCACAAGATTAG 3) y LepR1 (5 TAGTCCCGATTACATTTTC 3)

Para la multiplex PCR fueron usado como cebadores internos PU1 (5

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 29

TATCAGAGCCTTTTAATGG 3) SU1 (5 TTTAGGGTTAGCGTGGTA 3) y LepR1

(5 TAGTCCCGATTACATTTTC 3)

Para la amplificacioacuten del ADN se utilizoacute como control positivo de patoacutegena la cepa

icterohaemorrhagiae mientras que como control de saproacutefita se utilizoacute la cepa

patoc ambas se encontraban en caldo de cultivo Ellinghausen-McCullough-

Johnson-Harris (EMJH) y como control negativo se utilizoacute agua libre de nucleasa

Los segmentos de ADN amplificado para patoacutegenas corresponde a 615 pb y para

saproacutefitas 316 pb (gen 23S ADNr) Esta amplificacioacuten fue realizada en el

termociclador Las condiciones de la PCR consistieron en 40 ciclos Una

desnaturalizacioacuten inicial fue de 94degC por 5 minutos Cada ciclo comprendioacute una

desnaturalizacioacuten a 94degC por 1 minuto temperatura de anneling a 50degC por 50

segundos y una extensioacuten a 72degC por 1 minuto El uacuteltimo paso fue la elongacioacuten a

72degC por 7 minutos

46 Paraacutemetros a probar en la estandarizacioacuten

461 Mezcla

Se sometieron a prueba tres tipos de mezcla cada una con concentraciones

distintas pero con un volumen final de 50 microl reflejadas en la tabla 2

Tabla 2 Mezclas de reactivos puestas a prueba

Componente Mezcla 1 Mezcla 2 Mezcla 3

Agua free nucleasa 19 microl 26 microl 14 microl

Master mix 16 microl 8 microl 16 microl

Cebador 1 (LepF1) 2 microl 2 microl 2 microl

Cebador 2-5 (LepR1) 4 microl 2 microl 4 microl

Cebador 3 (PU1) 2 microl 1 microl 2 microl

Cebador 4 (SU1) 2 microl 1 microl 2 microl

AND (muestral o control) 5 microl 10 microl 10 microl

Volumen final 50 microl 50 microl 50 microl

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 30

462 5-Fluoracilo

Se puso a prueba el papel que juega el 5-fluoracilo debido a su utilizacioacuten en los

medios de cultivo para evitar la contaminacioacuten bacteriana de las Leptospira

ademaacutes que permite un mejor crecimiento de eacutestas (WHO 1967) Su eficacia

radica en que se une de forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial

para la siacutentesis de nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases

nitrogenadas que forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se

puede replicar lo que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002)

463 Tipo de extraccioacuten de ADN

El ADN genoacutemico de las cepas de Leptospira y de las muestras sanguiacuteneas y

orina fue extraiacutedo de acuerdo a las instrucciones del kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) siguiendo los procedimientos de manufactura (ver anexo

1)

Se ensayaron extracciones por calentamiento a 90degC ndash 100degC por 20 minutos El

ADN extraiacutedo fue almacenado a -20deg C hasta su amplificacioacuten

464 Muestras fingidas

Se obtuvieron muestras de suero y orina de cada especie (canino bovino porcino

y equino) y se mezclaron con cepas de referencia proporcionados por el Centro

Nacional De Investigacioacuten de Holanda para posteriormente realizar PCR A cada

muestra se le realizoacute extracciones por calentamiento y por el kit de extraccioacuten

QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

47 Determinacioacuten del liacutemite de deteccioacuten

Se determinoacute al calcular la cantidad de ADN que capaz de detectar la teacutecnica en

un ml de muestras de sangre y orina para esto se realizoacute una serie de diluciones

(desde 11 hasta 110000000) de las muestras a partir de una concentracioacuten de

ADN conocida (120 ng)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 31

48 Sensibilidad

Se sometieron 29 serovares patoacutegenas y 1 saproacutefita como controles positivos

proporcionados por Centro Nacional de Diagnoacutestico y Referencia

Se calculoacute la sensibilidad y el intervalo de confianza del 95 en el programa

EPIDAT 31 de acuerdo a la siguiente foacutermula

VP= Verdaderos positivos

FN= Falsos negativos

49 Especificidad

Se realizoacute un ensayo de especificidad utilizando ADN de 10 muestras con otras

cepas bacterianas diferentes a Leptospira que fueron inoculadas en medio EMJH

y suero para detectar falsos positivos el panel de muestras se describe en la

siguiente tabla

Tabla 3 Cepas bacterianas utilizadas para la determinacioacuten de la

especificidad

Cepa Nuacutemero de muestras

Staphyloccocus aureus 2

Escherichi coli 2

Salmonella spp 2

Proteus spp 2

Streptococcus pyogenes 2

Se calculoacute la especificidad y el correspondiente intervalo de confianza (95) en el

programa EPIDAT 31 de acuerdo a la siguiente foacutermula

VN= Verdaderas negativos

FP= Falso Positivos

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 32

5 RESULTADOS

De los 30 serovares que se sometieron al ensayo se detectaron 15 siendo

correspondiente a 12 serogrupos dentro los que se encuentran pomona e

icterohaemorrhagia dentro las patoacutegenas de importancia asiacute como el serogrupo

patoc de la saprofitas puesta a prueba Ver foto 1

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute ser la nuacutemero 1 compuesta por

Agua free nucleasa 19 microl Master mix 16 microl Primer 1 (Lep F1) 2 microl Primer 2-5

(LepR1) 4 microl Primer 3 (PU1) 2 microl Primer4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl Ver foto 2

En los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia en la

capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y saprofitas Ver

foto 2

La extraccioacuten maacutes adecuada resultoacute ser por calentamiento en la que se

identificaron 8 muestras de 19 mientras que las extracciones con el kit de

extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg) solo 2 muestras de 8 fueron

identificadas Ver foto 3

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten se encontroacute que la teacutecnica es capaz de identificar

una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira correspondiente a una

dilucioacuten 110000 Ver foto 4

En la determinacioacuten de la capacidad de la teacutecnica para detectar e identificar

Leptospira en muestras de campo se encontroacute que de 12 muestras de suero se

identificaron 3 mientras que de 13 muestras de orina fueron identificadas 5 Ver

foto 3

La sensibilidad mostrada fue de 50 IC 95 (3044 ndash 6956) mientras que la

especificidad fue de 100 IC 95 (95 ndash 100) con un valor predictivo positivos de

100 IC 95 (9667 ndash 100) y un valor predictivo negativo de 40 IC 95 (1880 ndash

6120) esto con una prevalencia de 75 IC 95 (6033 ndash 8967) mostrando un

Iacutendice de validez de 6550 IC 95 (4625 ndash 7875)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 33

6 DISCUSIOacuteN

Actualmente el meacutetodo para diagnosticar leptospirosis es la prueba de

Microaglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) pero esta resulta tediosa por la necesidad

de mantener las cepas lo que implica tambieacuten un riesgo potencial para el personal

de laboratorio ademaacutes no diferencia entre anticuerpos vacunales y de infeccioacuten

Otro meacutetodo directo de diagnoacutestico es el cultivo pero es limitado y requiere de

mucho tiempo (Alonso et al 2001)

Debido a las restricciones que generan estas pruebas diagnoacutesticas se ha

estandarizado una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y

patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos

En este estudio se sometieron 30 serovares al ensayo de los que se detectaron

15 correspondiente a 12 serogrupos amplificados mostrando una sensibilidad del

50 diferente a los resultados obtenidos por Ceacutespedes et al (2007) en cuyo

estudio la PCR pudo amplificar el ADN de 25 serovares de seis especies de

Leptospira spp con una sensibilidad del 100 in vitro Moreno et al (2010) mostroacute

un amplificado especiacutefico para 2122 cepas de referencia con la PCR simple

lipL32 mientras que la PCR muacuteltiple secYflaB amplificoacute 1822 cepas

Esta sensibilidad baja indica que la teacutecnica no es recomendada como una prueba

de tamizaje ya que ademaacutes del alto costo no es capaz de detectar a toda la

poblacioacuten infectada en cambio la especificidad que se obtuvo fue del 100

demostrada con el uso de ADN de otros agentes patoacutegenos (Staphyloccocus

Aureus Escherichi coli Salmonella spp Proteus spp y Streptococcus pyogenes)

los cuales no fueron amplificados Esto coincide con los ensayo realizado por

Ceacutespedes et al (2007) Moreno et al (2010) Kositanont et al (2007) y Boonsilp et al

(2011) los cuales muestran una especificad del 100 al no obtener amplificado del

ADN de otras cepas patoacutegenas que causan enfermedades febriles en sus paiacuteses

La causa de una especificidad tan alta de la reaccioacuten se debe a las secuencias

nucleotiacutedicas especiacuteficas formadas por los oligonucleoacutetidos (cebadores) LepF1 (5rsquo

GTTACCAAGCACAAGATTAG 3rsquo) LepR1 (5rsquo TAGTCCCGATTACATTTTC 3rsquo)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 34

PU1 (5rsquo TATCAGAGCCTTTTAATGG 3rsquo) y SU1 (5rsquo TTTAGGGTTAGCGTGGTA 3rsquo)

que fueron disentildeados para detectar secuencias nucleotiacutedicas especiacuteficas en este

caso el genoma de Leptospira spp (OIE 2006) Tambieacuten se debe tomar en cuenta

que la especificidad de la PCR depende ademaacutes de la temperatura empleada en

la fase de hibridacioacuten y de la cantidad de iones divalentes que se incorporan a la

reaccioacuten Cuanto mayor sea la temperatura utilizada en la fase de hibridacioacuten maacutes

especiacutefica es la reaccioacuten Esto se debe a que a mayor temperatura maacutes dificultada

se ve la unioacuten entre el cebador y la cadena molde en condiciones de

temperaturas de hibridacioacuten elevadas el cebador soacutelo se uniraacute a la cadena molde

si son complementarios en todos sus nucleoacutetidos (McPherson et al 1991)

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten por la diluciones de ADN puro (120ng) de L

interrogans serovar Australis se obtuvo un producto de 615pb hasta la dilucioacuten

110000 correspondiente a una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira

lo que coincide con la investigacioacuten realizada por Moreno et al (2010) cuyo liacutemite

de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR simple lipL32 obtuvo productos especiacuteficos

de 423 pb L interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten

110000 pero para el caso del liacutemite de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR

muacuteltiple secYflaB se obtuvieron productos especiacuteficos de 285 pb y 793 pb de L

interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten 1100 para secY y

11000 para flaB Estas diluciones se hicieron a partir de 120 ng de ADN extraiacutedo

de la cepa de referencia de Leptospira

El liacutemite de deteccioacuten para la PCR muacuteltiple indica una alta sensibilidad analiacutetica en

condiciones de PCR real esto lo posiciona como un meacutetodo de diagnoacutestico

molecular de eleccioacuten para estudios posteriores que busquen validar su uso

potencial para el diagnoacutestico de leptospirosis (Levett et al 2005)

La teacutecnica fue capaz de identificar Leptospira patoacutegena y saproacutefita lo que coincide

con el estudio de Kositanont et al (2007) que muestran resultados similares esto

se atribuye al uso de los cebadores especiacuteficos para la amplificacioacuten de genes

conservados en cepas patoacutegenas y saprofitas Otros estudios como los realizados

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 35

por Cheema et al (2007) Moreno et al (2010) y Rosario et al (2012) no

lograron detectar Leptospira saprofitas soacutelo patoacutegenas pues en ese estudio se

implicoacute solamente los genes conservados en cepas patoacutegenas de Leptospira La

inhabilidad de poder diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y no patoacutegenas puede

ser una dificultad en estudios ambientales donde se quiera diferenciar entre los

distintos serovares sin embargo no tiene importancia en el aspecto cliacutenico pues

no se aiacutesla Leptospira saprofitas en muestras animales (Ceacutespedes et al 2010)

Sin embargo otros estudios (Ibaacutentildeez et al 2010)) han mostrado anticuerpos contra

Leptospira sp serovariedad patoc en 1159 monos Rhesus (Macaca mulatta) en

condiciones de cautiverio Con tiacutetulos que variaron de 120 a 180 Silva et al

(2010) recogioacute muestra de 388 animales (aves reptiles mamiacuteferos y peces) tanto

salvajes como en cautiverio resultando positivo a MAT el 265 de los animales

Los tiacutetulos seroloacutegicos predominante fueron de 140 y 180 para los serotipos

patoc andamana canicola icterohaemorrhagiae y panamaacute

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute estar compuesta por 19 microl de Agua

free nucleasa 16 microl de GoTaqreg qPCR Master Mix 2 microl de cada uno de los

iniciadores (Lep F1 Lep R1 PU1 SU1 y Lep R1) a una concentracioacuten de 100

[Pmol] y 5 microl de ADN a un volumen final de 50 microl con una amplificacioacuten de 40

ciclos En una publicacioacuten similar realizada por Kosinatont et al (2007) utilizan 5microl

de buffer PCR 8 microl de MgCl2 1microl de cada iniciador a 20 [Pmol] y 5 microl de ADN a un

volumen final de 50microl Las condiciones de PCR consistieron de 35 ciclos Las

diferentes concentraciones de reactivos en ambos estudios se deben

probablemente a que las condiciones de laboratorio son diferentes en todas las

regiones ademaacutes del uso en el presente ensayo de un master mix comercial que

incluye todos los componentes para la PCR cuantitativa como son ADN Taq

polimerasa dATP dGTP dCTP dTTP y MgCl2 a excepcioacuten del ADN de la

muestra los cebadores y agua Utilizar este master mix evita errores en el

alineamiento de los cebadores en la temperatura de disociacioacuten de las cadenas

tanto del templado como del producto de la PCR la especificad del producto la

formacioacuten de diacutemero de cebadores y en la inhibicioacuten de la Taq polimerasa por

altas concentraciones de KCl o NaCl (Martinez et al 2004)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 36

En cuanto a los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia

en la capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y

saproacutefitas Eacuteste se puso a prueba debido a su utilizacioacuten en los medios de cultivo

cuando se toman muestras en el campo Su eficacia radica en que se une de

forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial para la siacutentesis de

nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases nitrogenadas que

forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se puede replicar lo

que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002) el 5-fluoracilo no fue una

sustancia inhibidora de la PCR pues no provoca el bloqueo directo total o parcial

de la actividad cataliacutetica de la ADN polimerasa o inhibe la unioacuten directa al ADN de

doble cadena (Newsletter Microbial 2009)

La extraccioacuten de ADN se hizo por calentamiento y con el kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) con el fin de determinar cuaacutel de los meacutetodos era el maacutes

efectivo para la extraccioacuten resultando ser la extraccioacuten por calentamiento ya que

fue capaz de detectar 8 muestras de 19 mientras que con el kit de extraccioacuten soacutelo

se lograron identificar 2 de 8 muestras Aunque con este meacutetodo ademaacutes de ser

de menor costoso se obtiene mayores valores de concentracioacuten y rendimiento de

ADN en el menor tiempo aportaacutendole rapidez y simplicidad a la prueba la pureza

del mismo es baja La importancia del proceso de purificacioacuten del material

geneacutetico es recobrar el producto maacuteximo de ADN de alto peso molecular libre de

proteiacutenas fenol e inhibidores de la Taq polimerasa El ADN de alta calidad es un

prerrequisito para su uso en teacutecnicas de biologiacutea molecular en este caso PCR

para la identificacioacuten de las secuencias especificas de ADN mediante el uso de

cebadores no asiacute el ADN degradado no sustenta la integridad de los sitios

blancos para los cebadores y consecuentemente afectar la calidad de la PCR

(Rada et al 1998)

Ademaacutes de la extraccioacuten de ADN por calentamiento existen otras teacutecnicas como

son meacutetodo fenol-cloroformo meacutetodo del acetato de potasio meacutetodo del acetato

de potasio modificado y meacutetodo de bromuro de cetil-trimetil amonio cuya base

principal es provocar una lisis celular para inactivar las nucleasas celulares y

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 37

separar los aacutecidos nucleicos de los restos de ceacutelulas (Fraga et al 2004) (Velasco

2005)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 38

7 CONCLUSIOacuteN

El PCR multiplex fue capaz de diferenciar entre Leptospira saprofita y

patoacutegena

Se obtuvo una baja sensibilidad pero alta especificidad

El 5-fluoracilo no mostro alteracioacuten en el proceso de amplificacioacuten

La mezcla maacutes adecuada fue la mezcla 1 compuesta por Agua free

nucleasa 19 microl Master mix 16 microl cebador 1 (Lep F1) 2 microl cebador 2-5

(LepR1) 4 microl cebador 3 (PU1) 2 microl cebador 4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl

Se obtuvo una alta sensibilidad analiacutetica o liacutemite de deteccioacuten capaz de

detectar hasta 0012 ng de ADN

El meacutetodo de extraccioacuten maacutes efectivo fue por calentamiento que por el kit

de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 39

8 RECOMENDACIONES

Validar la teacutecnica con una poblacioacuten maacutes representativa

Publicar los resultados de esta investigacioacuten con el fin de seguir mejorando

el diagnoacutestico de leptospirosis por PCR

Promover el uso de la PCR para un diagnoacutestico raacutepido de leptospirosis en

animales domeacutesticos

Realizar estudios de las fuentes de agua para la caracterizacioacuten de las

zonas de riesgo

Estandarizar teacutecnicas de diagnoacutestico de campo para fortalecer los sistemas

de vigilancia activa

Ofrecer charlas a las poblaciones con mayor prevalencia de leptospirosis

sobre el papel que juegan los animales en la transmisioacuten de la enfermedad

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 40

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ANEXOS

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Kit de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

1 20 microl de proteinasa K en eppendorf

2 Agregar 200 microl de la muestra

3 Agregar 200 microl de buffer AL y bortear por 5 segundos

4 Incubar a 56 ordmC por 10 minutos

5 Centrifugar brevemente

6 Agregar 200 microl de etanol (96 ndash 100)

7 Pasar la mezcla del paso 6 y colocarlo en un tubo de ensayo colector

procurando no tocar los bordes y centrifugar a 8000 rpm por 1 minuto Cambiar el

tubo colector descartando el contenido

8 Agregar en el centro de la columna 500 microl de buffer AW1 Centrifugar por 8000

rpm por 1 minuto luego descartar tubo colector y el contenido cambiando a un

nuevo tubo colector

9 Agregar 500 microl de buffer AW2 en el centro de la membrana y centrifugar a

14000 rpm por 3 minutos

10 Pasar la columna a eppendorf y centrifugar a velocidad maacutexima por 1 minuto

11 Pasar la columna a eppendorf y agregar 100 microl de buffer AE incubar a

temperatura ambiente por 1 minuto luego centrifugar a 8000 rpm por un minuto

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 53

Tabla 4 Cepario de referencia de Holanda

Especie Serogrupo Serovar Cepa de referencia

L Interrogans

Australis Australis Ballico

Autumnalis Autumnalis Akiyami A

Betaviae Betaviae Swart

Canicola Canicola Hond Utrechit IV

Djasiman Djasiman Djasiman

Hebdomadis Hebdomadis Hebdomadis

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagica RGA

Icterohaemorrhagia Copenhageni M20

Icterohaemorrhagia Copenhageni Wijnberg

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagia Kantorowic

Pomona Pomona Pomona

Pyrogenes Pyrogenes Salinem

Sejroe Hardjo Hardjoprajitho

Sejroe Wolffi 3705

L Noguchi

Australis Nicaragua 1011

Lousiana Lousiana LSU 1945

Panama Panama CZ 214

L Biorgpetersenii

Ballum Castellones Castellon 3

Javanica Javanica Veldrat Batavia

Mini Mini Sari

Serjoe Serjoe M 84

Tarassovi Tarassovi Pereplitsin

L welii

Celledoni Celledoni Celledoni

Manhao Qingshui L 105

Sarnin Sarm 11 Sarnin

L Kirschneri

Cynopteri Cynopteri 3522 C

Grippotyphosa Grippotyphosa Moskva V

L Neyeri Ranarum Ranarum ICF

L Santarosal Sherman Shermani 1342 K

L Biflexa Semaranga Patoc Patoc 1

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 21

Como el cultivo tiene el inconveniente de ser muy largo (5-6 semanas de

incubacioacuten) no se debe considerar para definir una conducta terapeacuteutica inicial

(Acosta et al 1994)

3522 Pruebas seroloacutegicas

Las pruebas seroloacutegicas constituyen el procedimiento de laboratorio utilizado con

maacutes frecuencia para confirmar el diagnoacutestico cliacutenico para determinar la

prevalencia en el rebantildeo y para realizar los estudios epidemioloacutegicos Los

anticuerpos de las Leptospira aparecen a los pocos diacuteas del comienzo de la

enfermedad y persisten durante semanas o meses y en algunos casos antildeos

Desafortunadamente los tiacutetulos de anticuerpos puede que desciendan hasta

niveles indetectables mientras los animales permanecen infectados croacutenicamente

Para superar este problema se necesitan meacutetodos sensibles que detecten el

microorganismo en la orina o en el tracto genital de portadores croacutenicos

Se ha descrito una amplia variedad de pruebas seroloacutegicas que muestran grados

variables de especificidad de serogrupo y de serotipo La prueba de la aglutinacioacuten

microscoacutepica (MAT) y el enzimoinmunoensayo (ELISA) contribuyen al diagnoacutestico

veterinario (OIE 2008)

35221 Prueba de Aglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) La prueba MAT en la

que se emplean antiacutegenos vivos es la prueba seroloacutegica maacutes ampliamente

utilizada Constituye la prueba de referencia frente a la que se evaluacutean todas las

otras pruebas seroloacutegicas y se utiliza en las comprobaciones para la

importacioacutenexportacioacuten (OIE 2008)

El MAT posee una alta sensibilidad y especificidad siendo sus resultados

utilizados para identificar el serovar o serogrupo infectante pero requiere de la

experiencia del operador y la variacioacuten diagnoacutestica entre laboratorios es elevada

(Bharti et al 2003) Para llevarlo a cabo se requiere que el laboratorio cuente con

cultivos vivos de todos los serovares para emplearlos como antiacutegenos

consideraacutendose que su interpretacioacuten es complicada debido a la alta degradacioacuten

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 22

presencia de reaccioacuten cruzada entre diferentes serogrupos y a reacciones

paradoacutejicas (Levett 2001)

35222 Otras pruebas seroloacutegicas Debido a la complejidad de la prueba de

Aglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) se ha desarrollado otras pruebas seroloacutegicas

para la deteccioacuten de anticuerpos antileptospira en la fase aguda de la infeccioacuten La

fijacioacuten de complemento (CF) fue ampliamente usado pero el meacutetodo no fue

estandarizado La prueba de Fijacioacuten de complemento ha sido reemplazada por el

meacutetodo ELISA (Levett 2001)

El ELISA se utiliza tanto para la deteccioacuten de anticuerpos en la leche como en el

suero permitiendo ademaacutes diferenciar entre IgG e IgM (Alonso et al 2001) En

este ensayo se detecta IgM antileptospira tan solo 1 semana despueacutes de la

infeccioacuten antes de que esteacuten presentes los anticuerpos aglutinantes Los

anticuerpos IgG se detectan comenzando 2 semanas despueacutes de la infeccioacuten y

persisten durante largos periodos de tiempo (OIE 2008)

La deteccioacuten de IgM en suero por ELISA es maacutes sensible que el MAT cuando la

primera muestra se toma en la fase aguda de la enfermedad (Ceacutespedes 2005)

Ademaacutes presenta otras ventajas frente al MAT como es el hecho de no presentar

riesgo sanitario para los operarios ser de faacutecil estandarizacioacuten y ser una prueba

en la que las reacciones cruzadas son poco frecuentes Sus principales

desventajas son que normalmente son serovar especiacuteficos con lo cual no

obtendremos informacioacuten acerca de una posible infeccioacuten por otros serovares y

que no permite diferenciar entre anticuerpos vacunales y de infeccioacuten (Alonso et

al 2001)

3523 Diagnoacutestico molecular

35231 Reaccioacuten en cadena de la polimerasa (PCR)

La PCR es un meacutetodo in vitro de siacutentesis de ADN con el que un segmento

particular de este es especiacuteficamente amplificado al ser delimitado por un par de

cebadores o iniciadores que lo flanquean Su copiado se logra en forma

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 23

exponencial a traveacutes de repetidos ciclos de diferentes periodos y temperaturas de

incubacioacuten en presencia de una enzima ADN polimerasa termoestable Asiacute se

obtienen en cuestioacuten de horas millones de copias de la secuencia deseada del

ADN

La PCR es una teacutecnica de biologiacutea molecular altamente especiacutefica raacutepida

sensible y versaacutetil para detectar cantidades iacutenfimas de un cierto ADN especiacutefico

posibilitando su faacutecil identificacioacuten (Rodriacuteguez et al 2004)

El meacutetodo se basa en su forma maacutes simple en la realizacioacuten de tres reacciones

sucesivas llevadas a cabo a distintas temperaturas Estas reacciones se repiten

ciacuteclicamente entre veinte y cuarenta veces La muestra se calienta en el primer

paso hasta lograr la separacioacuten de las dos cadenas que constituyen el ADN

hecho que se conoce como desnaturalizacioacuten (Satz et al 1993) En el segundo

ocurre la hibridacioacuten de las cadenas desnaturalizadas del ADN blanco con los

denominados cebadores o iniciadores (ADN sinteacutetico de hebra sencilla) a una

temperatura que facilita el apareamiento de las bases nitrogenadas

complementarias de ambas clases de ADNs (Rodriacuteguez et al 2004) Por uacuteltimo se

da la reaccioacuten de extensioacuten que generalmente es llevada a cabo a una

temperatura intermedia en la cual la ADN polimerasa copia el ADN entre las

secuencias correspondientes a los oligonucleoacutetidos iniciadores (Torres et al

1995) La deteccioacuten se realiza mediante electroforesis en gel de agarosa y tincioacuten

con bromuro de etidio (Costa 2004)

En los uacuteltimos antildeos se ha desarrollado PCR en muestras bioloacutegicas como orina

suero liacutequido cefalorraquiacutedeo y tejido renal posicionaacutendose la teacutecnica como una

herramienta de diagnoacutestico sensible y especiacutefica en la deteccioacuten e identificacioacuten

de Leptospira spp (Levett 2001 Branger et al 2005)

Una limitacioacuten de diagnoacutestico basado en la PCR de la leptospirosis es la

incapacidad de la mayoriacutea de los ensayos de PCR para identificar el serovar

infectante Si bien esto no es significativo para la gestioacuten individual del paciente la

identidad del serovar tiene un importante valor epidemioloacutegico y en salud puacuteblica

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 24

Las estrategias disentildeadas para superar este obstaacuteculo han incluido la digestioacuten de

productos de PCR con endonucleasas de restriccioacuten secuenciacioacuten directa de los

amplicones y Anaacutelisis de Conformacioacuten de Cadena Sencilla (SSCP)

Genomospecies de Leptospira pueden ser diferenciadas despueacutes de la PCR por

electroforesis en geles de poliacrilamida no desnaturalizante seguido por tincioacuten

con plata y sin el paso adicional de purificacioacuten y desnaturalizacioacuten (Ahmad et al

2005)

35232 Reaccioacuten en cadena de la polimerasa muacuteltiple

La PCR muacuteltiple son reacciones que consiguen amplificar simultaacuteneamente y en

un uacutenico tubo diferentes secuencias diana permitiendo la deteccioacuten e

identificacioacuten simultaacutenea de distintos genes de intereacutes (Mendez et al 2004)

35233 Fingerprinting

Un desarrollo reciente en el anaacutelisis del ADN ribotipificacioacuten se basa en el

Polimorfismo de Longitud de Fragmentos de Restriccioacuten (RFLP) Posterior a la

electroforesis del gel Agarosa el ADN es trasferido sobre una membrana y

posteriormente hibridado con sondas marcadas desde el 16S al 23S de la cadena

de ARN por lo tanto nos da una interpretacioacuten maacutes raacutepida y faacutecil del Fingerprints

Este meacutetodo es una herramienta uacutetil para la tipificacioacuten molecular de Leptospira

ya que esta metodologiacutea utiliza reactivos disponibles comercialmente puede ser

aplicada por laboratorio de diagnoacutestico y no requiere el mantenimiento de todas

las cepas de referencia y correspondientemente suero inmune de conejo La

tipificacioacuten ribosomal tambieacuten nos provee informacioacuten sobre la relacioacuten genoacutemica

basado en la similitud que tienen en comuacuten fragmentos de cadenas de Leptospira

(Terpstra et al 1986)

35234 Anticuerpo monoclonales

Los anticuerpos monoclonales son glicoproteiacutenas especializadas que hacen parte

del sistema inmune producidas por las ceacutelulas B con la capacidad de conocer

moleacuteculas especificas (Antiacutegenos) Los anticuerpos monoclonales son

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 25

herramientas esenciales en el aacutembito cliacutenico y biotecnoloacutegico y han probado ser

uacutetiles en el diagnoacutestico y tratamiento de enfermedades infecciosas inmunoloacutegicas

y neoplaacutesicas asiacute como tambieacuten en el estudio de las interacciones patoacutegenas-

hospedador y la marcacioacuten deteccioacuten y cuantificacioacuten de diversas moleacuteculas

(Machado et al 2006)

Se han preparado anticuerpos monoclonales de conejo que aglutinan Leptospira y

los serovares pueden ser identificados con base en patrones caracteriacutesticos de

aglutinacioacuten Preparar anticuerpos monoclonales es difiacutecil y toma tiempo pero

usarlos en la MAT para serotipificar es faacutecil y da resultados raacutepidos Actualmente

estaacuten disponibles anticuerpos monoclonales para tipificar cerca de la mitad de los

serovares maacutes comunes actualmente reconocidos (OMS 2008)

35235 Secuenciacioacuten del ARNr 16S

La amplificacioacuten del gen para su posterior secuenciacioacuten parte preferentemente

de ADN extraiacutedo de un cultivo puro de la bacteria pero tambieacuten puede

conseguirse directamente de una muestra cliacutenica

El meacutetodo molecular de identificacioacuten bacteriana mediante secuenciacioacuten del

ADNr 16S incluye tres etapas a) amplificacioacuten del gen a partir de la muestra

apropiada b) determinacioacuten de la secuencia de nucleoacutetidos del amplicoacuten y c)

anaacutelisis de la secuencia (Rodicio et al 2004)

La secuenciacioacuten del ARNr 16S es un meacutetodo potente y simplificado para la

identificacioacuten de especies Leptospira (Morey et al 2006)

35236 Microarrays

El anaacutelisis de microarray consiste en la deteccioacuten e identificacioacuten simultaacutenea de un

patoacutegeno desde la misma muestra para asiacute ser implementado en los laboratorios

cliacutenicos de microbiologiacutea con facilidad y exactitud

Microarray simplemente se define como una coleccioacuten de caracteriacutesticas

microscoacutepicas (maacutes comuacutenmente ADN) que se puede probar con moleacuteculas diana

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 26

para producir ya sea (expresioacuten geacutenica) cuantitativa o los datos cualitativos

(diagnoacutestico)

El anaacutelisis por medio de microarray tiene la capacidad de ofrecer una fuerte

deteccioacuten muacuteltiple Existen plataformas de microarrays muacuteltiples incluyendo

impresos de ADN de doble cadena y matrices de oligonucleoacutetidos

Los microarrays permiten el depoacutesito de miles de puntos conteniendo genes o

parte de genes sobre un portaobjetos para su estudio en paralelo De esta manera

es posible tener una visioacuten instantaacutenea de actividad de genomas completos o de

un grupo selecto de genes (Miller et al 2009)

En los estudios de microarrays se combinan las teacutecnicas de hibridizacioacuten de

aacutecidos nucleicos y deteccioacuten por fluorescencia De esta manera soacutelo en los

puntos del portaobjeto donde haya ocurrido hibridizacioacuten habraacute fluorescencia y la

intensidad de la fluorescencia detectada seraacute proporcional al nivel de expresioacuten

del gen en estudio

Una condicioacuten indispensable es que cada uno de los genes que esteacute representado

sea faacutecilmente distinguible de otros En otras palabras la porcioacuten del gen

inmovilizada en el portaobjeto debe llevar consigo independientemente de su

tamantildeo su ceacutedula de identidad (Barrero 2005)

La hibridacioacuten genoacutemica comparada (CGH) ha demostrado ser una herramienta

muy poderosa para las comparaciones genoacutemicas de alto rendimiento entre

especies patoacutegenas y no patoacutegenas y la exploracioacuten del genoma de muchas

especies bacterianas Las secuencias genoacutemicas disponibles de L interrogans

serovar Lai y copenhageni se utilizaron para disentildear una matriz de mosaico (Eribo

et al 2012)

35237 Enzimas de Restriccioacuten

El meacutetodo consiste en la extraccioacuten de ADN a partir de una poblacioacuten homogeacutenea

de organismos la digestioacuten del ADN con una endonucleasa de restriccioacuten y la

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 27

electroforesis en gel de agarosa del ADN Debido a que las endonucleasas de

restriccioacuten reconocen y se unen al ADN de doble cadena especiacuteficamente a la

secuencia 4 oacute 6 de pares de bases se genera un conjunto de fragmentos La

migracioacuten de estos fragmentos en gel de agarosa estaacute relacionada con el peso

molecular un patroacuten de bandas se puede ver en el gel por la luz ultravioleta siacute se

tintildeeron con bromuro de etidio o por autorradiografiacutea Estos modelos constituyen

una huella digital caracteriacutestico de cualquier ADN en particular (Marshall et al

1981)

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 28

4 MATERIAL Y MEacuteTODO

41 Tipo de estudio Ensayo de laboratorio

42 Cepas En este estudio se emplearon 30 cepas distribuidas en 24 serogrupos

de Leptospira proporcionados por Centro Nacional de Diagnoacutestico y Referencia

(CNDR)

43 Muestras Las condiciones de crecimiento para la Leptospira fueron de 28-

30degC durante siete diacuteas en el medio Ellinghaussen-McCullough-Johnson-Harris

(EMJH)

45 PCR cebadores y condiciones de amplificacioacuten

Los cebadores de oligonucleoacutetidos LepF1 PU1 y LepR1 que corresponden a las

posiciones 8461 a 8480 8720 a 8738 y 9334 a 9316 respectivamente fueron

disentildeados para unirse a regioacuten 23S del ADNr la cual corresponde a la secuencia

de Leptospira interrogans (patoacutegena)

Los cebadores SU1 y LepR1 fueron disentildeados para serovares de saproacutefitas que

corresponden a la posicioacuten 326 a 343 y 641 a 623 respectivamente basado en la

secuencia parcial del ADNr de Leptospira biflexa La secuencia de los cebadores

se demuestra en la tabla 1

Tabla1 Cebadores utilizados en la amplificacioacuten

Cebador Secuenciacioacuten 5` a 3` Especificidad Posicioacuten de la base

LepF1 GTTACCAAGCACAAGATTAG Leptospira spp 8461 - 8480

LepR1 TAGTCCCGATTACATTTTC Leptospira spp 9334 - 9316

PU1 TATCAGAGCCTT TTAATGG Patoacutegena 8720 - 8738

SU1 TTTAGGGTTAGCGTGGTA Saproacutefita 326 - 343

LepR1 TAGTCCCGATTACATTTTC Leptospira spp 641 - 623

El ADN de la Leptospira fue amplificado usando LepF1 (5

GTTACCAAGCACAAGATTAG 3) y LepR1 (5 TAGTCCCGATTACATTTTC 3)

Para la multiplex PCR fueron usado como cebadores internos PU1 (5

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 29

TATCAGAGCCTTTTAATGG 3) SU1 (5 TTTAGGGTTAGCGTGGTA 3) y LepR1

(5 TAGTCCCGATTACATTTTC 3)

Para la amplificacioacuten del ADN se utilizoacute como control positivo de patoacutegena la cepa

icterohaemorrhagiae mientras que como control de saproacutefita se utilizoacute la cepa

patoc ambas se encontraban en caldo de cultivo Ellinghausen-McCullough-

Johnson-Harris (EMJH) y como control negativo se utilizoacute agua libre de nucleasa

Los segmentos de ADN amplificado para patoacutegenas corresponde a 615 pb y para

saproacutefitas 316 pb (gen 23S ADNr) Esta amplificacioacuten fue realizada en el

termociclador Las condiciones de la PCR consistieron en 40 ciclos Una

desnaturalizacioacuten inicial fue de 94degC por 5 minutos Cada ciclo comprendioacute una

desnaturalizacioacuten a 94degC por 1 minuto temperatura de anneling a 50degC por 50

segundos y una extensioacuten a 72degC por 1 minuto El uacuteltimo paso fue la elongacioacuten a

72degC por 7 minutos

46 Paraacutemetros a probar en la estandarizacioacuten

461 Mezcla

Se sometieron a prueba tres tipos de mezcla cada una con concentraciones

distintas pero con un volumen final de 50 microl reflejadas en la tabla 2

Tabla 2 Mezclas de reactivos puestas a prueba

Componente Mezcla 1 Mezcla 2 Mezcla 3

Agua free nucleasa 19 microl 26 microl 14 microl

Master mix 16 microl 8 microl 16 microl

Cebador 1 (LepF1) 2 microl 2 microl 2 microl

Cebador 2-5 (LepR1) 4 microl 2 microl 4 microl

Cebador 3 (PU1) 2 microl 1 microl 2 microl

Cebador 4 (SU1) 2 microl 1 microl 2 microl

AND (muestral o control) 5 microl 10 microl 10 microl

Volumen final 50 microl 50 microl 50 microl

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 30

462 5-Fluoracilo

Se puso a prueba el papel que juega el 5-fluoracilo debido a su utilizacioacuten en los

medios de cultivo para evitar la contaminacioacuten bacteriana de las Leptospira

ademaacutes que permite un mejor crecimiento de eacutestas (WHO 1967) Su eficacia

radica en que se une de forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial

para la siacutentesis de nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases

nitrogenadas que forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se

puede replicar lo que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002)

463 Tipo de extraccioacuten de ADN

El ADN genoacutemico de las cepas de Leptospira y de las muestras sanguiacuteneas y

orina fue extraiacutedo de acuerdo a las instrucciones del kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) siguiendo los procedimientos de manufactura (ver anexo

1)

Se ensayaron extracciones por calentamiento a 90degC ndash 100degC por 20 minutos El

ADN extraiacutedo fue almacenado a -20deg C hasta su amplificacioacuten

464 Muestras fingidas

Se obtuvieron muestras de suero y orina de cada especie (canino bovino porcino

y equino) y se mezclaron con cepas de referencia proporcionados por el Centro

Nacional De Investigacioacuten de Holanda para posteriormente realizar PCR A cada

muestra se le realizoacute extracciones por calentamiento y por el kit de extraccioacuten

QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

47 Determinacioacuten del liacutemite de deteccioacuten

Se determinoacute al calcular la cantidad de ADN que capaz de detectar la teacutecnica en

un ml de muestras de sangre y orina para esto se realizoacute una serie de diluciones

(desde 11 hasta 110000000) de las muestras a partir de una concentracioacuten de

ADN conocida (120 ng)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 31

48 Sensibilidad

Se sometieron 29 serovares patoacutegenas y 1 saproacutefita como controles positivos

proporcionados por Centro Nacional de Diagnoacutestico y Referencia

Se calculoacute la sensibilidad y el intervalo de confianza del 95 en el programa

EPIDAT 31 de acuerdo a la siguiente foacutermula

VP= Verdaderos positivos

FN= Falsos negativos

49 Especificidad

Se realizoacute un ensayo de especificidad utilizando ADN de 10 muestras con otras

cepas bacterianas diferentes a Leptospira que fueron inoculadas en medio EMJH

y suero para detectar falsos positivos el panel de muestras se describe en la

siguiente tabla

Tabla 3 Cepas bacterianas utilizadas para la determinacioacuten de la

especificidad

Cepa Nuacutemero de muestras

Staphyloccocus aureus 2

Escherichi coli 2

Salmonella spp 2

Proteus spp 2

Streptococcus pyogenes 2

Se calculoacute la especificidad y el correspondiente intervalo de confianza (95) en el

programa EPIDAT 31 de acuerdo a la siguiente foacutermula

VN= Verdaderas negativos

FP= Falso Positivos

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 32

5 RESULTADOS

De los 30 serovares que se sometieron al ensayo se detectaron 15 siendo

correspondiente a 12 serogrupos dentro los que se encuentran pomona e

icterohaemorrhagia dentro las patoacutegenas de importancia asiacute como el serogrupo

patoc de la saprofitas puesta a prueba Ver foto 1

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute ser la nuacutemero 1 compuesta por

Agua free nucleasa 19 microl Master mix 16 microl Primer 1 (Lep F1) 2 microl Primer 2-5

(LepR1) 4 microl Primer 3 (PU1) 2 microl Primer4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl Ver foto 2

En los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia en la

capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y saprofitas Ver

foto 2

La extraccioacuten maacutes adecuada resultoacute ser por calentamiento en la que se

identificaron 8 muestras de 19 mientras que las extracciones con el kit de

extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg) solo 2 muestras de 8 fueron

identificadas Ver foto 3

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten se encontroacute que la teacutecnica es capaz de identificar

una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira correspondiente a una

dilucioacuten 110000 Ver foto 4

En la determinacioacuten de la capacidad de la teacutecnica para detectar e identificar

Leptospira en muestras de campo se encontroacute que de 12 muestras de suero se

identificaron 3 mientras que de 13 muestras de orina fueron identificadas 5 Ver

foto 3

La sensibilidad mostrada fue de 50 IC 95 (3044 ndash 6956) mientras que la

especificidad fue de 100 IC 95 (95 ndash 100) con un valor predictivo positivos de

100 IC 95 (9667 ndash 100) y un valor predictivo negativo de 40 IC 95 (1880 ndash

6120) esto con una prevalencia de 75 IC 95 (6033 ndash 8967) mostrando un

Iacutendice de validez de 6550 IC 95 (4625 ndash 7875)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 33

6 DISCUSIOacuteN

Actualmente el meacutetodo para diagnosticar leptospirosis es la prueba de

Microaglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) pero esta resulta tediosa por la necesidad

de mantener las cepas lo que implica tambieacuten un riesgo potencial para el personal

de laboratorio ademaacutes no diferencia entre anticuerpos vacunales y de infeccioacuten

Otro meacutetodo directo de diagnoacutestico es el cultivo pero es limitado y requiere de

mucho tiempo (Alonso et al 2001)

Debido a las restricciones que generan estas pruebas diagnoacutesticas se ha

estandarizado una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y

patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos

En este estudio se sometieron 30 serovares al ensayo de los que se detectaron

15 correspondiente a 12 serogrupos amplificados mostrando una sensibilidad del

50 diferente a los resultados obtenidos por Ceacutespedes et al (2007) en cuyo

estudio la PCR pudo amplificar el ADN de 25 serovares de seis especies de

Leptospira spp con una sensibilidad del 100 in vitro Moreno et al (2010) mostroacute

un amplificado especiacutefico para 2122 cepas de referencia con la PCR simple

lipL32 mientras que la PCR muacuteltiple secYflaB amplificoacute 1822 cepas

Esta sensibilidad baja indica que la teacutecnica no es recomendada como una prueba

de tamizaje ya que ademaacutes del alto costo no es capaz de detectar a toda la

poblacioacuten infectada en cambio la especificidad que se obtuvo fue del 100

demostrada con el uso de ADN de otros agentes patoacutegenos (Staphyloccocus

Aureus Escherichi coli Salmonella spp Proteus spp y Streptococcus pyogenes)

los cuales no fueron amplificados Esto coincide con los ensayo realizado por

Ceacutespedes et al (2007) Moreno et al (2010) Kositanont et al (2007) y Boonsilp et al

(2011) los cuales muestran una especificad del 100 al no obtener amplificado del

ADN de otras cepas patoacutegenas que causan enfermedades febriles en sus paiacuteses

La causa de una especificidad tan alta de la reaccioacuten se debe a las secuencias

nucleotiacutedicas especiacuteficas formadas por los oligonucleoacutetidos (cebadores) LepF1 (5rsquo

GTTACCAAGCACAAGATTAG 3rsquo) LepR1 (5rsquo TAGTCCCGATTACATTTTC 3rsquo)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 34

PU1 (5rsquo TATCAGAGCCTTTTAATGG 3rsquo) y SU1 (5rsquo TTTAGGGTTAGCGTGGTA 3rsquo)

que fueron disentildeados para detectar secuencias nucleotiacutedicas especiacuteficas en este

caso el genoma de Leptospira spp (OIE 2006) Tambieacuten se debe tomar en cuenta

que la especificidad de la PCR depende ademaacutes de la temperatura empleada en

la fase de hibridacioacuten y de la cantidad de iones divalentes que se incorporan a la

reaccioacuten Cuanto mayor sea la temperatura utilizada en la fase de hibridacioacuten maacutes

especiacutefica es la reaccioacuten Esto se debe a que a mayor temperatura maacutes dificultada

se ve la unioacuten entre el cebador y la cadena molde en condiciones de

temperaturas de hibridacioacuten elevadas el cebador soacutelo se uniraacute a la cadena molde

si son complementarios en todos sus nucleoacutetidos (McPherson et al 1991)

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten por la diluciones de ADN puro (120ng) de L

interrogans serovar Australis se obtuvo un producto de 615pb hasta la dilucioacuten

110000 correspondiente a una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira

lo que coincide con la investigacioacuten realizada por Moreno et al (2010) cuyo liacutemite

de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR simple lipL32 obtuvo productos especiacuteficos

de 423 pb L interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten

110000 pero para el caso del liacutemite de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR

muacuteltiple secYflaB se obtuvieron productos especiacuteficos de 285 pb y 793 pb de L

interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten 1100 para secY y

11000 para flaB Estas diluciones se hicieron a partir de 120 ng de ADN extraiacutedo

de la cepa de referencia de Leptospira

El liacutemite de deteccioacuten para la PCR muacuteltiple indica una alta sensibilidad analiacutetica en

condiciones de PCR real esto lo posiciona como un meacutetodo de diagnoacutestico

molecular de eleccioacuten para estudios posteriores que busquen validar su uso

potencial para el diagnoacutestico de leptospirosis (Levett et al 2005)

La teacutecnica fue capaz de identificar Leptospira patoacutegena y saproacutefita lo que coincide

con el estudio de Kositanont et al (2007) que muestran resultados similares esto

se atribuye al uso de los cebadores especiacuteficos para la amplificacioacuten de genes

conservados en cepas patoacutegenas y saprofitas Otros estudios como los realizados

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 35

por Cheema et al (2007) Moreno et al (2010) y Rosario et al (2012) no

lograron detectar Leptospira saprofitas soacutelo patoacutegenas pues en ese estudio se

implicoacute solamente los genes conservados en cepas patoacutegenas de Leptospira La

inhabilidad de poder diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y no patoacutegenas puede

ser una dificultad en estudios ambientales donde se quiera diferenciar entre los

distintos serovares sin embargo no tiene importancia en el aspecto cliacutenico pues

no se aiacutesla Leptospira saprofitas en muestras animales (Ceacutespedes et al 2010)

Sin embargo otros estudios (Ibaacutentildeez et al 2010)) han mostrado anticuerpos contra

Leptospira sp serovariedad patoc en 1159 monos Rhesus (Macaca mulatta) en

condiciones de cautiverio Con tiacutetulos que variaron de 120 a 180 Silva et al

(2010) recogioacute muestra de 388 animales (aves reptiles mamiacuteferos y peces) tanto

salvajes como en cautiverio resultando positivo a MAT el 265 de los animales

Los tiacutetulos seroloacutegicos predominante fueron de 140 y 180 para los serotipos

patoc andamana canicola icterohaemorrhagiae y panamaacute

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute estar compuesta por 19 microl de Agua

free nucleasa 16 microl de GoTaqreg qPCR Master Mix 2 microl de cada uno de los

iniciadores (Lep F1 Lep R1 PU1 SU1 y Lep R1) a una concentracioacuten de 100

[Pmol] y 5 microl de ADN a un volumen final de 50 microl con una amplificacioacuten de 40

ciclos En una publicacioacuten similar realizada por Kosinatont et al (2007) utilizan 5microl

de buffer PCR 8 microl de MgCl2 1microl de cada iniciador a 20 [Pmol] y 5 microl de ADN a un

volumen final de 50microl Las condiciones de PCR consistieron de 35 ciclos Las

diferentes concentraciones de reactivos en ambos estudios se deben

probablemente a que las condiciones de laboratorio son diferentes en todas las

regiones ademaacutes del uso en el presente ensayo de un master mix comercial que

incluye todos los componentes para la PCR cuantitativa como son ADN Taq

polimerasa dATP dGTP dCTP dTTP y MgCl2 a excepcioacuten del ADN de la

muestra los cebadores y agua Utilizar este master mix evita errores en el

alineamiento de los cebadores en la temperatura de disociacioacuten de las cadenas

tanto del templado como del producto de la PCR la especificad del producto la

formacioacuten de diacutemero de cebadores y en la inhibicioacuten de la Taq polimerasa por

altas concentraciones de KCl o NaCl (Martinez et al 2004)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 36

En cuanto a los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia

en la capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y

saproacutefitas Eacuteste se puso a prueba debido a su utilizacioacuten en los medios de cultivo

cuando se toman muestras en el campo Su eficacia radica en que se une de

forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial para la siacutentesis de

nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases nitrogenadas que

forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se puede replicar lo

que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002) el 5-fluoracilo no fue una

sustancia inhibidora de la PCR pues no provoca el bloqueo directo total o parcial

de la actividad cataliacutetica de la ADN polimerasa o inhibe la unioacuten directa al ADN de

doble cadena (Newsletter Microbial 2009)

La extraccioacuten de ADN se hizo por calentamiento y con el kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) con el fin de determinar cuaacutel de los meacutetodos era el maacutes

efectivo para la extraccioacuten resultando ser la extraccioacuten por calentamiento ya que

fue capaz de detectar 8 muestras de 19 mientras que con el kit de extraccioacuten soacutelo

se lograron identificar 2 de 8 muestras Aunque con este meacutetodo ademaacutes de ser

de menor costoso se obtiene mayores valores de concentracioacuten y rendimiento de

ADN en el menor tiempo aportaacutendole rapidez y simplicidad a la prueba la pureza

del mismo es baja La importancia del proceso de purificacioacuten del material

geneacutetico es recobrar el producto maacuteximo de ADN de alto peso molecular libre de

proteiacutenas fenol e inhibidores de la Taq polimerasa El ADN de alta calidad es un

prerrequisito para su uso en teacutecnicas de biologiacutea molecular en este caso PCR

para la identificacioacuten de las secuencias especificas de ADN mediante el uso de

cebadores no asiacute el ADN degradado no sustenta la integridad de los sitios

blancos para los cebadores y consecuentemente afectar la calidad de la PCR

(Rada et al 1998)

Ademaacutes de la extraccioacuten de ADN por calentamiento existen otras teacutecnicas como

son meacutetodo fenol-cloroformo meacutetodo del acetato de potasio meacutetodo del acetato

de potasio modificado y meacutetodo de bromuro de cetil-trimetil amonio cuya base

principal es provocar una lisis celular para inactivar las nucleasas celulares y

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 37

separar los aacutecidos nucleicos de los restos de ceacutelulas (Fraga et al 2004) (Velasco

2005)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 38

7 CONCLUSIOacuteN

El PCR multiplex fue capaz de diferenciar entre Leptospira saprofita y

patoacutegena

Se obtuvo una baja sensibilidad pero alta especificidad

El 5-fluoracilo no mostro alteracioacuten en el proceso de amplificacioacuten

La mezcla maacutes adecuada fue la mezcla 1 compuesta por Agua free

nucleasa 19 microl Master mix 16 microl cebador 1 (Lep F1) 2 microl cebador 2-5

(LepR1) 4 microl cebador 3 (PU1) 2 microl cebador 4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl

Se obtuvo una alta sensibilidad analiacutetica o liacutemite de deteccioacuten capaz de

detectar hasta 0012 ng de ADN

El meacutetodo de extraccioacuten maacutes efectivo fue por calentamiento que por el kit

de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 39

8 RECOMENDACIONES

Validar la teacutecnica con una poblacioacuten maacutes representativa

Publicar los resultados de esta investigacioacuten con el fin de seguir mejorando

el diagnoacutestico de leptospirosis por PCR

Promover el uso de la PCR para un diagnoacutestico raacutepido de leptospirosis en

animales domeacutesticos

Realizar estudios de las fuentes de agua para la caracterizacioacuten de las

zonas de riesgo

Estandarizar teacutecnicas de diagnoacutestico de campo para fortalecer los sistemas

de vigilancia activa

Ofrecer charlas a las poblaciones con mayor prevalencia de leptospirosis

sobre el papel que juegan los animales en la transmisioacuten de la enfermedad

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 40

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Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 47

ANEXOS

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 48

Kit de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

1 20 microl de proteinasa K en eppendorf

2 Agregar 200 microl de la muestra

3 Agregar 200 microl de buffer AL y bortear por 5 segundos

4 Incubar a 56 ordmC por 10 minutos

5 Centrifugar brevemente

6 Agregar 200 microl de etanol (96 ndash 100)

7 Pasar la mezcla del paso 6 y colocarlo en un tubo de ensayo colector

procurando no tocar los bordes y centrifugar a 8000 rpm por 1 minuto Cambiar el

tubo colector descartando el contenido

8 Agregar en el centro de la columna 500 microl de buffer AW1 Centrifugar por 8000

rpm por 1 minuto luego descartar tubo colector y el contenido cambiando a un

nuevo tubo colector

9 Agregar 500 microl de buffer AW2 en el centro de la membrana y centrifugar a

14000 rpm por 3 minutos

10 Pasar la columna a eppendorf y centrifugar a velocidad maacutexima por 1 minuto

11 Pasar la columna a eppendorf y agregar 100 microl de buffer AE incubar a

temperatura ambiente por 1 minuto luego centrifugar a 8000 rpm por un minuto

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 49

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 53

Tabla 4 Cepario de referencia de Holanda

Especie Serogrupo Serovar Cepa de referencia

L Interrogans

Australis Australis Ballico

Autumnalis Autumnalis Akiyami A

Betaviae Betaviae Swart

Canicola Canicola Hond Utrechit IV

Djasiman Djasiman Djasiman

Hebdomadis Hebdomadis Hebdomadis

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagica RGA

Icterohaemorrhagia Copenhageni M20

Icterohaemorrhagia Copenhageni Wijnberg

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagia Kantorowic

Pomona Pomona Pomona

Pyrogenes Pyrogenes Salinem

Sejroe Hardjo Hardjoprajitho

Sejroe Wolffi 3705

L Noguchi

Australis Nicaragua 1011

Lousiana Lousiana LSU 1945

Panama Panama CZ 214

L Biorgpetersenii

Ballum Castellones Castellon 3

Javanica Javanica Veldrat Batavia

Mini Mini Sari

Serjoe Serjoe M 84

Tarassovi Tarassovi Pereplitsin

L welii

Celledoni Celledoni Celledoni

Manhao Qingshui L 105

Sarnin Sarm 11 Sarnin

L Kirschneri

Cynopteri Cynopteri 3522 C

Grippotyphosa Grippotyphosa Moskva V

L Neyeri Ranarum Ranarum ICF

L Santarosal Sherman Shermani 1342 K

L Biflexa Semaranga Patoc Patoc 1

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 22

presencia de reaccioacuten cruzada entre diferentes serogrupos y a reacciones

paradoacutejicas (Levett 2001)

35222 Otras pruebas seroloacutegicas Debido a la complejidad de la prueba de

Aglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) se ha desarrollado otras pruebas seroloacutegicas

para la deteccioacuten de anticuerpos antileptospira en la fase aguda de la infeccioacuten La

fijacioacuten de complemento (CF) fue ampliamente usado pero el meacutetodo no fue

estandarizado La prueba de Fijacioacuten de complemento ha sido reemplazada por el

meacutetodo ELISA (Levett 2001)

El ELISA se utiliza tanto para la deteccioacuten de anticuerpos en la leche como en el

suero permitiendo ademaacutes diferenciar entre IgG e IgM (Alonso et al 2001) En

este ensayo se detecta IgM antileptospira tan solo 1 semana despueacutes de la

infeccioacuten antes de que esteacuten presentes los anticuerpos aglutinantes Los

anticuerpos IgG se detectan comenzando 2 semanas despueacutes de la infeccioacuten y

persisten durante largos periodos de tiempo (OIE 2008)

La deteccioacuten de IgM en suero por ELISA es maacutes sensible que el MAT cuando la

primera muestra se toma en la fase aguda de la enfermedad (Ceacutespedes 2005)

Ademaacutes presenta otras ventajas frente al MAT como es el hecho de no presentar

riesgo sanitario para los operarios ser de faacutecil estandarizacioacuten y ser una prueba

en la que las reacciones cruzadas son poco frecuentes Sus principales

desventajas son que normalmente son serovar especiacuteficos con lo cual no

obtendremos informacioacuten acerca de una posible infeccioacuten por otros serovares y

que no permite diferenciar entre anticuerpos vacunales y de infeccioacuten (Alonso et

al 2001)

3523 Diagnoacutestico molecular

35231 Reaccioacuten en cadena de la polimerasa (PCR)

La PCR es un meacutetodo in vitro de siacutentesis de ADN con el que un segmento

particular de este es especiacuteficamente amplificado al ser delimitado por un par de

cebadores o iniciadores que lo flanquean Su copiado se logra en forma

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 23

exponencial a traveacutes de repetidos ciclos de diferentes periodos y temperaturas de

incubacioacuten en presencia de una enzima ADN polimerasa termoestable Asiacute se

obtienen en cuestioacuten de horas millones de copias de la secuencia deseada del

ADN

La PCR es una teacutecnica de biologiacutea molecular altamente especiacutefica raacutepida

sensible y versaacutetil para detectar cantidades iacutenfimas de un cierto ADN especiacutefico

posibilitando su faacutecil identificacioacuten (Rodriacuteguez et al 2004)

El meacutetodo se basa en su forma maacutes simple en la realizacioacuten de tres reacciones

sucesivas llevadas a cabo a distintas temperaturas Estas reacciones se repiten

ciacuteclicamente entre veinte y cuarenta veces La muestra se calienta en el primer

paso hasta lograr la separacioacuten de las dos cadenas que constituyen el ADN

hecho que se conoce como desnaturalizacioacuten (Satz et al 1993) En el segundo

ocurre la hibridacioacuten de las cadenas desnaturalizadas del ADN blanco con los

denominados cebadores o iniciadores (ADN sinteacutetico de hebra sencilla) a una

temperatura que facilita el apareamiento de las bases nitrogenadas

complementarias de ambas clases de ADNs (Rodriacuteguez et al 2004) Por uacuteltimo se

da la reaccioacuten de extensioacuten que generalmente es llevada a cabo a una

temperatura intermedia en la cual la ADN polimerasa copia el ADN entre las

secuencias correspondientes a los oligonucleoacutetidos iniciadores (Torres et al

1995) La deteccioacuten se realiza mediante electroforesis en gel de agarosa y tincioacuten

con bromuro de etidio (Costa 2004)

En los uacuteltimos antildeos se ha desarrollado PCR en muestras bioloacutegicas como orina

suero liacutequido cefalorraquiacutedeo y tejido renal posicionaacutendose la teacutecnica como una

herramienta de diagnoacutestico sensible y especiacutefica en la deteccioacuten e identificacioacuten

de Leptospira spp (Levett 2001 Branger et al 2005)

Una limitacioacuten de diagnoacutestico basado en la PCR de la leptospirosis es la

incapacidad de la mayoriacutea de los ensayos de PCR para identificar el serovar

infectante Si bien esto no es significativo para la gestioacuten individual del paciente la

identidad del serovar tiene un importante valor epidemioloacutegico y en salud puacuteblica

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 24

Las estrategias disentildeadas para superar este obstaacuteculo han incluido la digestioacuten de

productos de PCR con endonucleasas de restriccioacuten secuenciacioacuten directa de los

amplicones y Anaacutelisis de Conformacioacuten de Cadena Sencilla (SSCP)

Genomospecies de Leptospira pueden ser diferenciadas despueacutes de la PCR por

electroforesis en geles de poliacrilamida no desnaturalizante seguido por tincioacuten

con plata y sin el paso adicional de purificacioacuten y desnaturalizacioacuten (Ahmad et al

2005)

35232 Reaccioacuten en cadena de la polimerasa muacuteltiple

La PCR muacuteltiple son reacciones que consiguen amplificar simultaacuteneamente y en

un uacutenico tubo diferentes secuencias diana permitiendo la deteccioacuten e

identificacioacuten simultaacutenea de distintos genes de intereacutes (Mendez et al 2004)

35233 Fingerprinting

Un desarrollo reciente en el anaacutelisis del ADN ribotipificacioacuten se basa en el

Polimorfismo de Longitud de Fragmentos de Restriccioacuten (RFLP) Posterior a la

electroforesis del gel Agarosa el ADN es trasferido sobre una membrana y

posteriormente hibridado con sondas marcadas desde el 16S al 23S de la cadena

de ARN por lo tanto nos da una interpretacioacuten maacutes raacutepida y faacutecil del Fingerprints

Este meacutetodo es una herramienta uacutetil para la tipificacioacuten molecular de Leptospira

ya que esta metodologiacutea utiliza reactivos disponibles comercialmente puede ser

aplicada por laboratorio de diagnoacutestico y no requiere el mantenimiento de todas

las cepas de referencia y correspondientemente suero inmune de conejo La

tipificacioacuten ribosomal tambieacuten nos provee informacioacuten sobre la relacioacuten genoacutemica

basado en la similitud que tienen en comuacuten fragmentos de cadenas de Leptospira

(Terpstra et al 1986)

35234 Anticuerpo monoclonales

Los anticuerpos monoclonales son glicoproteiacutenas especializadas que hacen parte

del sistema inmune producidas por las ceacutelulas B con la capacidad de conocer

moleacuteculas especificas (Antiacutegenos) Los anticuerpos monoclonales son

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 25

herramientas esenciales en el aacutembito cliacutenico y biotecnoloacutegico y han probado ser

uacutetiles en el diagnoacutestico y tratamiento de enfermedades infecciosas inmunoloacutegicas

y neoplaacutesicas asiacute como tambieacuten en el estudio de las interacciones patoacutegenas-

hospedador y la marcacioacuten deteccioacuten y cuantificacioacuten de diversas moleacuteculas

(Machado et al 2006)

Se han preparado anticuerpos monoclonales de conejo que aglutinan Leptospira y

los serovares pueden ser identificados con base en patrones caracteriacutesticos de

aglutinacioacuten Preparar anticuerpos monoclonales es difiacutecil y toma tiempo pero

usarlos en la MAT para serotipificar es faacutecil y da resultados raacutepidos Actualmente

estaacuten disponibles anticuerpos monoclonales para tipificar cerca de la mitad de los

serovares maacutes comunes actualmente reconocidos (OMS 2008)

35235 Secuenciacioacuten del ARNr 16S

La amplificacioacuten del gen para su posterior secuenciacioacuten parte preferentemente

de ADN extraiacutedo de un cultivo puro de la bacteria pero tambieacuten puede

conseguirse directamente de una muestra cliacutenica

El meacutetodo molecular de identificacioacuten bacteriana mediante secuenciacioacuten del

ADNr 16S incluye tres etapas a) amplificacioacuten del gen a partir de la muestra

apropiada b) determinacioacuten de la secuencia de nucleoacutetidos del amplicoacuten y c)

anaacutelisis de la secuencia (Rodicio et al 2004)

La secuenciacioacuten del ARNr 16S es un meacutetodo potente y simplificado para la

identificacioacuten de especies Leptospira (Morey et al 2006)

35236 Microarrays

El anaacutelisis de microarray consiste en la deteccioacuten e identificacioacuten simultaacutenea de un

patoacutegeno desde la misma muestra para asiacute ser implementado en los laboratorios

cliacutenicos de microbiologiacutea con facilidad y exactitud

Microarray simplemente se define como una coleccioacuten de caracteriacutesticas

microscoacutepicas (maacutes comuacutenmente ADN) que se puede probar con moleacuteculas diana

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 26

para producir ya sea (expresioacuten geacutenica) cuantitativa o los datos cualitativos

(diagnoacutestico)

El anaacutelisis por medio de microarray tiene la capacidad de ofrecer una fuerte

deteccioacuten muacuteltiple Existen plataformas de microarrays muacuteltiples incluyendo

impresos de ADN de doble cadena y matrices de oligonucleoacutetidos

Los microarrays permiten el depoacutesito de miles de puntos conteniendo genes o

parte de genes sobre un portaobjetos para su estudio en paralelo De esta manera

es posible tener una visioacuten instantaacutenea de actividad de genomas completos o de

un grupo selecto de genes (Miller et al 2009)

En los estudios de microarrays se combinan las teacutecnicas de hibridizacioacuten de

aacutecidos nucleicos y deteccioacuten por fluorescencia De esta manera soacutelo en los

puntos del portaobjeto donde haya ocurrido hibridizacioacuten habraacute fluorescencia y la

intensidad de la fluorescencia detectada seraacute proporcional al nivel de expresioacuten

del gen en estudio

Una condicioacuten indispensable es que cada uno de los genes que esteacute representado

sea faacutecilmente distinguible de otros En otras palabras la porcioacuten del gen

inmovilizada en el portaobjeto debe llevar consigo independientemente de su

tamantildeo su ceacutedula de identidad (Barrero 2005)

La hibridacioacuten genoacutemica comparada (CGH) ha demostrado ser una herramienta

muy poderosa para las comparaciones genoacutemicas de alto rendimiento entre

especies patoacutegenas y no patoacutegenas y la exploracioacuten del genoma de muchas

especies bacterianas Las secuencias genoacutemicas disponibles de L interrogans

serovar Lai y copenhageni se utilizaron para disentildear una matriz de mosaico (Eribo

et al 2012)

35237 Enzimas de Restriccioacuten

El meacutetodo consiste en la extraccioacuten de ADN a partir de una poblacioacuten homogeacutenea

de organismos la digestioacuten del ADN con una endonucleasa de restriccioacuten y la

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 27

electroforesis en gel de agarosa del ADN Debido a que las endonucleasas de

restriccioacuten reconocen y se unen al ADN de doble cadena especiacuteficamente a la

secuencia 4 oacute 6 de pares de bases se genera un conjunto de fragmentos La

migracioacuten de estos fragmentos en gel de agarosa estaacute relacionada con el peso

molecular un patroacuten de bandas se puede ver en el gel por la luz ultravioleta siacute se

tintildeeron con bromuro de etidio o por autorradiografiacutea Estos modelos constituyen

una huella digital caracteriacutestico de cualquier ADN en particular (Marshall et al

1981)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 28

4 MATERIAL Y MEacuteTODO

41 Tipo de estudio Ensayo de laboratorio

42 Cepas En este estudio se emplearon 30 cepas distribuidas en 24 serogrupos

de Leptospira proporcionados por Centro Nacional de Diagnoacutestico y Referencia

(CNDR)

43 Muestras Las condiciones de crecimiento para la Leptospira fueron de 28-

30degC durante siete diacuteas en el medio Ellinghaussen-McCullough-Johnson-Harris

(EMJH)

45 PCR cebadores y condiciones de amplificacioacuten

Los cebadores de oligonucleoacutetidos LepF1 PU1 y LepR1 que corresponden a las

posiciones 8461 a 8480 8720 a 8738 y 9334 a 9316 respectivamente fueron

disentildeados para unirse a regioacuten 23S del ADNr la cual corresponde a la secuencia

de Leptospira interrogans (patoacutegena)

Los cebadores SU1 y LepR1 fueron disentildeados para serovares de saproacutefitas que

corresponden a la posicioacuten 326 a 343 y 641 a 623 respectivamente basado en la

secuencia parcial del ADNr de Leptospira biflexa La secuencia de los cebadores

se demuestra en la tabla 1

Tabla1 Cebadores utilizados en la amplificacioacuten

Cebador Secuenciacioacuten 5` a 3` Especificidad Posicioacuten de la base

LepF1 GTTACCAAGCACAAGATTAG Leptospira spp 8461 - 8480

LepR1 TAGTCCCGATTACATTTTC Leptospira spp 9334 - 9316

PU1 TATCAGAGCCTT TTAATGG Patoacutegena 8720 - 8738

SU1 TTTAGGGTTAGCGTGGTA Saproacutefita 326 - 343

LepR1 TAGTCCCGATTACATTTTC Leptospira spp 641 - 623

El ADN de la Leptospira fue amplificado usando LepF1 (5

GTTACCAAGCACAAGATTAG 3) y LepR1 (5 TAGTCCCGATTACATTTTC 3)

Para la multiplex PCR fueron usado como cebadores internos PU1 (5

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 29

TATCAGAGCCTTTTAATGG 3) SU1 (5 TTTAGGGTTAGCGTGGTA 3) y LepR1

(5 TAGTCCCGATTACATTTTC 3)

Para la amplificacioacuten del ADN se utilizoacute como control positivo de patoacutegena la cepa

icterohaemorrhagiae mientras que como control de saproacutefita se utilizoacute la cepa

patoc ambas se encontraban en caldo de cultivo Ellinghausen-McCullough-

Johnson-Harris (EMJH) y como control negativo se utilizoacute agua libre de nucleasa

Los segmentos de ADN amplificado para patoacutegenas corresponde a 615 pb y para

saproacutefitas 316 pb (gen 23S ADNr) Esta amplificacioacuten fue realizada en el

termociclador Las condiciones de la PCR consistieron en 40 ciclos Una

desnaturalizacioacuten inicial fue de 94degC por 5 minutos Cada ciclo comprendioacute una

desnaturalizacioacuten a 94degC por 1 minuto temperatura de anneling a 50degC por 50

segundos y una extensioacuten a 72degC por 1 minuto El uacuteltimo paso fue la elongacioacuten a

72degC por 7 minutos

46 Paraacutemetros a probar en la estandarizacioacuten

461 Mezcla

Se sometieron a prueba tres tipos de mezcla cada una con concentraciones

distintas pero con un volumen final de 50 microl reflejadas en la tabla 2

Tabla 2 Mezclas de reactivos puestas a prueba

Componente Mezcla 1 Mezcla 2 Mezcla 3

Agua free nucleasa 19 microl 26 microl 14 microl

Master mix 16 microl 8 microl 16 microl

Cebador 1 (LepF1) 2 microl 2 microl 2 microl

Cebador 2-5 (LepR1) 4 microl 2 microl 4 microl

Cebador 3 (PU1) 2 microl 1 microl 2 microl

Cebador 4 (SU1) 2 microl 1 microl 2 microl

AND (muestral o control) 5 microl 10 microl 10 microl

Volumen final 50 microl 50 microl 50 microl

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 30

462 5-Fluoracilo

Se puso a prueba el papel que juega el 5-fluoracilo debido a su utilizacioacuten en los

medios de cultivo para evitar la contaminacioacuten bacteriana de las Leptospira

ademaacutes que permite un mejor crecimiento de eacutestas (WHO 1967) Su eficacia

radica en que se une de forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial

para la siacutentesis de nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases

nitrogenadas que forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se

puede replicar lo que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002)

463 Tipo de extraccioacuten de ADN

El ADN genoacutemico de las cepas de Leptospira y de las muestras sanguiacuteneas y

orina fue extraiacutedo de acuerdo a las instrucciones del kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) siguiendo los procedimientos de manufactura (ver anexo

1)

Se ensayaron extracciones por calentamiento a 90degC ndash 100degC por 20 minutos El

ADN extraiacutedo fue almacenado a -20deg C hasta su amplificacioacuten

464 Muestras fingidas

Se obtuvieron muestras de suero y orina de cada especie (canino bovino porcino

y equino) y se mezclaron con cepas de referencia proporcionados por el Centro

Nacional De Investigacioacuten de Holanda para posteriormente realizar PCR A cada

muestra se le realizoacute extracciones por calentamiento y por el kit de extraccioacuten

QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

47 Determinacioacuten del liacutemite de deteccioacuten

Se determinoacute al calcular la cantidad de ADN que capaz de detectar la teacutecnica en

un ml de muestras de sangre y orina para esto se realizoacute una serie de diluciones

(desde 11 hasta 110000000) de las muestras a partir de una concentracioacuten de

ADN conocida (120 ng)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 31

48 Sensibilidad

Se sometieron 29 serovares patoacutegenas y 1 saproacutefita como controles positivos

proporcionados por Centro Nacional de Diagnoacutestico y Referencia

Se calculoacute la sensibilidad y el intervalo de confianza del 95 en el programa

EPIDAT 31 de acuerdo a la siguiente foacutermula

VP= Verdaderos positivos

FN= Falsos negativos

49 Especificidad

Se realizoacute un ensayo de especificidad utilizando ADN de 10 muestras con otras

cepas bacterianas diferentes a Leptospira que fueron inoculadas en medio EMJH

y suero para detectar falsos positivos el panel de muestras se describe en la

siguiente tabla

Tabla 3 Cepas bacterianas utilizadas para la determinacioacuten de la

especificidad

Cepa Nuacutemero de muestras

Staphyloccocus aureus 2

Escherichi coli 2

Salmonella spp 2

Proteus spp 2

Streptococcus pyogenes 2

Se calculoacute la especificidad y el correspondiente intervalo de confianza (95) en el

programa EPIDAT 31 de acuerdo a la siguiente foacutermula

VN= Verdaderas negativos

FP= Falso Positivos

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 32

5 RESULTADOS

De los 30 serovares que se sometieron al ensayo se detectaron 15 siendo

correspondiente a 12 serogrupos dentro los que se encuentran pomona e

icterohaemorrhagia dentro las patoacutegenas de importancia asiacute como el serogrupo

patoc de la saprofitas puesta a prueba Ver foto 1

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute ser la nuacutemero 1 compuesta por

Agua free nucleasa 19 microl Master mix 16 microl Primer 1 (Lep F1) 2 microl Primer 2-5

(LepR1) 4 microl Primer 3 (PU1) 2 microl Primer4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl Ver foto 2

En los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia en la

capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y saprofitas Ver

foto 2

La extraccioacuten maacutes adecuada resultoacute ser por calentamiento en la que se

identificaron 8 muestras de 19 mientras que las extracciones con el kit de

extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg) solo 2 muestras de 8 fueron

identificadas Ver foto 3

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten se encontroacute que la teacutecnica es capaz de identificar

una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira correspondiente a una

dilucioacuten 110000 Ver foto 4

En la determinacioacuten de la capacidad de la teacutecnica para detectar e identificar

Leptospira en muestras de campo se encontroacute que de 12 muestras de suero se

identificaron 3 mientras que de 13 muestras de orina fueron identificadas 5 Ver

foto 3

La sensibilidad mostrada fue de 50 IC 95 (3044 ndash 6956) mientras que la

especificidad fue de 100 IC 95 (95 ndash 100) con un valor predictivo positivos de

100 IC 95 (9667 ndash 100) y un valor predictivo negativo de 40 IC 95 (1880 ndash

6120) esto con una prevalencia de 75 IC 95 (6033 ndash 8967) mostrando un

Iacutendice de validez de 6550 IC 95 (4625 ndash 7875)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 33

6 DISCUSIOacuteN

Actualmente el meacutetodo para diagnosticar leptospirosis es la prueba de

Microaglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) pero esta resulta tediosa por la necesidad

de mantener las cepas lo que implica tambieacuten un riesgo potencial para el personal

de laboratorio ademaacutes no diferencia entre anticuerpos vacunales y de infeccioacuten

Otro meacutetodo directo de diagnoacutestico es el cultivo pero es limitado y requiere de

mucho tiempo (Alonso et al 2001)

Debido a las restricciones que generan estas pruebas diagnoacutesticas se ha

estandarizado una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y

patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos

En este estudio se sometieron 30 serovares al ensayo de los que se detectaron

15 correspondiente a 12 serogrupos amplificados mostrando una sensibilidad del

50 diferente a los resultados obtenidos por Ceacutespedes et al (2007) en cuyo

estudio la PCR pudo amplificar el ADN de 25 serovares de seis especies de

Leptospira spp con una sensibilidad del 100 in vitro Moreno et al (2010) mostroacute

un amplificado especiacutefico para 2122 cepas de referencia con la PCR simple

lipL32 mientras que la PCR muacuteltiple secYflaB amplificoacute 1822 cepas

Esta sensibilidad baja indica que la teacutecnica no es recomendada como una prueba

de tamizaje ya que ademaacutes del alto costo no es capaz de detectar a toda la

poblacioacuten infectada en cambio la especificidad que se obtuvo fue del 100

demostrada con el uso de ADN de otros agentes patoacutegenos (Staphyloccocus

Aureus Escherichi coli Salmonella spp Proteus spp y Streptococcus pyogenes)

los cuales no fueron amplificados Esto coincide con los ensayo realizado por

Ceacutespedes et al (2007) Moreno et al (2010) Kositanont et al (2007) y Boonsilp et al

(2011) los cuales muestran una especificad del 100 al no obtener amplificado del

ADN de otras cepas patoacutegenas que causan enfermedades febriles en sus paiacuteses

La causa de una especificidad tan alta de la reaccioacuten se debe a las secuencias

nucleotiacutedicas especiacuteficas formadas por los oligonucleoacutetidos (cebadores) LepF1 (5rsquo

GTTACCAAGCACAAGATTAG 3rsquo) LepR1 (5rsquo TAGTCCCGATTACATTTTC 3rsquo)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 34

PU1 (5rsquo TATCAGAGCCTTTTAATGG 3rsquo) y SU1 (5rsquo TTTAGGGTTAGCGTGGTA 3rsquo)

que fueron disentildeados para detectar secuencias nucleotiacutedicas especiacuteficas en este

caso el genoma de Leptospira spp (OIE 2006) Tambieacuten se debe tomar en cuenta

que la especificidad de la PCR depende ademaacutes de la temperatura empleada en

la fase de hibridacioacuten y de la cantidad de iones divalentes que se incorporan a la

reaccioacuten Cuanto mayor sea la temperatura utilizada en la fase de hibridacioacuten maacutes

especiacutefica es la reaccioacuten Esto se debe a que a mayor temperatura maacutes dificultada

se ve la unioacuten entre el cebador y la cadena molde en condiciones de

temperaturas de hibridacioacuten elevadas el cebador soacutelo se uniraacute a la cadena molde

si son complementarios en todos sus nucleoacutetidos (McPherson et al 1991)

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten por la diluciones de ADN puro (120ng) de L

interrogans serovar Australis se obtuvo un producto de 615pb hasta la dilucioacuten

110000 correspondiente a una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira

lo que coincide con la investigacioacuten realizada por Moreno et al (2010) cuyo liacutemite

de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR simple lipL32 obtuvo productos especiacuteficos

de 423 pb L interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten

110000 pero para el caso del liacutemite de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR

muacuteltiple secYflaB se obtuvieron productos especiacuteficos de 285 pb y 793 pb de L

interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten 1100 para secY y

11000 para flaB Estas diluciones se hicieron a partir de 120 ng de ADN extraiacutedo

de la cepa de referencia de Leptospira

El liacutemite de deteccioacuten para la PCR muacuteltiple indica una alta sensibilidad analiacutetica en

condiciones de PCR real esto lo posiciona como un meacutetodo de diagnoacutestico

molecular de eleccioacuten para estudios posteriores que busquen validar su uso

potencial para el diagnoacutestico de leptospirosis (Levett et al 2005)

La teacutecnica fue capaz de identificar Leptospira patoacutegena y saproacutefita lo que coincide

con el estudio de Kositanont et al (2007) que muestran resultados similares esto

se atribuye al uso de los cebadores especiacuteficos para la amplificacioacuten de genes

conservados en cepas patoacutegenas y saprofitas Otros estudios como los realizados

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 35

por Cheema et al (2007) Moreno et al (2010) y Rosario et al (2012) no

lograron detectar Leptospira saprofitas soacutelo patoacutegenas pues en ese estudio se

implicoacute solamente los genes conservados en cepas patoacutegenas de Leptospira La

inhabilidad de poder diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y no patoacutegenas puede

ser una dificultad en estudios ambientales donde se quiera diferenciar entre los

distintos serovares sin embargo no tiene importancia en el aspecto cliacutenico pues

no se aiacutesla Leptospira saprofitas en muestras animales (Ceacutespedes et al 2010)

Sin embargo otros estudios (Ibaacutentildeez et al 2010)) han mostrado anticuerpos contra

Leptospira sp serovariedad patoc en 1159 monos Rhesus (Macaca mulatta) en

condiciones de cautiverio Con tiacutetulos que variaron de 120 a 180 Silva et al

(2010) recogioacute muestra de 388 animales (aves reptiles mamiacuteferos y peces) tanto

salvajes como en cautiverio resultando positivo a MAT el 265 de los animales

Los tiacutetulos seroloacutegicos predominante fueron de 140 y 180 para los serotipos

patoc andamana canicola icterohaemorrhagiae y panamaacute

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute estar compuesta por 19 microl de Agua

free nucleasa 16 microl de GoTaqreg qPCR Master Mix 2 microl de cada uno de los

iniciadores (Lep F1 Lep R1 PU1 SU1 y Lep R1) a una concentracioacuten de 100

[Pmol] y 5 microl de ADN a un volumen final de 50 microl con una amplificacioacuten de 40

ciclos En una publicacioacuten similar realizada por Kosinatont et al (2007) utilizan 5microl

de buffer PCR 8 microl de MgCl2 1microl de cada iniciador a 20 [Pmol] y 5 microl de ADN a un

volumen final de 50microl Las condiciones de PCR consistieron de 35 ciclos Las

diferentes concentraciones de reactivos en ambos estudios se deben

probablemente a que las condiciones de laboratorio son diferentes en todas las

regiones ademaacutes del uso en el presente ensayo de un master mix comercial que

incluye todos los componentes para la PCR cuantitativa como son ADN Taq

polimerasa dATP dGTP dCTP dTTP y MgCl2 a excepcioacuten del ADN de la

muestra los cebadores y agua Utilizar este master mix evita errores en el

alineamiento de los cebadores en la temperatura de disociacioacuten de las cadenas

tanto del templado como del producto de la PCR la especificad del producto la

formacioacuten de diacutemero de cebadores y en la inhibicioacuten de la Taq polimerasa por

altas concentraciones de KCl o NaCl (Martinez et al 2004)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 36

En cuanto a los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia

en la capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y

saproacutefitas Eacuteste se puso a prueba debido a su utilizacioacuten en los medios de cultivo

cuando se toman muestras en el campo Su eficacia radica en que se une de

forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial para la siacutentesis de

nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases nitrogenadas que

forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se puede replicar lo

que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002) el 5-fluoracilo no fue una

sustancia inhibidora de la PCR pues no provoca el bloqueo directo total o parcial

de la actividad cataliacutetica de la ADN polimerasa o inhibe la unioacuten directa al ADN de

doble cadena (Newsletter Microbial 2009)

La extraccioacuten de ADN se hizo por calentamiento y con el kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) con el fin de determinar cuaacutel de los meacutetodos era el maacutes

efectivo para la extraccioacuten resultando ser la extraccioacuten por calentamiento ya que

fue capaz de detectar 8 muestras de 19 mientras que con el kit de extraccioacuten soacutelo

se lograron identificar 2 de 8 muestras Aunque con este meacutetodo ademaacutes de ser

de menor costoso se obtiene mayores valores de concentracioacuten y rendimiento de

ADN en el menor tiempo aportaacutendole rapidez y simplicidad a la prueba la pureza

del mismo es baja La importancia del proceso de purificacioacuten del material

geneacutetico es recobrar el producto maacuteximo de ADN de alto peso molecular libre de

proteiacutenas fenol e inhibidores de la Taq polimerasa El ADN de alta calidad es un

prerrequisito para su uso en teacutecnicas de biologiacutea molecular en este caso PCR

para la identificacioacuten de las secuencias especificas de ADN mediante el uso de

cebadores no asiacute el ADN degradado no sustenta la integridad de los sitios

blancos para los cebadores y consecuentemente afectar la calidad de la PCR

(Rada et al 1998)

Ademaacutes de la extraccioacuten de ADN por calentamiento existen otras teacutecnicas como

son meacutetodo fenol-cloroformo meacutetodo del acetato de potasio meacutetodo del acetato

de potasio modificado y meacutetodo de bromuro de cetil-trimetil amonio cuya base

principal es provocar una lisis celular para inactivar las nucleasas celulares y

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 37

separar los aacutecidos nucleicos de los restos de ceacutelulas (Fraga et al 2004) (Velasco

2005)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 38

7 CONCLUSIOacuteN

El PCR multiplex fue capaz de diferenciar entre Leptospira saprofita y

patoacutegena

Se obtuvo una baja sensibilidad pero alta especificidad

El 5-fluoracilo no mostro alteracioacuten en el proceso de amplificacioacuten

La mezcla maacutes adecuada fue la mezcla 1 compuesta por Agua free

nucleasa 19 microl Master mix 16 microl cebador 1 (Lep F1) 2 microl cebador 2-5

(LepR1) 4 microl cebador 3 (PU1) 2 microl cebador 4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl

Se obtuvo una alta sensibilidad analiacutetica o liacutemite de deteccioacuten capaz de

detectar hasta 0012 ng de ADN

El meacutetodo de extraccioacuten maacutes efectivo fue por calentamiento que por el kit

de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 39

8 RECOMENDACIONES

Validar la teacutecnica con una poblacioacuten maacutes representativa

Publicar los resultados de esta investigacioacuten con el fin de seguir mejorando

el diagnoacutestico de leptospirosis por PCR

Promover el uso de la PCR para un diagnoacutestico raacutepido de leptospirosis en

animales domeacutesticos

Realizar estudios de las fuentes de agua para la caracterizacioacuten de las

zonas de riesgo

Estandarizar teacutecnicas de diagnoacutestico de campo para fortalecer los sistemas

de vigilancia activa

Ofrecer charlas a las poblaciones con mayor prevalencia de leptospirosis

sobre el papel que juegan los animales en la transmisioacuten de la enfermedad

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 40

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Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 46

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ANEXOS

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Kit de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

1 20 microl de proteinasa K en eppendorf

2 Agregar 200 microl de la muestra

3 Agregar 200 microl de buffer AL y bortear por 5 segundos

4 Incubar a 56 ordmC por 10 minutos

5 Centrifugar brevemente

6 Agregar 200 microl de etanol (96 ndash 100)

7 Pasar la mezcla del paso 6 y colocarlo en un tubo de ensayo colector

procurando no tocar los bordes y centrifugar a 8000 rpm por 1 minuto Cambiar el

tubo colector descartando el contenido

8 Agregar en el centro de la columna 500 microl de buffer AW1 Centrifugar por 8000

rpm por 1 minuto luego descartar tubo colector y el contenido cambiando a un

nuevo tubo colector

9 Agregar 500 microl de buffer AW2 en el centro de la membrana y centrifugar a

14000 rpm por 3 minutos

10 Pasar la columna a eppendorf y centrifugar a velocidad maacutexima por 1 minuto

11 Pasar la columna a eppendorf y agregar 100 microl de buffer AE incubar a

temperatura ambiente por 1 minuto luego centrifugar a 8000 rpm por un minuto

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Tabla 4 Cepario de referencia de Holanda

Especie Serogrupo Serovar Cepa de referencia

L Interrogans

Australis Australis Ballico

Autumnalis Autumnalis Akiyami A

Betaviae Betaviae Swart

Canicola Canicola Hond Utrechit IV

Djasiman Djasiman Djasiman

Hebdomadis Hebdomadis Hebdomadis

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagica RGA

Icterohaemorrhagia Copenhageni M20

Icterohaemorrhagia Copenhageni Wijnberg

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagia Kantorowic

Pomona Pomona Pomona

Pyrogenes Pyrogenes Salinem

Sejroe Hardjo Hardjoprajitho

Sejroe Wolffi 3705

L Noguchi

Australis Nicaragua 1011

Lousiana Lousiana LSU 1945

Panama Panama CZ 214

L Biorgpetersenii

Ballum Castellones Castellon 3

Javanica Javanica Veldrat Batavia

Mini Mini Sari

Serjoe Serjoe M 84

Tarassovi Tarassovi Pereplitsin

L welii

Celledoni Celledoni Celledoni

Manhao Qingshui L 105

Sarnin Sarm 11 Sarnin

L Kirschneri

Cynopteri Cynopteri 3522 C

Grippotyphosa Grippotyphosa Moskva V

L Neyeri Ranarum Ranarum ICF

L Santarosal Sherman Shermani 1342 K

L Biflexa Semaranga Patoc Patoc 1

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 23

exponencial a traveacutes de repetidos ciclos de diferentes periodos y temperaturas de

incubacioacuten en presencia de una enzima ADN polimerasa termoestable Asiacute se

obtienen en cuestioacuten de horas millones de copias de la secuencia deseada del

ADN

La PCR es una teacutecnica de biologiacutea molecular altamente especiacutefica raacutepida

sensible y versaacutetil para detectar cantidades iacutenfimas de un cierto ADN especiacutefico

posibilitando su faacutecil identificacioacuten (Rodriacuteguez et al 2004)

El meacutetodo se basa en su forma maacutes simple en la realizacioacuten de tres reacciones

sucesivas llevadas a cabo a distintas temperaturas Estas reacciones se repiten

ciacuteclicamente entre veinte y cuarenta veces La muestra se calienta en el primer

paso hasta lograr la separacioacuten de las dos cadenas que constituyen el ADN

hecho que se conoce como desnaturalizacioacuten (Satz et al 1993) En el segundo

ocurre la hibridacioacuten de las cadenas desnaturalizadas del ADN blanco con los

denominados cebadores o iniciadores (ADN sinteacutetico de hebra sencilla) a una

temperatura que facilita el apareamiento de las bases nitrogenadas

complementarias de ambas clases de ADNs (Rodriacuteguez et al 2004) Por uacuteltimo se

da la reaccioacuten de extensioacuten que generalmente es llevada a cabo a una

temperatura intermedia en la cual la ADN polimerasa copia el ADN entre las

secuencias correspondientes a los oligonucleoacutetidos iniciadores (Torres et al

1995) La deteccioacuten se realiza mediante electroforesis en gel de agarosa y tincioacuten

con bromuro de etidio (Costa 2004)

En los uacuteltimos antildeos se ha desarrollado PCR en muestras bioloacutegicas como orina

suero liacutequido cefalorraquiacutedeo y tejido renal posicionaacutendose la teacutecnica como una

herramienta de diagnoacutestico sensible y especiacutefica en la deteccioacuten e identificacioacuten

de Leptospira spp (Levett 2001 Branger et al 2005)

Una limitacioacuten de diagnoacutestico basado en la PCR de la leptospirosis es la

incapacidad de la mayoriacutea de los ensayos de PCR para identificar el serovar

infectante Si bien esto no es significativo para la gestioacuten individual del paciente la

identidad del serovar tiene un importante valor epidemioloacutegico y en salud puacuteblica

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 24

Las estrategias disentildeadas para superar este obstaacuteculo han incluido la digestioacuten de

productos de PCR con endonucleasas de restriccioacuten secuenciacioacuten directa de los

amplicones y Anaacutelisis de Conformacioacuten de Cadena Sencilla (SSCP)

Genomospecies de Leptospira pueden ser diferenciadas despueacutes de la PCR por

electroforesis en geles de poliacrilamida no desnaturalizante seguido por tincioacuten

con plata y sin el paso adicional de purificacioacuten y desnaturalizacioacuten (Ahmad et al

2005)

35232 Reaccioacuten en cadena de la polimerasa muacuteltiple

La PCR muacuteltiple son reacciones que consiguen amplificar simultaacuteneamente y en

un uacutenico tubo diferentes secuencias diana permitiendo la deteccioacuten e

identificacioacuten simultaacutenea de distintos genes de intereacutes (Mendez et al 2004)

35233 Fingerprinting

Un desarrollo reciente en el anaacutelisis del ADN ribotipificacioacuten se basa en el

Polimorfismo de Longitud de Fragmentos de Restriccioacuten (RFLP) Posterior a la

electroforesis del gel Agarosa el ADN es trasferido sobre una membrana y

posteriormente hibridado con sondas marcadas desde el 16S al 23S de la cadena

de ARN por lo tanto nos da una interpretacioacuten maacutes raacutepida y faacutecil del Fingerprints

Este meacutetodo es una herramienta uacutetil para la tipificacioacuten molecular de Leptospira

ya que esta metodologiacutea utiliza reactivos disponibles comercialmente puede ser

aplicada por laboratorio de diagnoacutestico y no requiere el mantenimiento de todas

las cepas de referencia y correspondientemente suero inmune de conejo La

tipificacioacuten ribosomal tambieacuten nos provee informacioacuten sobre la relacioacuten genoacutemica

basado en la similitud que tienen en comuacuten fragmentos de cadenas de Leptospira

(Terpstra et al 1986)

35234 Anticuerpo monoclonales

Los anticuerpos monoclonales son glicoproteiacutenas especializadas que hacen parte

del sistema inmune producidas por las ceacutelulas B con la capacidad de conocer

moleacuteculas especificas (Antiacutegenos) Los anticuerpos monoclonales son

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 25

herramientas esenciales en el aacutembito cliacutenico y biotecnoloacutegico y han probado ser

uacutetiles en el diagnoacutestico y tratamiento de enfermedades infecciosas inmunoloacutegicas

y neoplaacutesicas asiacute como tambieacuten en el estudio de las interacciones patoacutegenas-

hospedador y la marcacioacuten deteccioacuten y cuantificacioacuten de diversas moleacuteculas

(Machado et al 2006)

Se han preparado anticuerpos monoclonales de conejo que aglutinan Leptospira y

los serovares pueden ser identificados con base en patrones caracteriacutesticos de

aglutinacioacuten Preparar anticuerpos monoclonales es difiacutecil y toma tiempo pero

usarlos en la MAT para serotipificar es faacutecil y da resultados raacutepidos Actualmente

estaacuten disponibles anticuerpos monoclonales para tipificar cerca de la mitad de los

serovares maacutes comunes actualmente reconocidos (OMS 2008)

35235 Secuenciacioacuten del ARNr 16S

La amplificacioacuten del gen para su posterior secuenciacioacuten parte preferentemente

de ADN extraiacutedo de un cultivo puro de la bacteria pero tambieacuten puede

conseguirse directamente de una muestra cliacutenica

El meacutetodo molecular de identificacioacuten bacteriana mediante secuenciacioacuten del

ADNr 16S incluye tres etapas a) amplificacioacuten del gen a partir de la muestra

apropiada b) determinacioacuten de la secuencia de nucleoacutetidos del amplicoacuten y c)

anaacutelisis de la secuencia (Rodicio et al 2004)

La secuenciacioacuten del ARNr 16S es un meacutetodo potente y simplificado para la

identificacioacuten de especies Leptospira (Morey et al 2006)

35236 Microarrays

El anaacutelisis de microarray consiste en la deteccioacuten e identificacioacuten simultaacutenea de un

patoacutegeno desde la misma muestra para asiacute ser implementado en los laboratorios

cliacutenicos de microbiologiacutea con facilidad y exactitud

Microarray simplemente se define como una coleccioacuten de caracteriacutesticas

microscoacutepicas (maacutes comuacutenmente ADN) que se puede probar con moleacuteculas diana

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 26

para producir ya sea (expresioacuten geacutenica) cuantitativa o los datos cualitativos

(diagnoacutestico)

El anaacutelisis por medio de microarray tiene la capacidad de ofrecer una fuerte

deteccioacuten muacuteltiple Existen plataformas de microarrays muacuteltiples incluyendo

impresos de ADN de doble cadena y matrices de oligonucleoacutetidos

Los microarrays permiten el depoacutesito de miles de puntos conteniendo genes o

parte de genes sobre un portaobjetos para su estudio en paralelo De esta manera

es posible tener una visioacuten instantaacutenea de actividad de genomas completos o de

un grupo selecto de genes (Miller et al 2009)

En los estudios de microarrays se combinan las teacutecnicas de hibridizacioacuten de

aacutecidos nucleicos y deteccioacuten por fluorescencia De esta manera soacutelo en los

puntos del portaobjeto donde haya ocurrido hibridizacioacuten habraacute fluorescencia y la

intensidad de la fluorescencia detectada seraacute proporcional al nivel de expresioacuten

del gen en estudio

Una condicioacuten indispensable es que cada uno de los genes que esteacute representado

sea faacutecilmente distinguible de otros En otras palabras la porcioacuten del gen

inmovilizada en el portaobjeto debe llevar consigo independientemente de su

tamantildeo su ceacutedula de identidad (Barrero 2005)

La hibridacioacuten genoacutemica comparada (CGH) ha demostrado ser una herramienta

muy poderosa para las comparaciones genoacutemicas de alto rendimiento entre

especies patoacutegenas y no patoacutegenas y la exploracioacuten del genoma de muchas

especies bacterianas Las secuencias genoacutemicas disponibles de L interrogans

serovar Lai y copenhageni se utilizaron para disentildear una matriz de mosaico (Eribo

et al 2012)

35237 Enzimas de Restriccioacuten

El meacutetodo consiste en la extraccioacuten de ADN a partir de una poblacioacuten homogeacutenea

de organismos la digestioacuten del ADN con una endonucleasa de restriccioacuten y la

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 27

electroforesis en gel de agarosa del ADN Debido a que las endonucleasas de

restriccioacuten reconocen y se unen al ADN de doble cadena especiacuteficamente a la

secuencia 4 oacute 6 de pares de bases se genera un conjunto de fragmentos La

migracioacuten de estos fragmentos en gel de agarosa estaacute relacionada con el peso

molecular un patroacuten de bandas se puede ver en el gel por la luz ultravioleta siacute se

tintildeeron con bromuro de etidio o por autorradiografiacutea Estos modelos constituyen

una huella digital caracteriacutestico de cualquier ADN en particular (Marshall et al

1981)

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 28

4 MATERIAL Y MEacuteTODO

41 Tipo de estudio Ensayo de laboratorio

42 Cepas En este estudio se emplearon 30 cepas distribuidas en 24 serogrupos

de Leptospira proporcionados por Centro Nacional de Diagnoacutestico y Referencia

(CNDR)

43 Muestras Las condiciones de crecimiento para la Leptospira fueron de 28-

30degC durante siete diacuteas en el medio Ellinghaussen-McCullough-Johnson-Harris

(EMJH)

45 PCR cebadores y condiciones de amplificacioacuten

Los cebadores de oligonucleoacutetidos LepF1 PU1 y LepR1 que corresponden a las

posiciones 8461 a 8480 8720 a 8738 y 9334 a 9316 respectivamente fueron

disentildeados para unirse a regioacuten 23S del ADNr la cual corresponde a la secuencia

de Leptospira interrogans (patoacutegena)

Los cebadores SU1 y LepR1 fueron disentildeados para serovares de saproacutefitas que

corresponden a la posicioacuten 326 a 343 y 641 a 623 respectivamente basado en la

secuencia parcial del ADNr de Leptospira biflexa La secuencia de los cebadores

se demuestra en la tabla 1

Tabla1 Cebadores utilizados en la amplificacioacuten

Cebador Secuenciacioacuten 5` a 3` Especificidad Posicioacuten de la base

LepF1 GTTACCAAGCACAAGATTAG Leptospira spp 8461 - 8480

LepR1 TAGTCCCGATTACATTTTC Leptospira spp 9334 - 9316

PU1 TATCAGAGCCTT TTAATGG Patoacutegena 8720 - 8738

SU1 TTTAGGGTTAGCGTGGTA Saproacutefita 326 - 343

LepR1 TAGTCCCGATTACATTTTC Leptospira spp 641 - 623

El ADN de la Leptospira fue amplificado usando LepF1 (5

GTTACCAAGCACAAGATTAG 3) y LepR1 (5 TAGTCCCGATTACATTTTC 3)

Para la multiplex PCR fueron usado como cebadores internos PU1 (5

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 29

TATCAGAGCCTTTTAATGG 3) SU1 (5 TTTAGGGTTAGCGTGGTA 3) y LepR1

(5 TAGTCCCGATTACATTTTC 3)

Para la amplificacioacuten del ADN se utilizoacute como control positivo de patoacutegena la cepa

icterohaemorrhagiae mientras que como control de saproacutefita se utilizoacute la cepa

patoc ambas se encontraban en caldo de cultivo Ellinghausen-McCullough-

Johnson-Harris (EMJH) y como control negativo se utilizoacute agua libre de nucleasa

Los segmentos de ADN amplificado para patoacutegenas corresponde a 615 pb y para

saproacutefitas 316 pb (gen 23S ADNr) Esta amplificacioacuten fue realizada en el

termociclador Las condiciones de la PCR consistieron en 40 ciclos Una

desnaturalizacioacuten inicial fue de 94degC por 5 minutos Cada ciclo comprendioacute una

desnaturalizacioacuten a 94degC por 1 minuto temperatura de anneling a 50degC por 50

segundos y una extensioacuten a 72degC por 1 minuto El uacuteltimo paso fue la elongacioacuten a

72degC por 7 minutos

46 Paraacutemetros a probar en la estandarizacioacuten

461 Mezcla

Se sometieron a prueba tres tipos de mezcla cada una con concentraciones

distintas pero con un volumen final de 50 microl reflejadas en la tabla 2

Tabla 2 Mezclas de reactivos puestas a prueba

Componente Mezcla 1 Mezcla 2 Mezcla 3

Agua free nucleasa 19 microl 26 microl 14 microl

Master mix 16 microl 8 microl 16 microl

Cebador 1 (LepF1) 2 microl 2 microl 2 microl

Cebador 2-5 (LepR1) 4 microl 2 microl 4 microl

Cebador 3 (PU1) 2 microl 1 microl 2 microl

Cebador 4 (SU1) 2 microl 1 microl 2 microl

AND (muestral o control) 5 microl 10 microl 10 microl

Volumen final 50 microl 50 microl 50 microl

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 30

462 5-Fluoracilo

Se puso a prueba el papel que juega el 5-fluoracilo debido a su utilizacioacuten en los

medios de cultivo para evitar la contaminacioacuten bacteriana de las Leptospira

ademaacutes que permite un mejor crecimiento de eacutestas (WHO 1967) Su eficacia

radica en que se une de forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial

para la siacutentesis de nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases

nitrogenadas que forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se

puede replicar lo que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002)

463 Tipo de extraccioacuten de ADN

El ADN genoacutemico de las cepas de Leptospira y de las muestras sanguiacuteneas y

orina fue extraiacutedo de acuerdo a las instrucciones del kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) siguiendo los procedimientos de manufactura (ver anexo

1)

Se ensayaron extracciones por calentamiento a 90degC ndash 100degC por 20 minutos El

ADN extraiacutedo fue almacenado a -20deg C hasta su amplificacioacuten

464 Muestras fingidas

Se obtuvieron muestras de suero y orina de cada especie (canino bovino porcino

y equino) y se mezclaron con cepas de referencia proporcionados por el Centro

Nacional De Investigacioacuten de Holanda para posteriormente realizar PCR A cada

muestra se le realizoacute extracciones por calentamiento y por el kit de extraccioacuten

QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

47 Determinacioacuten del liacutemite de deteccioacuten

Se determinoacute al calcular la cantidad de ADN que capaz de detectar la teacutecnica en

un ml de muestras de sangre y orina para esto se realizoacute una serie de diluciones

(desde 11 hasta 110000000) de las muestras a partir de una concentracioacuten de

ADN conocida (120 ng)

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 31

48 Sensibilidad

Se sometieron 29 serovares patoacutegenas y 1 saproacutefita como controles positivos

proporcionados por Centro Nacional de Diagnoacutestico y Referencia

Se calculoacute la sensibilidad y el intervalo de confianza del 95 en el programa

EPIDAT 31 de acuerdo a la siguiente foacutermula

VP= Verdaderos positivos

FN= Falsos negativos

49 Especificidad

Se realizoacute un ensayo de especificidad utilizando ADN de 10 muestras con otras

cepas bacterianas diferentes a Leptospira que fueron inoculadas en medio EMJH

y suero para detectar falsos positivos el panel de muestras se describe en la

siguiente tabla

Tabla 3 Cepas bacterianas utilizadas para la determinacioacuten de la

especificidad

Cepa Nuacutemero de muestras

Staphyloccocus aureus 2

Escherichi coli 2

Salmonella spp 2

Proteus spp 2

Streptococcus pyogenes 2

Se calculoacute la especificidad y el correspondiente intervalo de confianza (95) en el

programa EPIDAT 31 de acuerdo a la siguiente foacutermula

VN= Verdaderas negativos

FP= Falso Positivos

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 32

5 RESULTADOS

De los 30 serovares que se sometieron al ensayo se detectaron 15 siendo

correspondiente a 12 serogrupos dentro los que se encuentran pomona e

icterohaemorrhagia dentro las patoacutegenas de importancia asiacute como el serogrupo

patoc de la saprofitas puesta a prueba Ver foto 1

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute ser la nuacutemero 1 compuesta por

Agua free nucleasa 19 microl Master mix 16 microl Primer 1 (Lep F1) 2 microl Primer 2-5

(LepR1) 4 microl Primer 3 (PU1) 2 microl Primer4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl Ver foto 2

En los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia en la

capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y saprofitas Ver

foto 2

La extraccioacuten maacutes adecuada resultoacute ser por calentamiento en la que se

identificaron 8 muestras de 19 mientras que las extracciones con el kit de

extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg) solo 2 muestras de 8 fueron

identificadas Ver foto 3

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten se encontroacute que la teacutecnica es capaz de identificar

una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira correspondiente a una

dilucioacuten 110000 Ver foto 4

En la determinacioacuten de la capacidad de la teacutecnica para detectar e identificar

Leptospira en muestras de campo se encontroacute que de 12 muestras de suero se

identificaron 3 mientras que de 13 muestras de orina fueron identificadas 5 Ver

foto 3

La sensibilidad mostrada fue de 50 IC 95 (3044 ndash 6956) mientras que la

especificidad fue de 100 IC 95 (95 ndash 100) con un valor predictivo positivos de

100 IC 95 (9667 ndash 100) y un valor predictivo negativo de 40 IC 95 (1880 ndash

6120) esto con una prevalencia de 75 IC 95 (6033 ndash 8967) mostrando un

Iacutendice de validez de 6550 IC 95 (4625 ndash 7875)

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 33

6 DISCUSIOacuteN

Actualmente el meacutetodo para diagnosticar leptospirosis es la prueba de

Microaglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) pero esta resulta tediosa por la necesidad

de mantener las cepas lo que implica tambieacuten un riesgo potencial para el personal

de laboratorio ademaacutes no diferencia entre anticuerpos vacunales y de infeccioacuten

Otro meacutetodo directo de diagnoacutestico es el cultivo pero es limitado y requiere de

mucho tiempo (Alonso et al 2001)

Debido a las restricciones que generan estas pruebas diagnoacutesticas se ha

estandarizado una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y

patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos

En este estudio se sometieron 30 serovares al ensayo de los que se detectaron

15 correspondiente a 12 serogrupos amplificados mostrando una sensibilidad del

50 diferente a los resultados obtenidos por Ceacutespedes et al (2007) en cuyo

estudio la PCR pudo amplificar el ADN de 25 serovares de seis especies de

Leptospira spp con una sensibilidad del 100 in vitro Moreno et al (2010) mostroacute

un amplificado especiacutefico para 2122 cepas de referencia con la PCR simple

lipL32 mientras que la PCR muacuteltiple secYflaB amplificoacute 1822 cepas

Esta sensibilidad baja indica que la teacutecnica no es recomendada como una prueba

de tamizaje ya que ademaacutes del alto costo no es capaz de detectar a toda la

poblacioacuten infectada en cambio la especificidad que se obtuvo fue del 100

demostrada con el uso de ADN de otros agentes patoacutegenos (Staphyloccocus

Aureus Escherichi coli Salmonella spp Proteus spp y Streptococcus pyogenes)

los cuales no fueron amplificados Esto coincide con los ensayo realizado por

Ceacutespedes et al (2007) Moreno et al (2010) Kositanont et al (2007) y Boonsilp et al

(2011) los cuales muestran una especificad del 100 al no obtener amplificado del

ADN de otras cepas patoacutegenas que causan enfermedades febriles en sus paiacuteses

La causa de una especificidad tan alta de la reaccioacuten se debe a las secuencias

nucleotiacutedicas especiacuteficas formadas por los oligonucleoacutetidos (cebadores) LepF1 (5rsquo

GTTACCAAGCACAAGATTAG 3rsquo) LepR1 (5rsquo TAGTCCCGATTACATTTTC 3rsquo)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 34

PU1 (5rsquo TATCAGAGCCTTTTAATGG 3rsquo) y SU1 (5rsquo TTTAGGGTTAGCGTGGTA 3rsquo)

que fueron disentildeados para detectar secuencias nucleotiacutedicas especiacuteficas en este

caso el genoma de Leptospira spp (OIE 2006) Tambieacuten se debe tomar en cuenta

que la especificidad de la PCR depende ademaacutes de la temperatura empleada en

la fase de hibridacioacuten y de la cantidad de iones divalentes que se incorporan a la

reaccioacuten Cuanto mayor sea la temperatura utilizada en la fase de hibridacioacuten maacutes

especiacutefica es la reaccioacuten Esto se debe a que a mayor temperatura maacutes dificultada

se ve la unioacuten entre el cebador y la cadena molde en condiciones de

temperaturas de hibridacioacuten elevadas el cebador soacutelo se uniraacute a la cadena molde

si son complementarios en todos sus nucleoacutetidos (McPherson et al 1991)

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten por la diluciones de ADN puro (120ng) de L

interrogans serovar Australis se obtuvo un producto de 615pb hasta la dilucioacuten

110000 correspondiente a una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira

lo que coincide con la investigacioacuten realizada por Moreno et al (2010) cuyo liacutemite

de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR simple lipL32 obtuvo productos especiacuteficos

de 423 pb L interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten

110000 pero para el caso del liacutemite de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR

muacuteltiple secYflaB se obtuvieron productos especiacuteficos de 285 pb y 793 pb de L

interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten 1100 para secY y

11000 para flaB Estas diluciones se hicieron a partir de 120 ng de ADN extraiacutedo

de la cepa de referencia de Leptospira

El liacutemite de deteccioacuten para la PCR muacuteltiple indica una alta sensibilidad analiacutetica en

condiciones de PCR real esto lo posiciona como un meacutetodo de diagnoacutestico

molecular de eleccioacuten para estudios posteriores que busquen validar su uso

potencial para el diagnoacutestico de leptospirosis (Levett et al 2005)

La teacutecnica fue capaz de identificar Leptospira patoacutegena y saproacutefita lo que coincide

con el estudio de Kositanont et al (2007) que muestran resultados similares esto

se atribuye al uso de los cebadores especiacuteficos para la amplificacioacuten de genes

conservados en cepas patoacutegenas y saprofitas Otros estudios como los realizados

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 35

por Cheema et al (2007) Moreno et al (2010) y Rosario et al (2012) no

lograron detectar Leptospira saprofitas soacutelo patoacutegenas pues en ese estudio se

implicoacute solamente los genes conservados en cepas patoacutegenas de Leptospira La

inhabilidad de poder diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y no patoacutegenas puede

ser una dificultad en estudios ambientales donde se quiera diferenciar entre los

distintos serovares sin embargo no tiene importancia en el aspecto cliacutenico pues

no se aiacutesla Leptospira saprofitas en muestras animales (Ceacutespedes et al 2010)

Sin embargo otros estudios (Ibaacutentildeez et al 2010)) han mostrado anticuerpos contra

Leptospira sp serovariedad patoc en 1159 monos Rhesus (Macaca mulatta) en

condiciones de cautiverio Con tiacutetulos que variaron de 120 a 180 Silva et al

(2010) recogioacute muestra de 388 animales (aves reptiles mamiacuteferos y peces) tanto

salvajes como en cautiverio resultando positivo a MAT el 265 de los animales

Los tiacutetulos seroloacutegicos predominante fueron de 140 y 180 para los serotipos

patoc andamana canicola icterohaemorrhagiae y panamaacute

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute estar compuesta por 19 microl de Agua

free nucleasa 16 microl de GoTaqreg qPCR Master Mix 2 microl de cada uno de los

iniciadores (Lep F1 Lep R1 PU1 SU1 y Lep R1) a una concentracioacuten de 100

[Pmol] y 5 microl de ADN a un volumen final de 50 microl con una amplificacioacuten de 40

ciclos En una publicacioacuten similar realizada por Kosinatont et al (2007) utilizan 5microl

de buffer PCR 8 microl de MgCl2 1microl de cada iniciador a 20 [Pmol] y 5 microl de ADN a un

volumen final de 50microl Las condiciones de PCR consistieron de 35 ciclos Las

diferentes concentraciones de reactivos en ambos estudios se deben

probablemente a que las condiciones de laboratorio son diferentes en todas las

regiones ademaacutes del uso en el presente ensayo de un master mix comercial que

incluye todos los componentes para la PCR cuantitativa como son ADN Taq

polimerasa dATP dGTP dCTP dTTP y MgCl2 a excepcioacuten del ADN de la

muestra los cebadores y agua Utilizar este master mix evita errores en el

alineamiento de los cebadores en la temperatura de disociacioacuten de las cadenas

tanto del templado como del producto de la PCR la especificad del producto la

formacioacuten de diacutemero de cebadores y en la inhibicioacuten de la Taq polimerasa por

altas concentraciones de KCl o NaCl (Martinez et al 2004)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 36

En cuanto a los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia

en la capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y

saproacutefitas Eacuteste se puso a prueba debido a su utilizacioacuten en los medios de cultivo

cuando se toman muestras en el campo Su eficacia radica en que se une de

forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial para la siacutentesis de

nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases nitrogenadas que

forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se puede replicar lo

que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002) el 5-fluoracilo no fue una

sustancia inhibidora de la PCR pues no provoca el bloqueo directo total o parcial

de la actividad cataliacutetica de la ADN polimerasa o inhibe la unioacuten directa al ADN de

doble cadena (Newsletter Microbial 2009)

La extraccioacuten de ADN se hizo por calentamiento y con el kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) con el fin de determinar cuaacutel de los meacutetodos era el maacutes

efectivo para la extraccioacuten resultando ser la extraccioacuten por calentamiento ya que

fue capaz de detectar 8 muestras de 19 mientras que con el kit de extraccioacuten soacutelo

se lograron identificar 2 de 8 muestras Aunque con este meacutetodo ademaacutes de ser

de menor costoso se obtiene mayores valores de concentracioacuten y rendimiento de

ADN en el menor tiempo aportaacutendole rapidez y simplicidad a la prueba la pureza

del mismo es baja La importancia del proceso de purificacioacuten del material

geneacutetico es recobrar el producto maacuteximo de ADN de alto peso molecular libre de

proteiacutenas fenol e inhibidores de la Taq polimerasa El ADN de alta calidad es un

prerrequisito para su uso en teacutecnicas de biologiacutea molecular en este caso PCR

para la identificacioacuten de las secuencias especificas de ADN mediante el uso de

cebadores no asiacute el ADN degradado no sustenta la integridad de los sitios

blancos para los cebadores y consecuentemente afectar la calidad de la PCR

(Rada et al 1998)

Ademaacutes de la extraccioacuten de ADN por calentamiento existen otras teacutecnicas como

son meacutetodo fenol-cloroformo meacutetodo del acetato de potasio meacutetodo del acetato

de potasio modificado y meacutetodo de bromuro de cetil-trimetil amonio cuya base

principal es provocar una lisis celular para inactivar las nucleasas celulares y

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 37

separar los aacutecidos nucleicos de los restos de ceacutelulas (Fraga et al 2004) (Velasco

2005)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 38

7 CONCLUSIOacuteN

El PCR multiplex fue capaz de diferenciar entre Leptospira saprofita y

patoacutegena

Se obtuvo una baja sensibilidad pero alta especificidad

El 5-fluoracilo no mostro alteracioacuten en el proceso de amplificacioacuten

La mezcla maacutes adecuada fue la mezcla 1 compuesta por Agua free

nucleasa 19 microl Master mix 16 microl cebador 1 (Lep F1) 2 microl cebador 2-5

(LepR1) 4 microl cebador 3 (PU1) 2 microl cebador 4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl

Se obtuvo una alta sensibilidad analiacutetica o liacutemite de deteccioacuten capaz de

detectar hasta 0012 ng de ADN

El meacutetodo de extraccioacuten maacutes efectivo fue por calentamiento que por el kit

de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 39

8 RECOMENDACIONES

Validar la teacutecnica con una poblacioacuten maacutes representativa

Publicar los resultados de esta investigacioacuten con el fin de seguir mejorando

el diagnoacutestico de leptospirosis por PCR

Promover el uso de la PCR para un diagnoacutestico raacutepido de leptospirosis en

animales domeacutesticos

Realizar estudios de las fuentes de agua para la caracterizacioacuten de las

zonas de riesgo

Estandarizar teacutecnicas de diagnoacutestico de campo para fortalecer los sistemas

de vigilancia activa

Ofrecer charlas a las poblaciones con mayor prevalencia de leptospirosis

sobre el papel que juegan los animales en la transmisioacuten de la enfermedad

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 40

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Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

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ANEXOS

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Kit de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

1 20 microl de proteinasa K en eppendorf

2 Agregar 200 microl de la muestra

3 Agregar 200 microl de buffer AL y bortear por 5 segundos

4 Incubar a 56 ordmC por 10 minutos

5 Centrifugar brevemente

6 Agregar 200 microl de etanol (96 ndash 100)

7 Pasar la mezcla del paso 6 y colocarlo en un tubo de ensayo colector

procurando no tocar los bordes y centrifugar a 8000 rpm por 1 minuto Cambiar el

tubo colector descartando el contenido

8 Agregar en el centro de la columna 500 microl de buffer AW1 Centrifugar por 8000

rpm por 1 minuto luego descartar tubo colector y el contenido cambiando a un

nuevo tubo colector

9 Agregar 500 microl de buffer AW2 en el centro de la membrana y centrifugar a

14000 rpm por 3 minutos

10 Pasar la columna a eppendorf y centrifugar a velocidad maacutexima por 1 minuto

11 Pasar la columna a eppendorf y agregar 100 microl de buffer AE incubar a

temperatura ambiente por 1 minuto luego centrifugar a 8000 rpm por un minuto

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 53

Tabla 4 Cepario de referencia de Holanda

Especie Serogrupo Serovar Cepa de referencia

L Interrogans

Australis Australis Ballico

Autumnalis Autumnalis Akiyami A

Betaviae Betaviae Swart

Canicola Canicola Hond Utrechit IV

Djasiman Djasiman Djasiman

Hebdomadis Hebdomadis Hebdomadis

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagica RGA

Icterohaemorrhagia Copenhageni M20

Icterohaemorrhagia Copenhageni Wijnberg

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagia Kantorowic

Pomona Pomona Pomona

Pyrogenes Pyrogenes Salinem

Sejroe Hardjo Hardjoprajitho

Sejroe Wolffi 3705

L Noguchi

Australis Nicaragua 1011

Lousiana Lousiana LSU 1945

Panama Panama CZ 214

L Biorgpetersenii

Ballum Castellones Castellon 3

Javanica Javanica Veldrat Batavia

Mini Mini Sari

Serjoe Serjoe M 84

Tarassovi Tarassovi Pereplitsin

L welii

Celledoni Celledoni Celledoni

Manhao Qingshui L 105

Sarnin Sarm 11 Sarnin

L Kirschneri

Cynopteri Cynopteri 3522 C

Grippotyphosa Grippotyphosa Moskva V

L Neyeri Ranarum Ranarum ICF

L Santarosal Sherman Shermani 1342 K

L Biflexa Semaranga Patoc Patoc 1

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 24

Las estrategias disentildeadas para superar este obstaacuteculo han incluido la digestioacuten de

productos de PCR con endonucleasas de restriccioacuten secuenciacioacuten directa de los

amplicones y Anaacutelisis de Conformacioacuten de Cadena Sencilla (SSCP)

Genomospecies de Leptospira pueden ser diferenciadas despueacutes de la PCR por

electroforesis en geles de poliacrilamida no desnaturalizante seguido por tincioacuten

con plata y sin el paso adicional de purificacioacuten y desnaturalizacioacuten (Ahmad et al

2005)

35232 Reaccioacuten en cadena de la polimerasa muacuteltiple

La PCR muacuteltiple son reacciones que consiguen amplificar simultaacuteneamente y en

un uacutenico tubo diferentes secuencias diana permitiendo la deteccioacuten e

identificacioacuten simultaacutenea de distintos genes de intereacutes (Mendez et al 2004)

35233 Fingerprinting

Un desarrollo reciente en el anaacutelisis del ADN ribotipificacioacuten se basa en el

Polimorfismo de Longitud de Fragmentos de Restriccioacuten (RFLP) Posterior a la

electroforesis del gel Agarosa el ADN es trasferido sobre una membrana y

posteriormente hibridado con sondas marcadas desde el 16S al 23S de la cadena

de ARN por lo tanto nos da una interpretacioacuten maacutes raacutepida y faacutecil del Fingerprints

Este meacutetodo es una herramienta uacutetil para la tipificacioacuten molecular de Leptospira

ya que esta metodologiacutea utiliza reactivos disponibles comercialmente puede ser

aplicada por laboratorio de diagnoacutestico y no requiere el mantenimiento de todas

las cepas de referencia y correspondientemente suero inmune de conejo La

tipificacioacuten ribosomal tambieacuten nos provee informacioacuten sobre la relacioacuten genoacutemica

basado en la similitud que tienen en comuacuten fragmentos de cadenas de Leptospira

(Terpstra et al 1986)

35234 Anticuerpo monoclonales

Los anticuerpos monoclonales son glicoproteiacutenas especializadas que hacen parte

del sistema inmune producidas por las ceacutelulas B con la capacidad de conocer

moleacuteculas especificas (Antiacutegenos) Los anticuerpos monoclonales son

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 25

herramientas esenciales en el aacutembito cliacutenico y biotecnoloacutegico y han probado ser

uacutetiles en el diagnoacutestico y tratamiento de enfermedades infecciosas inmunoloacutegicas

y neoplaacutesicas asiacute como tambieacuten en el estudio de las interacciones patoacutegenas-

hospedador y la marcacioacuten deteccioacuten y cuantificacioacuten de diversas moleacuteculas

(Machado et al 2006)

Se han preparado anticuerpos monoclonales de conejo que aglutinan Leptospira y

los serovares pueden ser identificados con base en patrones caracteriacutesticos de

aglutinacioacuten Preparar anticuerpos monoclonales es difiacutecil y toma tiempo pero

usarlos en la MAT para serotipificar es faacutecil y da resultados raacutepidos Actualmente

estaacuten disponibles anticuerpos monoclonales para tipificar cerca de la mitad de los

serovares maacutes comunes actualmente reconocidos (OMS 2008)

35235 Secuenciacioacuten del ARNr 16S

La amplificacioacuten del gen para su posterior secuenciacioacuten parte preferentemente

de ADN extraiacutedo de un cultivo puro de la bacteria pero tambieacuten puede

conseguirse directamente de una muestra cliacutenica

El meacutetodo molecular de identificacioacuten bacteriana mediante secuenciacioacuten del

ADNr 16S incluye tres etapas a) amplificacioacuten del gen a partir de la muestra

apropiada b) determinacioacuten de la secuencia de nucleoacutetidos del amplicoacuten y c)

anaacutelisis de la secuencia (Rodicio et al 2004)

La secuenciacioacuten del ARNr 16S es un meacutetodo potente y simplificado para la

identificacioacuten de especies Leptospira (Morey et al 2006)

35236 Microarrays

El anaacutelisis de microarray consiste en la deteccioacuten e identificacioacuten simultaacutenea de un

patoacutegeno desde la misma muestra para asiacute ser implementado en los laboratorios

cliacutenicos de microbiologiacutea con facilidad y exactitud

Microarray simplemente se define como una coleccioacuten de caracteriacutesticas

microscoacutepicas (maacutes comuacutenmente ADN) que se puede probar con moleacuteculas diana

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 26

para producir ya sea (expresioacuten geacutenica) cuantitativa o los datos cualitativos

(diagnoacutestico)

El anaacutelisis por medio de microarray tiene la capacidad de ofrecer una fuerte

deteccioacuten muacuteltiple Existen plataformas de microarrays muacuteltiples incluyendo

impresos de ADN de doble cadena y matrices de oligonucleoacutetidos

Los microarrays permiten el depoacutesito de miles de puntos conteniendo genes o

parte de genes sobre un portaobjetos para su estudio en paralelo De esta manera

es posible tener una visioacuten instantaacutenea de actividad de genomas completos o de

un grupo selecto de genes (Miller et al 2009)

En los estudios de microarrays se combinan las teacutecnicas de hibridizacioacuten de

aacutecidos nucleicos y deteccioacuten por fluorescencia De esta manera soacutelo en los

puntos del portaobjeto donde haya ocurrido hibridizacioacuten habraacute fluorescencia y la

intensidad de la fluorescencia detectada seraacute proporcional al nivel de expresioacuten

del gen en estudio

Una condicioacuten indispensable es que cada uno de los genes que esteacute representado

sea faacutecilmente distinguible de otros En otras palabras la porcioacuten del gen

inmovilizada en el portaobjeto debe llevar consigo independientemente de su

tamantildeo su ceacutedula de identidad (Barrero 2005)

La hibridacioacuten genoacutemica comparada (CGH) ha demostrado ser una herramienta

muy poderosa para las comparaciones genoacutemicas de alto rendimiento entre

especies patoacutegenas y no patoacutegenas y la exploracioacuten del genoma de muchas

especies bacterianas Las secuencias genoacutemicas disponibles de L interrogans

serovar Lai y copenhageni se utilizaron para disentildear una matriz de mosaico (Eribo

et al 2012)

35237 Enzimas de Restriccioacuten

El meacutetodo consiste en la extraccioacuten de ADN a partir de una poblacioacuten homogeacutenea

de organismos la digestioacuten del ADN con una endonucleasa de restriccioacuten y la

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 27

electroforesis en gel de agarosa del ADN Debido a que las endonucleasas de

restriccioacuten reconocen y se unen al ADN de doble cadena especiacuteficamente a la

secuencia 4 oacute 6 de pares de bases se genera un conjunto de fragmentos La

migracioacuten de estos fragmentos en gel de agarosa estaacute relacionada con el peso

molecular un patroacuten de bandas se puede ver en el gel por la luz ultravioleta siacute se

tintildeeron con bromuro de etidio o por autorradiografiacutea Estos modelos constituyen

una huella digital caracteriacutestico de cualquier ADN en particular (Marshall et al

1981)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 28

4 MATERIAL Y MEacuteTODO

41 Tipo de estudio Ensayo de laboratorio

42 Cepas En este estudio se emplearon 30 cepas distribuidas en 24 serogrupos

de Leptospira proporcionados por Centro Nacional de Diagnoacutestico y Referencia

(CNDR)

43 Muestras Las condiciones de crecimiento para la Leptospira fueron de 28-

30degC durante siete diacuteas en el medio Ellinghaussen-McCullough-Johnson-Harris

(EMJH)

45 PCR cebadores y condiciones de amplificacioacuten

Los cebadores de oligonucleoacutetidos LepF1 PU1 y LepR1 que corresponden a las

posiciones 8461 a 8480 8720 a 8738 y 9334 a 9316 respectivamente fueron

disentildeados para unirse a regioacuten 23S del ADNr la cual corresponde a la secuencia

de Leptospira interrogans (patoacutegena)

Los cebadores SU1 y LepR1 fueron disentildeados para serovares de saproacutefitas que

corresponden a la posicioacuten 326 a 343 y 641 a 623 respectivamente basado en la

secuencia parcial del ADNr de Leptospira biflexa La secuencia de los cebadores

se demuestra en la tabla 1

Tabla1 Cebadores utilizados en la amplificacioacuten

Cebador Secuenciacioacuten 5` a 3` Especificidad Posicioacuten de la base

LepF1 GTTACCAAGCACAAGATTAG Leptospira spp 8461 - 8480

LepR1 TAGTCCCGATTACATTTTC Leptospira spp 9334 - 9316

PU1 TATCAGAGCCTT TTAATGG Patoacutegena 8720 - 8738

SU1 TTTAGGGTTAGCGTGGTA Saproacutefita 326 - 343

LepR1 TAGTCCCGATTACATTTTC Leptospira spp 641 - 623

El ADN de la Leptospira fue amplificado usando LepF1 (5

GTTACCAAGCACAAGATTAG 3) y LepR1 (5 TAGTCCCGATTACATTTTC 3)

Para la multiplex PCR fueron usado como cebadores internos PU1 (5

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 29

TATCAGAGCCTTTTAATGG 3) SU1 (5 TTTAGGGTTAGCGTGGTA 3) y LepR1

(5 TAGTCCCGATTACATTTTC 3)

Para la amplificacioacuten del ADN se utilizoacute como control positivo de patoacutegena la cepa

icterohaemorrhagiae mientras que como control de saproacutefita se utilizoacute la cepa

patoc ambas se encontraban en caldo de cultivo Ellinghausen-McCullough-

Johnson-Harris (EMJH) y como control negativo se utilizoacute agua libre de nucleasa

Los segmentos de ADN amplificado para patoacutegenas corresponde a 615 pb y para

saproacutefitas 316 pb (gen 23S ADNr) Esta amplificacioacuten fue realizada en el

termociclador Las condiciones de la PCR consistieron en 40 ciclos Una

desnaturalizacioacuten inicial fue de 94degC por 5 minutos Cada ciclo comprendioacute una

desnaturalizacioacuten a 94degC por 1 minuto temperatura de anneling a 50degC por 50

segundos y una extensioacuten a 72degC por 1 minuto El uacuteltimo paso fue la elongacioacuten a

72degC por 7 minutos

46 Paraacutemetros a probar en la estandarizacioacuten

461 Mezcla

Se sometieron a prueba tres tipos de mezcla cada una con concentraciones

distintas pero con un volumen final de 50 microl reflejadas en la tabla 2

Tabla 2 Mezclas de reactivos puestas a prueba

Componente Mezcla 1 Mezcla 2 Mezcla 3

Agua free nucleasa 19 microl 26 microl 14 microl

Master mix 16 microl 8 microl 16 microl

Cebador 1 (LepF1) 2 microl 2 microl 2 microl

Cebador 2-5 (LepR1) 4 microl 2 microl 4 microl

Cebador 3 (PU1) 2 microl 1 microl 2 microl

Cebador 4 (SU1) 2 microl 1 microl 2 microl

AND (muestral o control) 5 microl 10 microl 10 microl

Volumen final 50 microl 50 microl 50 microl

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 30

462 5-Fluoracilo

Se puso a prueba el papel que juega el 5-fluoracilo debido a su utilizacioacuten en los

medios de cultivo para evitar la contaminacioacuten bacteriana de las Leptospira

ademaacutes que permite un mejor crecimiento de eacutestas (WHO 1967) Su eficacia

radica en que se une de forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial

para la siacutentesis de nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases

nitrogenadas que forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se

puede replicar lo que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002)

463 Tipo de extraccioacuten de ADN

El ADN genoacutemico de las cepas de Leptospira y de las muestras sanguiacuteneas y

orina fue extraiacutedo de acuerdo a las instrucciones del kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) siguiendo los procedimientos de manufactura (ver anexo

1)

Se ensayaron extracciones por calentamiento a 90degC ndash 100degC por 20 minutos El

ADN extraiacutedo fue almacenado a -20deg C hasta su amplificacioacuten

464 Muestras fingidas

Se obtuvieron muestras de suero y orina de cada especie (canino bovino porcino

y equino) y se mezclaron con cepas de referencia proporcionados por el Centro

Nacional De Investigacioacuten de Holanda para posteriormente realizar PCR A cada

muestra se le realizoacute extracciones por calentamiento y por el kit de extraccioacuten

QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

47 Determinacioacuten del liacutemite de deteccioacuten

Se determinoacute al calcular la cantidad de ADN que capaz de detectar la teacutecnica en

un ml de muestras de sangre y orina para esto se realizoacute una serie de diluciones

(desde 11 hasta 110000000) de las muestras a partir de una concentracioacuten de

ADN conocida (120 ng)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 31

48 Sensibilidad

Se sometieron 29 serovares patoacutegenas y 1 saproacutefita como controles positivos

proporcionados por Centro Nacional de Diagnoacutestico y Referencia

Se calculoacute la sensibilidad y el intervalo de confianza del 95 en el programa

EPIDAT 31 de acuerdo a la siguiente foacutermula

VP= Verdaderos positivos

FN= Falsos negativos

49 Especificidad

Se realizoacute un ensayo de especificidad utilizando ADN de 10 muestras con otras

cepas bacterianas diferentes a Leptospira que fueron inoculadas en medio EMJH

y suero para detectar falsos positivos el panel de muestras se describe en la

siguiente tabla

Tabla 3 Cepas bacterianas utilizadas para la determinacioacuten de la

especificidad

Cepa Nuacutemero de muestras

Staphyloccocus aureus 2

Escherichi coli 2

Salmonella spp 2

Proteus spp 2

Streptococcus pyogenes 2

Se calculoacute la especificidad y el correspondiente intervalo de confianza (95) en el

programa EPIDAT 31 de acuerdo a la siguiente foacutermula

VN= Verdaderas negativos

FP= Falso Positivos

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 32

5 RESULTADOS

De los 30 serovares que se sometieron al ensayo se detectaron 15 siendo

correspondiente a 12 serogrupos dentro los que se encuentran pomona e

icterohaemorrhagia dentro las patoacutegenas de importancia asiacute como el serogrupo

patoc de la saprofitas puesta a prueba Ver foto 1

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute ser la nuacutemero 1 compuesta por

Agua free nucleasa 19 microl Master mix 16 microl Primer 1 (Lep F1) 2 microl Primer 2-5

(LepR1) 4 microl Primer 3 (PU1) 2 microl Primer4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl Ver foto 2

En los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia en la

capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y saprofitas Ver

foto 2

La extraccioacuten maacutes adecuada resultoacute ser por calentamiento en la que se

identificaron 8 muestras de 19 mientras que las extracciones con el kit de

extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg) solo 2 muestras de 8 fueron

identificadas Ver foto 3

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten se encontroacute que la teacutecnica es capaz de identificar

una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira correspondiente a una

dilucioacuten 110000 Ver foto 4

En la determinacioacuten de la capacidad de la teacutecnica para detectar e identificar

Leptospira en muestras de campo se encontroacute que de 12 muestras de suero se

identificaron 3 mientras que de 13 muestras de orina fueron identificadas 5 Ver

foto 3

La sensibilidad mostrada fue de 50 IC 95 (3044 ndash 6956) mientras que la

especificidad fue de 100 IC 95 (95 ndash 100) con un valor predictivo positivos de

100 IC 95 (9667 ndash 100) y un valor predictivo negativo de 40 IC 95 (1880 ndash

6120) esto con una prevalencia de 75 IC 95 (6033 ndash 8967) mostrando un

Iacutendice de validez de 6550 IC 95 (4625 ndash 7875)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 33

6 DISCUSIOacuteN

Actualmente el meacutetodo para diagnosticar leptospirosis es la prueba de

Microaglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) pero esta resulta tediosa por la necesidad

de mantener las cepas lo que implica tambieacuten un riesgo potencial para el personal

de laboratorio ademaacutes no diferencia entre anticuerpos vacunales y de infeccioacuten

Otro meacutetodo directo de diagnoacutestico es el cultivo pero es limitado y requiere de

mucho tiempo (Alonso et al 2001)

Debido a las restricciones que generan estas pruebas diagnoacutesticas se ha

estandarizado una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y

patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos

En este estudio se sometieron 30 serovares al ensayo de los que se detectaron

15 correspondiente a 12 serogrupos amplificados mostrando una sensibilidad del

50 diferente a los resultados obtenidos por Ceacutespedes et al (2007) en cuyo

estudio la PCR pudo amplificar el ADN de 25 serovares de seis especies de

Leptospira spp con una sensibilidad del 100 in vitro Moreno et al (2010) mostroacute

un amplificado especiacutefico para 2122 cepas de referencia con la PCR simple

lipL32 mientras que la PCR muacuteltiple secYflaB amplificoacute 1822 cepas

Esta sensibilidad baja indica que la teacutecnica no es recomendada como una prueba

de tamizaje ya que ademaacutes del alto costo no es capaz de detectar a toda la

poblacioacuten infectada en cambio la especificidad que se obtuvo fue del 100

demostrada con el uso de ADN de otros agentes patoacutegenos (Staphyloccocus

Aureus Escherichi coli Salmonella spp Proteus spp y Streptococcus pyogenes)

los cuales no fueron amplificados Esto coincide con los ensayo realizado por

Ceacutespedes et al (2007) Moreno et al (2010) Kositanont et al (2007) y Boonsilp et al

(2011) los cuales muestran una especificad del 100 al no obtener amplificado del

ADN de otras cepas patoacutegenas que causan enfermedades febriles en sus paiacuteses

La causa de una especificidad tan alta de la reaccioacuten se debe a las secuencias

nucleotiacutedicas especiacuteficas formadas por los oligonucleoacutetidos (cebadores) LepF1 (5rsquo

GTTACCAAGCACAAGATTAG 3rsquo) LepR1 (5rsquo TAGTCCCGATTACATTTTC 3rsquo)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 34

PU1 (5rsquo TATCAGAGCCTTTTAATGG 3rsquo) y SU1 (5rsquo TTTAGGGTTAGCGTGGTA 3rsquo)

que fueron disentildeados para detectar secuencias nucleotiacutedicas especiacuteficas en este

caso el genoma de Leptospira spp (OIE 2006) Tambieacuten se debe tomar en cuenta

que la especificidad de la PCR depende ademaacutes de la temperatura empleada en

la fase de hibridacioacuten y de la cantidad de iones divalentes que se incorporan a la

reaccioacuten Cuanto mayor sea la temperatura utilizada en la fase de hibridacioacuten maacutes

especiacutefica es la reaccioacuten Esto se debe a que a mayor temperatura maacutes dificultada

se ve la unioacuten entre el cebador y la cadena molde en condiciones de

temperaturas de hibridacioacuten elevadas el cebador soacutelo se uniraacute a la cadena molde

si son complementarios en todos sus nucleoacutetidos (McPherson et al 1991)

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten por la diluciones de ADN puro (120ng) de L

interrogans serovar Australis se obtuvo un producto de 615pb hasta la dilucioacuten

110000 correspondiente a una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira

lo que coincide con la investigacioacuten realizada por Moreno et al (2010) cuyo liacutemite

de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR simple lipL32 obtuvo productos especiacuteficos

de 423 pb L interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten

110000 pero para el caso del liacutemite de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR

muacuteltiple secYflaB se obtuvieron productos especiacuteficos de 285 pb y 793 pb de L

interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten 1100 para secY y

11000 para flaB Estas diluciones se hicieron a partir de 120 ng de ADN extraiacutedo

de la cepa de referencia de Leptospira

El liacutemite de deteccioacuten para la PCR muacuteltiple indica una alta sensibilidad analiacutetica en

condiciones de PCR real esto lo posiciona como un meacutetodo de diagnoacutestico

molecular de eleccioacuten para estudios posteriores que busquen validar su uso

potencial para el diagnoacutestico de leptospirosis (Levett et al 2005)

La teacutecnica fue capaz de identificar Leptospira patoacutegena y saproacutefita lo que coincide

con el estudio de Kositanont et al (2007) que muestran resultados similares esto

se atribuye al uso de los cebadores especiacuteficos para la amplificacioacuten de genes

conservados en cepas patoacutegenas y saprofitas Otros estudios como los realizados

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 35

por Cheema et al (2007) Moreno et al (2010) y Rosario et al (2012) no

lograron detectar Leptospira saprofitas soacutelo patoacutegenas pues en ese estudio se

implicoacute solamente los genes conservados en cepas patoacutegenas de Leptospira La

inhabilidad de poder diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y no patoacutegenas puede

ser una dificultad en estudios ambientales donde se quiera diferenciar entre los

distintos serovares sin embargo no tiene importancia en el aspecto cliacutenico pues

no se aiacutesla Leptospira saprofitas en muestras animales (Ceacutespedes et al 2010)

Sin embargo otros estudios (Ibaacutentildeez et al 2010)) han mostrado anticuerpos contra

Leptospira sp serovariedad patoc en 1159 monos Rhesus (Macaca mulatta) en

condiciones de cautiverio Con tiacutetulos que variaron de 120 a 180 Silva et al

(2010) recogioacute muestra de 388 animales (aves reptiles mamiacuteferos y peces) tanto

salvajes como en cautiverio resultando positivo a MAT el 265 de los animales

Los tiacutetulos seroloacutegicos predominante fueron de 140 y 180 para los serotipos

patoc andamana canicola icterohaemorrhagiae y panamaacute

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute estar compuesta por 19 microl de Agua

free nucleasa 16 microl de GoTaqreg qPCR Master Mix 2 microl de cada uno de los

iniciadores (Lep F1 Lep R1 PU1 SU1 y Lep R1) a una concentracioacuten de 100

[Pmol] y 5 microl de ADN a un volumen final de 50 microl con una amplificacioacuten de 40

ciclos En una publicacioacuten similar realizada por Kosinatont et al (2007) utilizan 5microl

de buffer PCR 8 microl de MgCl2 1microl de cada iniciador a 20 [Pmol] y 5 microl de ADN a un

volumen final de 50microl Las condiciones de PCR consistieron de 35 ciclos Las

diferentes concentraciones de reactivos en ambos estudios se deben

probablemente a que las condiciones de laboratorio son diferentes en todas las

regiones ademaacutes del uso en el presente ensayo de un master mix comercial que

incluye todos los componentes para la PCR cuantitativa como son ADN Taq

polimerasa dATP dGTP dCTP dTTP y MgCl2 a excepcioacuten del ADN de la

muestra los cebadores y agua Utilizar este master mix evita errores en el

alineamiento de los cebadores en la temperatura de disociacioacuten de las cadenas

tanto del templado como del producto de la PCR la especificad del producto la

formacioacuten de diacutemero de cebadores y en la inhibicioacuten de la Taq polimerasa por

altas concentraciones de KCl o NaCl (Martinez et al 2004)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 36

En cuanto a los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia

en la capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y

saproacutefitas Eacuteste se puso a prueba debido a su utilizacioacuten en los medios de cultivo

cuando se toman muestras en el campo Su eficacia radica en que se une de

forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial para la siacutentesis de

nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases nitrogenadas que

forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se puede replicar lo

que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002) el 5-fluoracilo no fue una

sustancia inhibidora de la PCR pues no provoca el bloqueo directo total o parcial

de la actividad cataliacutetica de la ADN polimerasa o inhibe la unioacuten directa al ADN de

doble cadena (Newsletter Microbial 2009)

La extraccioacuten de ADN se hizo por calentamiento y con el kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) con el fin de determinar cuaacutel de los meacutetodos era el maacutes

efectivo para la extraccioacuten resultando ser la extraccioacuten por calentamiento ya que

fue capaz de detectar 8 muestras de 19 mientras que con el kit de extraccioacuten soacutelo

se lograron identificar 2 de 8 muestras Aunque con este meacutetodo ademaacutes de ser

de menor costoso se obtiene mayores valores de concentracioacuten y rendimiento de

ADN en el menor tiempo aportaacutendole rapidez y simplicidad a la prueba la pureza

del mismo es baja La importancia del proceso de purificacioacuten del material

geneacutetico es recobrar el producto maacuteximo de ADN de alto peso molecular libre de

proteiacutenas fenol e inhibidores de la Taq polimerasa El ADN de alta calidad es un

prerrequisito para su uso en teacutecnicas de biologiacutea molecular en este caso PCR

para la identificacioacuten de las secuencias especificas de ADN mediante el uso de

cebadores no asiacute el ADN degradado no sustenta la integridad de los sitios

blancos para los cebadores y consecuentemente afectar la calidad de la PCR

(Rada et al 1998)

Ademaacutes de la extraccioacuten de ADN por calentamiento existen otras teacutecnicas como

son meacutetodo fenol-cloroformo meacutetodo del acetato de potasio meacutetodo del acetato

de potasio modificado y meacutetodo de bromuro de cetil-trimetil amonio cuya base

principal es provocar una lisis celular para inactivar las nucleasas celulares y

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 37

separar los aacutecidos nucleicos de los restos de ceacutelulas (Fraga et al 2004) (Velasco

2005)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 38

7 CONCLUSIOacuteN

El PCR multiplex fue capaz de diferenciar entre Leptospira saprofita y

patoacutegena

Se obtuvo una baja sensibilidad pero alta especificidad

El 5-fluoracilo no mostro alteracioacuten en el proceso de amplificacioacuten

La mezcla maacutes adecuada fue la mezcla 1 compuesta por Agua free

nucleasa 19 microl Master mix 16 microl cebador 1 (Lep F1) 2 microl cebador 2-5

(LepR1) 4 microl cebador 3 (PU1) 2 microl cebador 4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl

Se obtuvo una alta sensibilidad analiacutetica o liacutemite de deteccioacuten capaz de

detectar hasta 0012 ng de ADN

El meacutetodo de extraccioacuten maacutes efectivo fue por calentamiento que por el kit

de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 39

8 RECOMENDACIONES

Validar la teacutecnica con una poblacioacuten maacutes representativa

Publicar los resultados de esta investigacioacuten con el fin de seguir mejorando

el diagnoacutestico de leptospirosis por PCR

Promover el uso de la PCR para un diagnoacutestico raacutepido de leptospirosis en

animales domeacutesticos

Realizar estudios de las fuentes de agua para la caracterizacioacuten de las

zonas de riesgo

Estandarizar teacutecnicas de diagnoacutestico de campo para fortalecer los sistemas

de vigilancia activa

Ofrecer charlas a las poblaciones con mayor prevalencia de leptospirosis

sobre el papel que juegan los animales en la transmisioacuten de la enfermedad

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 47

ANEXOS

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Kit de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

1 20 microl de proteinasa K en eppendorf

2 Agregar 200 microl de la muestra

3 Agregar 200 microl de buffer AL y bortear por 5 segundos

4 Incubar a 56 ordmC por 10 minutos

5 Centrifugar brevemente

6 Agregar 200 microl de etanol (96 ndash 100)

7 Pasar la mezcla del paso 6 y colocarlo en un tubo de ensayo colector

procurando no tocar los bordes y centrifugar a 8000 rpm por 1 minuto Cambiar el

tubo colector descartando el contenido

8 Agregar en el centro de la columna 500 microl de buffer AW1 Centrifugar por 8000

rpm por 1 minuto luego descartar tubo colector y el contenido cambiando a un

nuevo tubo colector

9 Agregar 500 microl de buffer AW2 en el centro de la membrana y centrifugar a

14000 rpm por 3 minutos

10 Pasar la columna a eppendorf y centrifugar a velocidad maacutexima por 1 minuto

11 Pasar la columna a eppendorf y agregar 100 microl de buffer AE incubar a

temperatura ambiente por 1 minuto luego centrifugar a 8000 rpm por un minuto

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 49

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 53

Tabla 4 Cepario de referencia de Holanda

Especie Serogrupo Serovar Cepa de referencia

L Interrogans

Australis Australis Ballico

Autumnalis Autumnalis Akiyami A

Betaviae Betaviae Swart

Canicola Canicola Hond Utrechit IV

Djasiman Djasiman Djasiman

Hebdomadis Hebdomadis Hebdomadis

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagica RGA

Icterohaemorrhagia Copenhageni M20

Icterohaemorrhagia Copenhageni Wijnberg

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagia Kantorowic

Pomona Pomona Pomona

Pyrogenes Pyrogenes Salinem

Sejroe Hardjo Hardjoprajitho

Sejroe Wolffi 3705

L Noguchi

Australis Nicaragua 1011

Lousiana Lousiana LSU 1945

Panama Panama CZ 214

L Biorgpetersenii

Ballum Castellones Castellon 3

Javanica Javanica Veldrat Batavia

Mini Mini Sari

Serjoe Serjoe M 84

Tarassovi Tarassovi Pereplitsin

L welii

Celledoni Celledoni Celledoni

Manhao Qingshui L 105

Sarnin Sarm 11 Sarnin

L Kirschneri

Cynopteri Cynopteri 3522 C

Grippotyphosa Grippotyphosa Moskva V

L Neyeri Ranarum Ranarum ICF

L Santarosal Sherman Shermani 1342 K

L Biflexa Semaranga Patoc Patoc 1

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 25

herramientas esenciales en el aacutembito cliacutenico y biotecnoloacutegico y han probado ser

uacutetiles en el diagnoacutestico y tratamiento de enfermedades infecciosas inmunoloacutegicas

y neoplaacutesicas asiacute como tambieacuten en el estudio de las interacciones patoacutegenas-

hospedador y la marcacioacuten deteccioacuten y cuantificacioacuten de diversas moleacuteculas

(Machado et al 2006)

Se han preparado anticuerpos monoclonales de conejo que aglutinan Leptospira y

los serovares pueden ser identificados con base en patrones caracteriacutesticos de

aglutinacioacuten Preparar anticuerpos monoclonales es difiacutecil y toma tiempo pero

usarlos en la MAT para serotipificar es faacutecil y da resultados raacutepidos Actualmente

estaacuten disponibles anticuerpos monoclonales para tipificar cerca de la mitad de los

serovares maacutes comunes actualmente reconocidos (OMS 2008)

35235 Secuenciacioacuten del ARNr 16S

La amplificacioacuten del gen para su posterior secuenciacioacuten parte preferentemente

de ADN extraiacutedo de un cultivo puro de la bacteria pero tambieacuten puede

conseguirse directamente de una muestra cliacutenica

El meacutetodo molecular de identificacioacuten bacteriana mediante secuenciacioacuten del

ADNr 16S incluye tres etapas a) amplificacioacuten del gen a partir de la muestra

apropiada b) determinacioacuten de la secuencia de nucleoacutetidos del amplicoacuten y c)

anaacutelisis de la secuencia (Rodicio et al 2004)

La secuenciacioacuten del ARNr 16S es un meacutetodo potente y simplificado para la

identificacioacuten de especies Leptospira (Morey et al 2006)

35236 Microarrays

El anaacutelisis de microarray consiste en la deteccioacuten e identificacioacuten simultaacutenea de un

patoacutegeno desde la misma muestra para asiacute ser implementado en los laboratorios

cliacutenicos de microbiologiacutea con facilidad y exactitud

Microarray simplemente se define como una coleccioacuten de caracteriacutesticas

microscoacutepicas (maacutes comuacutenmente ADN) que se puede probar con moleacuteculas diana

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 26

para producir ya sea (expresioacuten geacutenica) cuantitativa o los datos cualitativos

(diagnoacutestico)

El anaacutelisis por medio de microarray tiene la capacidad de ofrecer una fuerte

deteccioacuten muacuteltiple Existen plataformas de microarrays muacuteltiples incluyendo

impresos de ADN de doble cadena y matrices de oligonucleoacutetidos

Los microarrays permiten el depoacutesito de miles de puntos conteniendo genes o

parte de genes sobre un portaobjetos para su estudio en paralelo De esta manera

es posible tener una visioacuten instantaacutenea de actividad de genomas completos o de

un grupo selecto de genes (Miller et al 2009)

En los estudios de microarrays se combinan las teacutecnicas de hibridizacioacuten de

aacutecidos nucleicos y deteccioacuten por fluorescencia De esta manera soacutelo en los

puntos del portaobjeto donde haya ocurrido hibridizacioacuten habraacute fluorescencia y la

intensidad de la fluorescencia detectada seraacute proporcional al nivel de expresioacuten

del gen en estudio

Una condicioacuten indispensable es que cada uno de los genes que esteacute representado

sea faacutecilmente distinguible de otros En otras palabras la porcioacuten del gen

inmovilizada en el portaobjeto debe llevar consigo independientemente de su

tamantildeo su ceacutedula de identidad (Barrero 2005)

La hibridacioacuten genoacutemica comparada (CGH) ha demostrado ser una herramienta

muy poderosa para las comparaciones genoacutemicas de alto rendimiento entre

especies patoacutegenas y no patoacutegenas y la exploracioacuten del genoma de muchas

especies bacterianas Las secuencias genoacutemicas disponibles de L interrogans

serovar Lai y copenhageni se utilizaron para disentildear una matriz de mosaico (Eribo

et al 2012)

35237 Enzimas de Restriccioacuten

El meacutetodo consiste en la extraccioacuten de ADN a partir de una poblacioacuten homogeacutenea

de organismos la digestioacuten del ADN con una endonucleasa de restriccioacuten y la

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 27

electroforesis en gel de agarosa del ADN Debido a que las endonucleasas de

restriccioacuten reconocen y se unen al ADN de doble cadena especiacuteficamente a la

secuencia 4 oacute 6 de pares de bases se genera un conjunto de fragmentos La

migracioacuten de estos fragmentos en gel de agarosa estaacute relacionada con el peso

molecular un patroacuten de bandas se puede ver en el gel por la luz ultravioleta siacute se

tintildeeron con bromuro de etidio o por autorradiografiacutea Estos modelos constituyen

una huella digital caracteriacutestico de cualquier ADN en particular (Marshall et al

1981)

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 28

4 MATERIAL Y MEacuteTODO

41 Tipo de estudio Ensayo de laboratorio

42 Cepas En este estudio se emplearon 30 cepas distribuidas en 24 serogrupos

de Leptospira proporcionados por Centro Nacional de Diagnoacutestico y Referencia

(CNDR)

43 Muestras Las condiciones de crecimiento para la Leptospira fueron de 28-

30degC durante siete diacuteas en el medio Ellinghaussen-McCullough-Johnson-Harris

(EMJH)

45 PCR cebadores y condiciones de amplificacioacuten

Los cebadores de oligonucleoacutetidos LepF1 PU1 y LepR1 que corresponden a las

posiciones 8461 a 8480 8720 a 8738 y 9334 a 9316 respectivamente fueron

disentildeados para unirse a regioacuten 23S del ADNr la cual corresponde a la secuencia

de Leptospira interrogans (patoacutegena)

Los cebadores SU1 y LepR1 fueron disentildeados para serovares de saproacutefitas que

corresponden a la posicioacuten 326 a 343 y 641 a 623 respectivamente basado en la

secuencia parcial del ADNr de Leptospira biflexa La secuencia de los cebadores

se demuestra en la tabla 1

Tabla1 Cebadores utilizados en la amplificacioacuten

Cebador Secuenciacioacuten 5` a 3` Especificidad Posicioacuten de la base

LepF1 GTTACCAAGCACAAGATTAG Leptospira spp 8461 - 8480

LepR1 TAGTCCCGATTACATTTTC Leptospira spp 9334 - 9316

PU1 TATCAGAGCCTT TTAATGG Patoacutegena 8720 - 8738

SU1 TTTAGGGTTAGCGTGGTA Saproacutefita 326 - 343

LepR1 TAGTCCCGATTACATTTTC Leptospira spp 641 - 623

El ADN de la Leptospira fue amplificado usando LepF1 (5

GTTACCAAGCACAAGATTAG 3) y LepR1 (5 TAGTCCCGATTACATTTTC 3)

Para la multiplex PCR fueron usado como cebadores internos PU1 (5

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 29

TATCAGAGCCTTTTAATGG 3) SU1 (5 TTTAGGGTTAGCGTGGTA 3) y LepR1

(5 TAGTCCCGATTACATTTTC 3)

Para la amplificacioacuten del ADN se utilizoacute como control positivo de patoacutegena la cepa

icterohaemorrhagiae mientras que como control de saproacutefita se utilizoacute la cepa

patoc ambas se encontraban en caldo de cultivo Ellinghausen-McCullough-

Johnson-Harris (EMJH) y como control negativo se utilizoacute agua libre de nucleasa

Los segmentos de ADN amplificado para patoacutegenas corresponde a 615 pb y para

saproacutefitas 316 pb (gen 23S ADNr) Esta amplificacioacuten fue realizada en el

termociclador Las condiciones de la PCR consistieron en 40 ciclos Una

desnaturalizacioacuten inicial fue de 94degC por 5 minutos Cada ciclo comprendioacute una

desnaturalizacioacuten a 94degC por 1 minuto temperatura de anneling a 50degC por 50

segundos y una extensioacuten a 72degC por 1 minuto El uacuteltimo paso fue la elongacioacuten a

72degC por 7 minutos

46 Paraacutemetros a probar en la estandarizacioacuten

461 Mezcla

Se sometieron a prueba tres tipos de mezcla cada una con concentraciones

distintas pero con un volumen final de 50 microl reflejadas en la tabla 2

Tabla 2 Mezclas de reactivos puestas a prueba

Componente Mezcla 1 Mezcla 2 Mezcla 3

Agua free nucleasa 19 microl 26 microl 14 microl

Master mix 16 microl 8 microl 16 microl

Cebador 1 (LepF1) 2 microl 2 microl 2 microl

Cebador 2-5 (LepR1) 4 microl 2 microl 4 microl

Cebador 3 (PU1) 2 microl 1 microl 2 microl

Cebador 4 (SU1) 2 microl 1 microl 2 microl

AND (muestral o control) 5 microl 10 microl 10 microl

Volumen final 50 microl 50 microl 50 microl

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 30

462 5-Fluoracilo

Se puso a prueba el papel que juega el 5-fluoracilo debido a su utilizacioacuten en los

medios de cultivo para evitar la contaminacioacuten bacteriana de las Leptospira

ademaacutes que permite un mejor crecimiento de eacutestas (WHO 1967) Su eficacia

radica en que se une de forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial

para la siacutentesis de nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases

nitrogenadas que forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se

puede replicar lo que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002)

463 Tipo de extraccioacuten de ADN

El ADN genoacutemico de las cepas de Leptospira y de las muestras sanguiacuteneas y

orina fue extraiacutedo de acuerdo a las instrucciones del kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) siguiendo los procedimientos de manufactura (ver anexo

1)

Se ensayaron extracciones por calentamiento a 90degC ndash 100degC por 20 minutos El

ADN extraiacutedo fue almacenado a -20deg C hasta su amplificacioacuten

464 Muestras fingidas

Se obtuvieron muestras de suero y orina de cada especie (canino bovino porcino

y equino) y se mezclaron con cepas de referencia proporcionados por el Centro

Nacional De Investigacioacuten de Holanda para posteriormente realizar PCR A cada

muestra se le realizoacute extracciones por calentamiento y por el kit de extraccioacuten

QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

47 Determinacioacuten del liacutemite de deteccioacuten

Se determinoacute al calcular la cantidad de ADN que capaz de detectar la teacutecnica en

un ml de muestras de sangre y orina para esto se realizoacute una serie de diluciones

(desde 11 hasta 110000000) de las muestras a partir de una concentracioacuten de

ADN conocida (120 ng)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 31

48 Sensibilidad

Se sometieron 29 serovares patoacutegenas y 1 saproacutefita como controles positivos

proporcionados por Centro Nacional de Diagnoacutestico y Referencia

Se calculoacute la sensibilidad y el intervalo de confianza del 95 en el programa

EPIDAT 31 de acuerdo a la siguiente foacutermula

VP= Verdaderos positivos

FN= Falsos negativos

49 Especificidad

Se realizoacute un ensayo de especificidad utilizando ADN de 10 muestras con otras

cepas bacterianas diferentes a Leptospira que fueron inoculadas en medio EMJH

y suero para detectar falsos positivos el panel de muestras se describe en la

siguiente tabla

Tabla 3 Cepas bacterianas utilizadas para la determinacioacuten de la

especificidad

Cepa Nuacutemero de muestras

Staphyloccocus aureus 2

Escherichi coli 2

Salmonella spp 2

Proteus spp 2

Streptococcus pyogenes 2

Se calculoacute la especificidad y el correspondiente intervalo de confianza (95) en el

programa EPIDAT 31 de acuerdo a la siguiente foacutermula

VN= Verdaderas negativos

FP= Falso Positivos

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 32

5 RESULTADOS

De los 30 serovares que se sometieron al ensayo se detectaron 15 siendo

correspondiente a 12 serogrupos dentro los que se encuentran pomona e

icterohaemorrhagia dentro las patoacutegenas de importancia asiacute como el serogrupo

patoc de la saprofitas puesta a prueba Ver foto 1

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute ser la nuacutemero 1 compuesta por

Agua free nucleasa 19 microl Master mix 16 microl Primer 1 (Lep F1) 2 microl Primer 2-5

(LepR1) 4 microl Primer 3 (PU1) 2 microl Primer4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl Ver foto 2

En los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia en la

capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y saprofitas Ver

foto 2

La extraccioacuten maacutes adecuada resultoacute ser por calentamiento en la que se

identificaron 8 muestras de 19 mientras que las extracciones con el kit de

extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg) solo 2 muestras de 8 fueron

identificadas Ver foto 3

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten se encontroacute que la teacutecnica es capaz de identificar

una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira correspondiente a una

dilucioacuten 110000 Ver foto 4

En la determinacioacuten de la capacidad de la teacutecnica para detectar e identificar

Leptospira en muestras de campo se encontroacute que de 12 muestras de suero se

identificaron 3 mientras que de 13 muestras de orina fueron identificadas 5 Ver

foto 3

La sensibilidad mostrada fue de 50 IC 95 (3044 ndash 6956) mientras que la

especificidad fue de 100 IC 95 (95 ndash 100) con un valor predictivo positivos de

100 IC 95 (9667 ndash 100) y un valor predictivo negativo de 40 IC 95 (1880 ndash

6120) esto con una prevalencia de 75 IC 95 (6033 ndash 8967) mostrando un

Iacutendice de validez de 6550 IC 95 (4625 ndash 7875)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 33

6 DISCUSIOacuteN

Actualmente el meacutetodo para diagnosticar leptospirosis es la prueba de

Microaglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) pero esta resulta tediosa por la necesidad

de mantener las cepas lo que implica tambieacuten un riesgo potencial para el personal

de laboratorio ademaacutes no diferencia entre anticuerpos vacunales y de infeccioacuten

Otro meacutetodo directo de diagnoacutestico es el cultivo pero es limitado y requiere de

mucho tiempo (Alonso et al 2001)

Debido a las restricciones que generan estas pruebas diagnoacutesticas se ha

estandarizado una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y

patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos

En este estudio se sometieron 30 serovares al ensayo de los que se detectaron

15 correspondiente a 12 serogrupos amplificados mostrando una sensibilidad del

50 diferente a los resultados obtenidos por Ceacutespedes et al (2007) en cuyo

estudio la PCR pudo amplificar el ADN de 25 serovares de seis especies de

Leptospira spp con una sensibilidad del 100 in vitro Moreno et al (2010) mostroacute

un amplificado especiacutefico para 2122 cepas de referencia con la PCR simple

lipL32 mientras que la PCR muacuteltiple secYflaB amplificoacute 1822 cepas

Esta sensibilidad baja indica que la teacutecnica no es recomendada como una prueba

de tamizaje ya que ademaacutes del alto costo no es capaz de detectar a toda la

poblacioacuten infectada en cambio la especificidad que se obtuvo fue del 100

demostrada con el uso de ADN de otros agentes patoacutegenos (Staphyloccocus

Aureus Escherichi coli Salmonella spp Proteus spp y Streptococcus pyogenes)

los cuales no fueron amplificados Esto coincide con los ensayo realizado por

Ceacutespedes et al (2007) Moreno et al (2010) Kositanont et al (2007) y Boonsilp et al

(2011) los cuales muestran una especificad del 100 al no obtener amplificado del

ADN de otras cepas patoacutegenas que causan enfermedades febriles en sus paiacuteses

La causa de una especificidad tan alta de la reaccioacuten se debe a las secuencias

nucleotiacutedicas especiacuteficas formadas por los oligonucleoacutetidos (cebadores) LepF1 (5rsquo

GTTACCAAGCACAAGATTAG 3rsquo) LepR1 (5rsquo TAGTCCCGATTACATTTTC 3rsquo)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 34

PU1 (5rsquo TATCAGAGCCTTTTAATGG 3rsquo) y SU1 (5rsquo TTTAGGGTTAGCGTGGTA 3rsquo)

que fueron disentildeados para detectar secuencias nucleotiacutedicas especiacuteficas en este

caso el genoma de Leptospira spp (OIE 2006) Tambieacuten se debe tomar en cuenta

que la especificidad de la PCR depende ademaacutes de la temperatura empleada en

la fase de hibridacioacuten y de la cantidad de iones divalentes que se incorporan a la

reaccioacuten Cuanto mayor sea la temperatura utilizada en la fase de hibridacioacuten maacutes

especiacutefica es la reaccioacuten Esto se debe a que a mayor temperatura maacutes dificultada

se ve la unioacuten entre el cebador y la cadena molde en condiciones de

temperaturas de hibridacioacuten elevadas el cebador soacutelo se uniraacute a la cadena molde

si son complementarios en todos sus nucleoacutetidos (McPherson et al 1991)

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten por la diluciones de ADN puro (120ng) de L

interrogans serovar Australis se obtuvo un producto de 615pb hasta la dilucioacuten

110000 correspondiente a una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira

lo que coincide con la investigacioacuten realizada por Moreno et al (2010) cuyo liacutemite

de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR simple lipL32 obtuvo productos especiacuteficos

de 423 pb L interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten

110000 pero para el caso del liacutemite de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR

muacuteltiple secYflaB se obtuvieron productos especiacuteficos de 285 pb y 793 pb de L

interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten 1100 para secY y

11000 para flaB Estas diluciones se hicieron a partir de 120 ng de ADN extraiacutedo

de la cepa de referencia de Leptospira

El liacutemite de deteccioacuten para la PCR muacuteltiple indica una alta sensibilidad analiacutetica en

condiciones de PCR real esto lo posiciona como un meacutetodo de diagnoacutestico

molecular de eleccioacuten para estudios posteriores que busquen validar su uso

potencial para el diagnoacutestico de leptospirosis (Levett et al 2005)

La teacutecnica fue capaz de identificar Leptospira patoacutegena y saproacutefita lo que coincide

con el estudio de Kositanont et al (2007) que muestran resultados similares esto

se atribuye al uso de los cebadores especiacuteficos para la amplificacioacuten de genes

conservados en cepas patoacutegenas y saprofitas Otros estudios como los realizados

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 35

por Cheema et al (2007) Moreno et al (2010) y Rosario et al (2012) no

lograron detectar Leptospira saprofitas soacutelo patoacutegenas pues en ese estudio se

implicoacute solamente los genes conservados en cepas patoacutegenas de Leptospira La

inhabilidad de poder diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y no patoacutegenas puede

ser una dificultad en estudios ambientales donde se quiera diferenciar entre los

distintos serovares sin embargo no tiene importancia en el aspecto cliacutenico pues

no se aiacutesla Leptospira saprofitas en muestras animales (Ceacutespedes et al 2010)

Sin embargo otros estudios (Ibaacutentildeez et al 2010)) han mostrado anticuerpos contra

Leptospira sp serovariedad patoc en 1159 monos Rhesus (Macaca mulatta) en

condiciones de cautiverio Con tiacutetulos que variaron de 120 a 180 Silva et al

(2010) recogioacute muestra de 388 animales (aves reptiles mamiacuteferos y peces) tanto

salvajes como en cautiverio resultando positivo a MAT el 265 de los animales

Los tiacutetulos seroloacutegicos predominante fueron de 140 y 180 para los serotipos

patoc andamana canicola icterohaemorrhagiae y panamaacute

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute estar compuesta por 19 microl de Agua

free nucleasa 16 microl de GoTaqreg qPCR Master Mix 2 microl de cada uno de los

iniciadores (Lep F1 Lep R1 PU1 SU1 y Lep R1) a una concentracioacuten de 100

[Pmol] y 5 microl de ADN a un volumen final de 50 microl con una amplificacioacuten de 40

ciclos En una publicacioacuten similar realizada por Kosinatont et al (2007) utilizan 5microl

de buffer PCR 8 microl de MgCl2 1microl de cada iniciador a 20 [Pmol] y 5 microl de ADN a un

volumen final de 50microl Las condiciones de PCR consistieron de 35 ciclos Las

diferentes concentraciones de reactivos en ambos estudios se deben

probablemente a que las condiciones de laboratorio son diferentes en todas las

regiones ademaacutes del uso en el presente ensayo de un master mix comercial que

incluye todos los componentes para la PCR cuantitativa como son ADN Taq

polimerasa dATP dGTP dCTP dTTP y MgCl2 a excepcioacuten del ADN de la

muestra los cebadores y agua Utilizar este master mix evita errores en el

alineamiento de los cebadores en la temperatura de disociacioacuten de las cadenas

tanto del templado como del producto de la PCR la especificad del producto la

formacioacuten de diacutemero de cebadores y en la inhibicioacuten de la Taq polimerasa por

altas concentraciones de KCl o NaCl (Martinez et al 2004)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 36

En cuanto a los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia

en la capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y

saproacutefitas Eacuteste se puso a prueba debido a su utilizacioacuten en los medios de cultivo

cuando se toman muestras en el campo Su eficacia radica en que se une de

forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial para la siacutentesis de

nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases nitrogenadas que

forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se puede replicar lo

que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002) el 5-fluoracilo no fue una

sustancia inhibidora de la PCR pues no provoca el bloqueo directo total o parcial

de la actividad cataliacutetica de la ADN polimerasa o inhibe la unioacuten directa al ADN de

doble cadena (Newsletter Microbial 2009)

La extraccioacuten de ADN se hizo por calentamiento y con el kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) con el fin de determinar cuaacutel de los meacutetodos era el maacutes

efectivo para la extraccioacuten resultando ser la extraccioacuten por calentamiento ya que

fue capaz de detectar 8 muestras de 19 mientras que con el kit de extraccioacuten soacutelo

se lograron identificar 2 de 8 muestras Aunque con este meacutetodo ademaacutes de ser

de menor costoso se obtiene mayores valores de concentracioacuten y rendimiento de

ADN en el menor tiempo aportaacutendole rapidez y simplicidad a la prueba la pureza

del mismo es baja La importancia del proceso de purificacioacuten del material

geneacutetico es recobrar el producto maacuteximo de ADN de alto peso molecular libre de

proteiacutenas fenol e inhibidores de la Taq polimerasa El ADN de alta calidad es un

prerrequisito para su uso en teacutecnicas de biologiacutea molecular en este caso PCR

para la identificacioacuten de las secuencias especificas de ADN mediante el uso de

cebadores no asiacute el ADN degradado no sustenta la integridad de los sitios

blancos para los cebadores y consecuentemente afectar la calidad de la PCR

(Rada et al 1998)

Ademaacutes de la extraccioacuten de ADN por calentamiento existen otras teacutecnicas como

son meacutetodo fenol-cloroformo meacutetodo del acetato de potasio meacutetodo del acetato

de potasio modificado y meacutetodo de bromuro de cetil-trimetil amonio cuya base

principal es provocar una lisis celular para inactivar las nucleasas celulares y

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 37

separar los aacutecidos nucleicos de los restos de ceacutelulas (Fraga et al 2004) (Velasco

2005)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 38

7 CONCLUSIOacuteN

El PCR multiplex fue capaz de diferenciar entre Leptospira saprofita y

patoacutegena

Se obtuvo una baja sensibilidad pero alta especificidad

El 5-fluoracilo no mostro alteracioacuten en el proceso de amplificacioacuten

La mezcla maacutes adecuada fue la mezcla 1 compuesta por Agua free

nucleasa 19 microl Master mix 16 microl cebador 1 (Lep F1) 2 microl cebador 2-5

(LepR1) 4 microl cebador 3 (PU1) 2 microl cebador 4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl

Se obtuvo una alta sensibilidad analiacutetica o liacutemite de deteccioacuten capaz de

detectar hasta 0012 ng de ADN

El meacutetodo de extraccioacuten maacutes efectivo fue por calentamiento que por el kit

de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 39

8 RECOMENDACIONES

Validar la teacutecnica con una poblacioacuten maacutes representativa

Publicar los resultados de esta investigacioacuten con el fin de seguir mejorando

el diagnoacutestico de leptospirosis por PCR

Promover el uso de la PCR para un diagnoacutestico raacutepido de leptospirosis en

animales domeacutesticos

Realizar estudios de las fuentes de agua para la caracterizacioacuten de las

zonas de riesgo

Estandarizar teacutecnicas de diagnoacutestico de campo para fortalecer los sistemas

de vigilancia activa

Ofrecer charlas a las poblaciones con mayor prevalencia de leptospirosis

sobre el papel que juegan los animales en la transmisioacuten de la enfermedad

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 40

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 46

Velasco M Reinaldo Marcadores moleculares y la extraccioacuten de ADN

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ANEXOS

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Kit de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

1 20 microl de proteinasa K en eppendorf

2 Agregar 200 microl de la muestra

3 Agregar 200 microl de buffer AL y bortear por 5 segundos

4 Incubar a 56 ordmC por 10 minutos

5 Centrifugar brevemente

6 Agregar 200 microl de etanol (96 ndash 100)

7 Pasar la mezcla del paso 6 y colocarlo en un tubo de ensayo colector

procurando no tocar los bordes y centrifugar a 8000 rpm por 1 minuto Cambiar el

tubo colector descartando el contenido

8 Agregar en el centro de la columna 500 microl de buffer AW1 Centrifugar por 8000

rpm por 1 minuto luego descartar tubo colector y el contenido cambiando a un

nuevo tubo colector

9 Agregar 500 microl de buffer AW2 en el centro de la membrana y centrifugar a

14000 rpm por 3 minutos

10 Pasar la columna a eppendorf y centrifugar a velocidad maacutexima por 1 minuto

11 Pasar la columna a eppendorf y agregar 100 microl de buffer AE incubar a

temperatura ambiente por 1 minuto luego centrifugar a 8000 rpm por un minuto

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 53

Tabla 4 Cepario de referencia de Holanda

Especie Serogrupo Serovar Cepa de referencia

L Interrogans

Australis Australis Ballico

Autumnalis Autumnalis Akiyami A

Betaviae Betaviae Swart

Canicola Canicola Hond Utrechit IV

Djasiman Djasiman Djasiman

Hebdomadis Hebdomadis Hebdomadis

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagica RGA

Icterohaemorrhagia Copenhageni M20

Icterohaemorrhagia Copenhageni Wijnberg

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagia Kantorowic

Pomona Pomona Pomona

Pyrogenes Pyrogenes Salinem

Sejroe Hardjo Hardjoprajitho

Sejroe Wolffi 3705

L Noguchi

Australis Nicaragua 1011

Lousiana Lousiana LSU 1945

Panama Panama CZ 214

L Biorgpetersenii

Ballum Castellones Castellon 3

Javanica Javanica Veldrat Batavia

Mini Mini Sari

Serjoe Serjoe M 84

Tarassovi Tarassovi Pereplitsin

L welii

Celledoni Celledoni Celledoni

Manhao Qingshui L 105

Sarnin Sarm 11 Sarnin

L Kirschneri

Cynopteri Cynopteri 3522 C

Grippotyphosa Grippotyphosa Moskva V

L Neyeri Ranarum Ranarum ICF

L Santarosal Sherman Shermani 1342 K

L Biflexa Semaranga Patoc Patoc 1

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 26

para producir ya sea (expresioacuten geacutenica) cuantitativa o los datos cualitativos

(diagnoacutestico)

El anaacutelisis por medio de microarray tiene la capacidad de ofrecer una fuerte

deteccioacuten muacuteltiple Existen plataformas de microarrays muacuteltiples incluyendo

impresos de ADN de doble cadena y matrices de oligonucleoacutetidos

Los microarrays permiten el depoacutesito de miles de puntos conteniendo genes o

parte de genes sobre un portaobjetos para su estudio en paralelo De esta manera

es posible tener una visioacuten instantaacutenea de actividad de genomas completos o de

un grupo selecto de genes (Miller et al 2009)

En los estudios de microarrays se combinan las teacutecnicas de hibridizacioacuten de

aacutecidos nucleicos y deteccioacuten por fluorescencia De esta manera soacutelo en los

puntos del portaobjeto donde haya ocurrido hibridizacioacuten habraacute fluorescencia y la

intensidad de la fluorescencia detectada seraacute proporcional al nivel de expresioacuten

del gen en estudio

Una condicioacuten indispensable es que cada uno de los genes que esteacute representado

sea faacutecilmente distinguible de otros En otras palabras la porcioacuten del gen

inmovilizada en el portaobjeto debe llevar consigo independientemente de su

tamantildeo su ceacutedula de identidad (Barrero 2005)

La hibridacioacuten genoacutemica comparada (CGH) ha demostrado ser una herramienta

muy poderosa para las comparaciones genoacutemicas de alto rendimiento entre

especies patoacutegenas y no patoacutegenas y la exploracioacuten del genoma de muchas

especies bacterianas Las secuencias genoacutemicas disponibles de L interrogans

serovar Lai y copenhageni se utilizaron para disentildear una matriz de mosaico (Eribo

et al 2012)

35237 Enzimas de Restriccioacuten

El meacutetodo consiste en la extraccioacuten de ADN a partir de una poblacioacuten homogeacutenea

de organismos la digestioacuten del ADN con una endonucleasa de restriccioacuten y la

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 27

electroforesis en gel de agarosa del ADN Debido a que las endonucleasas de

restriccioacuten reconocen y se unen al ADN de doble cadena especiacuteficamente a la

secuencia 4 oacute 6 de pares de bases se genera un conjunto de fragmentos La

migracioacuten de estos fragmentos en gel de agarosa estaacute relacionada con el peso

molecular un patroacuten de bandas se puede ver en el gel por la luz ultravioleta siacute se

tintildeeron con bromuro de etidio o por autorradiografiacutea Estos modelos constituyen

una huella digital caracteriacutestico de cualquier ADN en particular (Marshall et al

1981)

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 28

4 MATERIAL Y MEacuteTODO

41 Tipo de estudio Ensayo de laboratorio

42 Cepas En este estudio se emplearon 30 cepas distribuidas en 24 serogrupos

de Leptospira proporcionados por Centro Nacional de Diagnoacutestico y Referencia

(CNDR)

43 Muestras Las condiciones de crecimiento para la Leptospira fueron de 28-

30degC durante siete diacuteas en el medio Ellinghaussen-McCullough-Johnson-Harris

(EMJH)

45 PCR cebadores y condiciones de amplificacioacuten

Los cebadores de oligonucleoacutetidos LepF1 PU1 y LepR1 que corresponden a las

posiciones 8461 a 8480 8720 a 8738 y 9334 a 9316 respectivamente fueron

disentildeados para unirse a regioacuten 23S del ADNr la cual corresponde a la secuencia

de Leptospira interrogans (patoacutegena)

Los cebadores SU1 y LepR1 fueron disentildeados para serovares de saproacutefitas que

corresponden a la posicioacuten 326 a 343 y 641 a 623 respectivamente basado en la

secuencia parcial del ADNr de Leptospira biflexa La secuencia de los cebadores

se demuestra en la tabla 1

Tabla1 Cebadores utilizados en la amplificacioacuten

Cebador Secuenciacioacuten 5` a 3` Especificidad Posicioacuten de la base

LepF1 GTTACCAAGCACAAGATTAG Leptospira spp 8461 - 8480

LepR1 TAGTCCCGATTACATTTTC Leptospira spp 9334 - 9316

PU1 TATCAGAGCCTT TTAATGG Patoacutegena 8720 - 8738

SU1 TTTAGGGTTAGCGTGGTA Saproacutefita 326 - 343

LepR1 TAGTCCCGATTACATTTTC Leptospira spp 641 - 623

El ADN de la Leptospira fue amplificado usando LepF1 (5

GTTACCAAGCACAAGATTAG 3) y LepR1 (5 TAGTCCCGATTACATTTTC 3)

Para la multiplex PCR fueron usado como cebadores internos PU1 (5

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 29

TATCAGAGCCTTTTAATGG 3) SU1 (5 TTTAGGGTTAGCGTGGTA 3) y LepR1

(5 TAGTCCCGATTACATTTTC 3)

Para la amplificacioacuten del ADN se utilizoacute como control positivo de patoacutegena la cepa

icterohaemorrhagiae mientras que como control de saproacutefita se utilizoacute la cepa

patoc ambas se encontraban en caldo de cultivo Ellinghausen-McCullough-

Johnson-Harris (EMJH) y como control negativo se utilizoacute agua libre de nucleasa

Los segmentos de ADN amplificado para patoacutegenas corresponde a 615 pb y para

saproacutefitas 316 pb (gen 23S ADNr) Esta amplificacioacuten fue realizada en el

termociclador Las condiciones de la PCR consistieron en 40 ciclos Una

desnaturalizacioacuten inicial fue de 94degC por 5 minutos Cada ciclo comprendioacute una

desnaturalizacioacuten a 94degC por 1 minuto temperatura de anneling a 50degC por 50

segundos y una extensioacuten a 72degC por 1 minuto El uacuteltimo paso fue la elongacioacuten a

72degC por 7 minutos

46 Paraacutemetros a probar en la estandarizacioacuten

461 Mezcla

Se sometieron a prueba tres tipos de mezcla cada una con concentraciones

distintas pero con un volumen final de 50 microl reflejadas en la tabla 2

Tabla 2 Mezclas de reactivos puestas a prueba

Componente Mezcla 1 Mezcla 2 Mezcla 3

Agua free nucleasa 19 microl 26 microl 14 microl

Master mix 16 microl 8 microl 16 microl

Cebador 1 (LepF1) 2 microl 2 microl 2 microl

Cebador 2-5 (LepR1) 4 microl 2 microl 4 microl

Cebador 3 (PU1) 2 microl 1 microl 2 microl

Cebador 4 (SU1) 2 microl 1 microl 2 microl

AND (muestral o control) 5 microl 10 microl 10 microl

Volumen final 50 microl 50 microl 50 microl

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 30

462 5-Fluoracilo

Se puso a prueba el papel que juega el 5-fluoracilo debido a su utilizacioacuten en los

medios de cultivo para evitar la contaminacioacuten bacteriana de las Leptospira

ademaacutes que permite un mejor crecimiento de eacutestas (WHO 1967) Su eficacia

radica en que se une de forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial

para la siacutentesis de nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases

nitrogenadas que forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se

puede replicar lo que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002)

463 Tipo de extraccioacuten de ADN

El ADN genoacutemico de las cepas de Leptospira y de las muestras sanguiacuteneas y

orina fue extraiacutedo de acuerdo a las instrucciones del kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) siguiendo los procedimientos de manufactura (ver anexo

1)

Se ensayaron extracciones por calentamiento a 90degC ndash 100degC por 20 minutos El

ADN extraiacutedo fue almacenado a -20deg C hasta su amplificacioacuten

464 Muestras fingidas

Se obtuvieron muestras de suero y orina de cada especie (canino bovino porcino

y equino) y se mezclaron con cepas de referencia proporcionados por el Centro

Nacional De Investigacioacuten de Holanda para posteriormente realizar PCR A cada

muestra se le realizoacute extracciones por calentamiento y por el kit de extraccioacuten

QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

47 Determinacioacuten del liacutemite de deteccioacuten

Se determinoacute al calcular la cantidad de ADN que capaz de detectar la teacutecnica en

un ml de muestras de sangre y orina para esto se realizoacute una serie de diluciones

(desde 11 hasta 110000000) de las muestras a partir de una concentracioacuten de

ADN conocida (120 ng)

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 31

48 Sensibilidad

Se sometieron 29 serovares patoacutegenas y 1 saproacutefita como controles positivos

proporcionados por Centro Nacional de Diagnoacutestico y Referencia

Se calculoacute la sensibilidad y el intervalo de confianza del 95 en el programa

EPIDAT 31 de acuerdo a la siguiente foacutermula

VP= Verdaderos positivos

FN= Falsos negativos

49 Especificidad

Se realizoacute un ensayo de especificidad utilizando ADN de 10 muestras con otras

cepas bacterianas diferentes a Leptospira que fueron inoculadas en medio EMJH

y suero para detectar falsos positivos el panel de muestras se describe en la

siguiente tabla

Tabla 3 Cepas bacterianas utilizadas para la determinacioacuten de la

especificidad

Cepa Nuacutemero de muestras

Staphyloccocus aureus 2

Escherichi coli 2

Salmonella spp 2

Proteus spp 2

Streptococcus pyogenes 2

Se calculoacute la especificidad y el correspondiente intervalo de confianza (95) en el

programa EPIDAT 31 de acuerdo a la siguiente foacutermula

VN= Verdaderas negativos

FP= Falso Positivos

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 32

5 RESULTADOS

De los 30 serovares que se sometieron al ensayo se detectaron 15 siendo

correspondiente a 12 serogrupos dentro los que se encuentran pomona e

icterohaemorrhagia dentro las patoacutegenas de importancia asiacute como el serogrupo

patoc de la saprofitas puesta a prueba Ver foto 1

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute ser la nuacutemero 1 compuesta por

Agua free nucleasa 19 microl Master mix 16 microl Primer 1 (Lep F1) 2 microl Primer 2-5

(LepR1) 4 microl Primer 3 (PU1) 2 microl Primer4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl Ver foto 2

En los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia en la

capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y saprofitas Ver

foto 2

La extraccioacuten maacutes adecuada resultoacute ser por calentamiento en la que se

identificaron 8 muestras de 19 mientras que las extracciones con el kit de

extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg) solo 2 muestras de 8 fueron

identificadas Ver foto 3

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten se encontroacute que la teacutecnica es capaz de identificar

una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira correspondiente a una

dilucioacuten 110000 Ver foto 4

En la determinacioacuten de la capacidad de la teacutecnica para detectar e identificar

Leptospira en muestras de campo se encontroacute que de 12 muestras de suero se

identificaron 3 mientras que de 13 muestras de orina fueron identificadas 5 Ver

foto 3

La sensibilidad mostrada fue de 50 IC 95 (3044 ndash 6956) mientras que la

especificidad fue de 100 IC 95 (95 ndash 100) con un valor predictivo positivos de

100 IC 95 (9667 ndash 100) y un valor predictivo negativo de 40 IC 95 (1880 ndash

6120) esto con una prevalencia de 75 IC 95 (6033 ndash 8967) mostrando un

Iacutendice de validez de 6550 IC 95 (4625 ndash 7875)

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 33

6 DISCUSIOacuteN

Actualmente el meacutetodo para diagnosticar leptospirosis es la prueba de

Microaglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) pero esta resulta tediosa por la necesidad

de mantener las cepas lo que implica tambieacuten un riesgo potencial para el personal

de laboratorio ademaacutes no diferencia entre anticuerpos vacunales y de infeccioacuten

Otro meacutetodo directo de diagnoacutestico es el cultivo pero es limitado y requiere de

mucho tiempo (Alonso et al 2001)

Debido a las restricciones que generan estas pruebas diagnoacutesticas se ha

estandarizado una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y

patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos

En este estudio se sometieron 30 serovares al ensayo de los que se detectaron

15 correspondiente a 12 serogrupos amplificados mostrando una sensibilidad del

50 diferente a los resultados obtenidos por Ceacutespedes et al (2007) en cuyo

estudio la PCR pudo amplificar el ADN de 25 serovares de seis especies de

Leptospira spp con una sensibilidad del 100 in vitro Moreno et al (2010) mostroacute

un amplificado especiacutefico para 2122 cepas de referencia con la PCR simple

lipL32 mientras que la PCR muacuteltiple secYflaB amplificoacute 1822 cepas

Esta sensibilidad baja indica que la teacutecnica no es recomendada como una prueba

de tamizaje ya que ademaacutes del alto costo no es capaz de detectar a toda la

poblacioacuten infectada en cambio la especificidad que se obtuvo fue del 100

demostrada con el uso de ADN de otros agentes patoacutegenos (Staphyloccocus

Aureus Escherichi coli Salmonella spp Proteus spp y Streptococcus pyogenes)

los cuales no fueron amplificados Esto coincide con los ensayo realizado por

Ceacutespedes et al (2007) Moreno et al (2010) Kositanont et al (2007) y Boonsilp et al

(2011) los cuales muestran una especificad del 100 al no obtener amplificado del

ADN de otras cepas patoacutegenas que causan enfermedades febriles en sus paiacuteses

La causa de una especificidad tan alta de la reaccioacuten se debe a las secuencias

nucleotiacutedicas especiacuteficas formadas por los oligonucleoacutetidos (cebadores) LepF1 (5rsquo

GTTACCAAGCACAAGATTAG 3rsquo) LepR1 (5rsquo TAGTCCCGATTACATTTTC 3rsquo)

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 34

PU1 (5rsquo TATCAGAGCCTTTTAATGG 3rsquo) y SU1 (5rsquo TTTAGGGTTAGCGTGGTA 3rsquo)

que fueron disentildeados para detectar secuencias nucleotiacutedicas especiacuteficas en este

caso el genoma de Leptospira spp (OIE 2006) Tambieacuten se debe tomar en cuenta

que la especificidad de la PCR depende ademaacutes de la temperatura empleada en

la fase de hibridacioacuten y de la cantidad de iones divalentes que se incorporan a la

reaccioacuten Cuanto mayor sea la temperatura utilizada en la fase de hibridacioacuten maacutes

especiacutefica es la reaccioacuten Esto se debe a que a mayor temperatura maacutes dificultada

se ve la unioacuten entre el cebador y la cadena molde en condiciones de

temperaturas de hibridacioacuten elevadas el cebador soacutelo se uniraacute a la cadena molde

si son complementarios en todos sus nucleoacutetidos (McPherson et al 1991)

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten por la diluciones de ADN puro (120ng) de L

interrogans serovar Australis se obtuvo un producto de 615pb hasta la dilucioacuten

110000 correspondiente a una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira

lo que coincide con la investigacioacuten realizada por Moreno et al (2010) cuyo liacutemite

de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR simple lipL32 obtuvo productos especiacuteficos

de 423 pb L interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten

110000 pero para el caso del liacutemite de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR

muacuteltiple secYflaB se obtuvieron productos especiacuteficos de 285 pb y 793 pb de L

interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten 1100 para secY y

11000 para flaB Estas diluciones se hicieron a partir de 120 ng de ADN extraiacutedo

de la cepa de referencia de Leptospira

El liacutemite de deteccioacuten para la PCR muacuteltiple indica una alta sensibilidad analiacutetica en

condiciones de PCR real esto lo posiciona como un meacutetodo de diagnoacutestico

molecular de eleccioacuten para estudios posteriores que busquen validar su uso

potencial para el diagnoacutestico de leptospirosis (Levett et al 2005)

La teacutecnica fue capaz de identificar Leptospira patoacutegena y saproacutefita lo que coincide

con el estudio de Kositanont et al (2007) que muestran resultados similares esto

se atribuye al uso de los cebadores especiacuteficos para la amplificacioacuten de genes

conservados en cepas patoacutegenas y saprofitas Otros estudios como los realizados

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 35

por Cheema et al (2007) Moreno et al (2010) y Rosario et al (2012) no

lograron detectar Leptospira saprofitas soacutelo patoacutegenas pues en ese estudio se

implicoacute solamente los genes conservados en cepas patoacutegenas de Leptospira La

inhabilidad de poder diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y no patoacutegenas puede

ser una dificultad en estudios ambientales donde se quiera diferenciar entre los

distintos serovares sin embargo no tiene importancia en el aspecto cliacutenico pues

no se aiacutesla Leptospira saprofitas en muestras animales (Ceacutespedes et al 2010)

Sin embargo otros estudios (Ibaacutentildeez et al 2010)) han mostrado anticuerpos contra

Leptospira sp serovariedad patoc en 1159 monos Rhesus (Macaca mulatta) en

condiciones de cautiverio Con tiacutetulos que variaron de 120 a 180 Silva et al

(2010) recogioacute muestra de 388 animales (aves reptiles mamiacuteferos y peces) tanto

salvajes como en cautiverio resultando positivo a MAT el 265 de los animales

Los tiacutetulos seroloacutegicos predominante fueron de 140 y 180 para los serotipos

patoc andamana canicola icterohaemorrhagiae y panamaacute

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute estar compuesta por 19 microl de Agua

free nucleasa 16 microl de GoTaqreg qPCR Master Mix 2 microl de cada uno de los

iniciadores (Lep F1 Lep R1 PU1 SU1 y Lep R1) a una concentracioacuten de 100

[Pmol] y 5 microl de ADN a un volumen final de 50 microl con una amplificacioacuten de 40

ciclos En una publicacioacuten similar realizada por Kosinatont et al (2007) utilizan 5microl

de buffer PCR 8 microl de MgCl2 1microl de cada iniciador a 20 [Pmol] y 5 microl de ADN a un

volumen final de 50microl Las condiciones de PCR consistieron de 35 ciclos Las

diferentes concentraciones de reactivos en ambos estudios se deben

probablemente a que las condiciones de laboratorio son diferentes en todas las

regiones ademaacutes del uso en el presente ensayo de un master mix comercial que

incluye todos los componentes para la PCR cuantitativa como son ADN Taq

polimerasa dATP dGTP dCTP dTTP y MgCl2 a excepcioacuten del ADN de la

muestra los cebadores y agua Utilizar este master mix evita errores en el

alineamiento de los cebadores en la temperatura de disociacioacuten de las cadenas

tanto del templado como del producto de la PCR la especificad del producto la

formacioacuten de diacutemero de cebadores y en la inhibicioacuten de la Taq polimerasa por

altas concentraciones de KCl o NaCl (Martinez et al 2004)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 36

En cuanto a los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia

en la capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y

saproacutefitas Eacuteste se puso a prueba debido a su utilizacioacuten en los medios de cultivo

cuando se toman muestras en el campo Su eficacia radica en que se une de

forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial para la siacutentesis de

nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases nitrogenadas que

forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se puede replicar lo

que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002) el 5-fluoracilo no fue una

sustancia inhibidora de la PCR pues no provoca el bloqueo directo total o parcial

de la actividad cataliacutetica de la ADN polimerasa o inhibe la unioacuten directa al ADN de

doble cadena (Newsletter Microbial 2009)

La extraccioacuten de ADN se hizo por calentamiento y con el kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) con el fin de determinar cuaacutel de los meacutetodos era el maacutes

efectivo para la extraccioacuten resultando ser la extraccioacuten por calentamiento ya que

fue capaz de detectar 8 muestras de 19 mientras que con el kit de extraccioacuten soacutelo

se lograron identificar 2 de 8 muestras Aunque con este meacutetodo ademaacutes de ser

de menor costoso se obtiene mayores valores de concentracioacuten y rendimiento de

ADN en el menor tiempo aportaacutendole rapidez y simplicidad a la prueba la pureza

del mismo es baja La importancia del proceso de purificacioacuten del material

geneacutetico es recobrar el producto maacuteximo de ADN de alto peso molecular libre de

proteiacutenas fenol e inhibidores de la Taq polimerasa El ADN de alta calidad es un

prerrequisito para su uso en teacutecnicas de biologiacutea molecular en este caso PCR

para la identificacioacuten de las secuencias especificas de ADN mediante el uso de

cebadores no asiacute el ADN degradado no sustenta la integridad de los sitios

blancos para los cebadores y consecuentemente afectar la calidad de la PCR

(Rada et al 1998)

Ademaacutes de la extraccioacuten de ADN por calentamiento existen otras teacutecnicas como

son meacutetodo fenol-cloroformo meacutetodo del acetato de potasio meacutetodo del acetato

de potasio modificado y meacutetodo de bromuro de cetil-trimetil amonio cuya base

principal es provocar una lisis celular para inactivar las nucleasas celulares y

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 37

separar los aacutecidos nucleicos de los restos de ceacutelulas (Fraga et al 2004) (Velasco

2005)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 38

7 CONCLUSIOacuteN

El PCR multiplex fue capaz de diferenciar entre Leptospira saprofita y

patoacutegena

Se obtuvo una baja sensibilidad pero alta especificidad

El 5-fluoracilo no mostro alteracioacuten en el proceso de amplificacioacuten

La mezcla maacutes adecuada fue la mezcla 1 compuesta por Agua free

nucleasa 19 microl Master mix 16 microl cebador 1 (Lep F1) 2 microl cebador 2-5

(LepR1) 4 microl cebador 3 (PU1) 2 microl cebador 4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl

Se obtuvo una alta sensibilidad analiacutetica o liacutemite de deteccioacuten capaz de

detectar hasta 0012 ng de ADN

El meacutetodo de extraccioacuten maacutes efectivo fue por calentamiento que por el kit

de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 39

8 RECOMENDACIONES

Validar la teacutecnica con una poblacioacuten maacutes representativa

Publicar los resultados de esta investigacioacuten con el fin de seguir mejorando

el diagnoacutestico de leptospirosis por PCR

Promover el uso de la PCR para un diagnoacutestico raacutepido de leptospirosis en

animales domeacutesticos

Realizar estudios de las fuentes de agua para la caracterizacioacuten de las

zonas de riesgo

Estandarizar teacutecnicas de diagnoacutestico de campo para fortalecer los sistemas

de vigilancia activa

Ofrecer charlas a las poblaciones con mayor prevalencia de leptospirosis

sobre el papel que juegan los animales en la transmisioacuten de la enfermedad

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 40

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ANEXOS

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Kit de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

1 20 microl de proteinasa K en eppendorf

2 Agregar 200 microl de la muestra

3 Agregar 200 microl de buffer AL y bortear por 5 segundos

4 Incubar a 56 ordmC por 10 minutos

5 Centrifugar brevemente

6 Agregar 200 microl de etanol (96 ndash 100)

7 Pasar la mezcla del paso 6 y colocarlo en un tubo de ensayo colector

procurando no tocar los bordes y centrifugar a 8000 rpm por 1 minuto Cambiar el

tubo colector descartando el contenido

8 Agregar en el centro de la columna 500 microl de buffer AW1 Centrifugar por 8000

rpm por 1 minuto luego descartar tubo colector y el contenido cambiando a un

nuevo tubo colector

9 Agregar 500 microl de buffer AW2 en el centro de la membrana y centrifugar a

14000 rpm por 3 minutos

10 Pasar la columna a eppendorf y centrifugar a velocidad maacutexima por 1 minuto

11 Pasar la columna a eppendorf y agregar 100 microl de buffer AE incubar a

temperatura ambiente por 1 minuto luego centrifugar a 8000 rpm por un minuto

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 49

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 53

Tabla 4 Cepario de referencia de Holanda

Especie Serogrupo Serovar Cepa de referencia

L Interrogans

Australis Australis Ballico

Autumnalis Autumnalis Akiyami A

Betaviae Betaviae Swart

Canicola Canicola Hond Utrechit IV

Djasiman Djasiman Djasiman

Hebdomadis Hebdomadis Hebdomadis

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagica RGA

Icterohaemorrhagia Copenhageni M20

Icterohaemorrhagia Copenhageni Wijnberg

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagia Kantorowic

Pomona Pomona Pomona

Pyrogenes Pyrogenes Salinem

Sejroe Hardjo Hardjoprajitho

Sejroe Wolffi 3705

L Noguchi

Australis Nicaragua 1011

Lousiana Lousiana LSU 1945

Panama Panama CZ 214

L Biorgpetersenii

Ballum Castellones Castellon 3

Javanica Javanica Veldrat Batavia

Mini Mini Sari

Serjoe Serjoe M 84

Tarassovi Tarassovi Pereplitsin

L welii

Celledoni Celledoni Celledoni

Manhao Qingshui L 105

Sarnin Sarm 11 Sarnin

L Kirschneri

Cynopteri Cynopteri 3522 C

Grippotyphosa Grippotyphosa Moskva V

L Neyeri Ranarum Ranarum ICF

L Santarosal Sherman Shermani 1342 K

L Biflexa Semaranga Patoc Patoc 1

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 27

electroforesis en gel de agarosa del ADN Debido a que las endonucleasas de

restriccioacuten reconocen y se unen al ADN de doble cadena especiacuteficamente a la

secuencia 4 oacute 6 de pares de bases se genera un conjunto de fragmentos La

migracioacuten de estos fragmentos en gel de agarosa estaacute relacionada con el peso

molecular un patroacuten de bandas se puede ver en el gel por la luz ultravioleta siacute se

tintildeeron con bromuro de etidio o por autorradiografiacutea Estos modelos constituyen

una huella digital caracteriacutestico de cualquier ADN en particular (Marshall et al

1981)

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 28

4 MATERIAL Y MEacuteTODO

41 Tipo de estudio Ensayo de laboratorio

42 Cepas En este estudio se emplearon 30 cepas distribuidas en 24 serogrupos

de Leptospira proporcionados por Centro Nacional de Diagnoacutestico y Referencia

(CNDR)

43 Muestras Las condiciones de crecimiento para la Leptospira fueron de 28-

30degC durante siete diacuteas en el medio Ellinghaussen-McCullough-Johnson-Harris

(EMJH)

45 PCR cebadores y condiciones de amplificacioacuten

Los cebadores de oligonucleoacutetidos LepF1 PU1 y LepR1 que corresponden a las

posiciones 8461 a 8480 8720 a 8738 y 9334 a 9316 respectivamente fueron

disentildeados para unirse a regioacuten 23S del ADNr la cual corresponde a la secuencia

de Leptospira interrogans (patoacutegena)

Los cebadores SU1 y LepR1 fueron disentildeados para serovares de saproacutefitas que

corresponden a la posicioacuten 326 a 343 y 641 a 623 respectivamente basado en la

secuencia parcial del ADNr de Leptospira biflexa La secuencia de los cebadores

se demuestra en la tabla 1

Tabla1 Cebadores utilizados en la amplificacioacuten

Cebador Secuenciacioacuten 5` a 3` Especificidad Posicioacuten de la base

LepF1 GTTACCAAGCACAAGATTAG Leptospira spp 8461 - 8480

LepR1 TAGTCCCGATTACATTTTC Leptospira spp 9334 - 9316

PU1 TATCAGAGCCTT TTAATGG Patoacutegena 8720 - 8738

SU1 TTTAGGGTTAGCGTGGTA Saproacutefita 326 - 343

LepR1 TAGTCCCGATTACATTTTC Leptospira spp 641 - 623

El ADN de la Leptospira fue amplificado usando LepF1 (5

GTTACCAAGCACAAGATTAG 3) y LepR1 (5 TAGTCCCGATTACATTTTC 3)

Para la multiplex PCR fueron usado como cebadores internos PU1 (5

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 29

TATCAGAGCCTTTTAATGG 3) SU1 (5 TTTAGGGTTAGCGTGGTA 3) y LepR1

(5 TAGTCCCGATTACATTTTC 3)

Para la amplificacioacuten del ADN se utilizoacute como control positivo de patoacutegena la cepa

icterohaemorrhagiae mientras que como control de saproacutefita se utilizoacute la cepa

patoc ambas se encontraban en caldo de cultivo Ellinghausen-McCullough-

Johnson-Harris (EMJH) y como control negativo se utilizoacute agua libre de nucleasa

Los segmentos de ADN amplificado para patoacutegenas corresponde a 615 pb y para

saproacutefitas 316 pb (gen 23S ADNr) Esta amplificacioacuten fue realizada en el

termociclador Las condiciones de la PCR consistieron en 40 ciclos Una

desnaturalizacioacuten inicial fue de 94degC por 5 minutos Cada ciclo comprendioacute una

desnaturalizacioacuten a 94degC por 1 minuto temperatura de anneling a 50degC por 50

segundos y una extensioacuten a 72degC por 1 minuto El uacuteltimo paso fue la elongacioacuten a

72degC por 7 minutos

46 Paraacutemetros a probar en la estandarizacioacuten

461 Mezcla

Se sometieron a prueba tres tipos de mezcla cada una con concentraciones

distintas pero con un volumen final de 50 microl reflejadas en la tabla 2

Tabla 2 Mezclas de reactivos puestas a prueba

Componente Mezcla 1 Mezcla 2 Mezcla 3

Agua free nucleasa 19 microl 26 microl 14 microl

Master mix 16 microl 8 microl 16 microl

Cebador 1 (LepF1) 2 microl 2 microl 2 microl

Cebador 2-5 (LepR1) 4 microl 2 microl 4 microl

Cebador 3 (PU1) 2 microl 1 microl 2 microl

Cebador 4 (SU1) 2 microl 1 microl 2 microl

AND (muestral o control) 5 microl 10 microl 10 microl

Volumen final 50 microl 50 microl 50 microl

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 30

462 5-Fluoracilo

Se puso a prueba el papel que juega el 5-fluoracilo debido a su utilizacioacuten en los

medios de cultivo para evitar la contaminacioacuten bacteriana de las Leptospira

ademaacutes que permite un mejor crecimiento de eacutestas (WHO 1967) Su eficacia

radica en que se une de forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial

para la siacutentesis de nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases

nitrogenadas que forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se

puede replicar lo que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002)

463 Tipo de extraccioacuten de ADN

El ADN genoacutemico de las cepas de Leptospira y de las muestras sanguiacuteneas y

orina fue extraiacutedo de acuerdo a las instrucciones del kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) siguiendo los procedimientos de manufactura (ver anexo

1)

Se ensayaron extracciones por calentamiento a 90degC ndash 100degC por 20 minutos El

ADN extraiacutedo fue almacenado a -20deg C hasta su amplificacioacuten

464 Muestras fingidas

Se obtuvieron muestras de suero y orina de cada especie (canino bovino porcino

y equino) y se mezclaron con cepas de referencia proporcionados por el Centro

Nacional De Investigacioacuten de Holanda para posteriormente realizar PCR A cada

muestra se le realizoacute extracciones por calentamiento y por el kit de extraccioacuten

QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

47 Determinacioacuten del liacutemite de deteccioacuten

Se determinoacute al calcular la cantidad de ADN que capaz de detectar la teacutecnica en

un ml de muestras de sangre y orina para esto se realizoacute una serie de diluciones

(desde 11 hasta 110000000) de las muestras a partir de una concentracioacuten de

ADN conocida (120 ng)

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 31

48 Sensibilidad

Se sometieron 29 serovares patoacutegenas y 1 saproacutefita como controles positivos

proporcionados por Centro Nacional de Diagnoacutestico y Referencia

Se calculoacute la sensibilidad y el intervalo de confianza del 95 en el programa

EPIDAT 31 de acuerdo a la siguiente foacutermula

VP= Verdaderos positivos

FN= Falsos negativos

49 Especificidad

Se realizoacute un ensayo de especificidad utilizando ADN de 10 muestras con otras

cepas bacterianas diferentes a Leptospira que fueron inoculadas en medio EMJH

y suero para detectar falsos positivos el panel de muestras se describe en la

siguiente tabla

Tabla 3 Cepas bacterianas utilizadas para la determinacioacuten de la

especificidad

Cepa Nuacutemero de muestras

Staphyloccocus aureus 2

Escherichi coli 2

Salmonella spp 2

Proteus spp 2

Streptococcus pyogenes 2

Se calculoacute la especificidad y el correspondiente intervalo de confianza (95) en el

programa EPIDAT 31 de acuerdo a la siguiente foacutermula

VN= Verdaderas negativos

FP= Falso Positivos

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 32

5 RESULTADOS

De los 30 serovares que se sometieron al ensayo se detectaron 15 siendo

correspondiente a 12 serogrupos dentro los que se encuentran pomona e

icterohaemorrhagia dentro las patoacutegenas de importancia asiacute como el serogrupo

patoc de la saprofitas puesta a prueba Ver foto 1

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute ser la nuacutemero 1 compuesta por

Agua free nucleasa 19 microl Master mix 16 microl Primer 1 (Lep F1) 2 microl Primer 2-5

(LepR1) 4 microl Primer 3 (PU1) 2 microl Primer4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl Ver foto 2

En los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia en la

capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y saprofitas Ver

foto 2

La extraccioacuten maacutes adecuada resultoacute ser por calentamiento en la que se

identificaron 8 muestras de 19 mientras que las extracciones con el kit de

extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg) solo 2 muestras de 8 fueron

identificadas Ver foto 3

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten se encontroacute que la teacutecnica es capaz de identificar

una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira correspondiente a una

dilucioacuten 110000 Ver foto 4

En la determinacioacuten de la capacidad de la teacutecnica para detectar e identificar

Leptospira en muestras de campo se encontroacute que de 12 muestras de suero se

identificaron 3 mientras que de 13 muestras de orina fueron identificadas 5 Ver

foto 3

La sensibilidad mostrada fue de 50 IC 95 (3044 ndash 6956) mientras que la

especificidad fue de 100 IC 95 (95 ndash 100) con un valor predictivo positivos de

100 IC 95 (9667 ndash 100) y un valor predictivo negativo de 40 IC 95 (1880 ndash

6120) esto con una prevalencia de 75 IC 95 (6033 ndash 8967) mostrando un

Iacutendice de validez de 6550 IC 95 (4625 ndash 7875)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 33

6 DISCUSIOacuteN

Actualmente el meacutetodo para diagnosticar leptospirosis es la prueba de

Microaglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) pero esta resulta tediosa por la necesidad

de mantener las cepas lo que implica tambieacuten un riesgo potencial para el personal

de laboratorio ademaacutes no diferencia entre anticuerpos vacunales y de infeccioacuten

Otro meacutetodo directo de diagnoacutestico es el cultivo pero es limitado y requiere de

mucho tiempo (Alonso et al 2001)

Debido a las restricciones que generan estas pruebas diagnoacutesticas se ha

estandarizado una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y

patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos

En este estudio se sometieron 30 serovares al ensayo de los que se detectaron

15 correspondiente a 12 serogrupos amplificados mostrando una sensibilidad del

50 diferente a los resultados obtenidos por Ceacutespedes et al (2007) en cuyo

estudio la PCR pudo amplificar el ADN de 25 serovares de seis especies de

Leptospira spp con una sensibilidad del 100 in vitro Moreno et al (2010) mostroacute

un amplificado especiacutefico para 2122 cepas de referencia con la PCR simple

lipL32 mientras que la PCR muacuteltiple secYflaB amplificoacute 1822 cepas

Esta sensibilidad baja indica que la teacutecnica no es recomendada como una prueba

de tamizaje ya que ademaacutes del alto costo no es capaz de detectar a toda la

poblacioacuten infectada en cambio la especificidad que se obtuvo fue del 100

demostrada con el uso de ADN de otros agentes patoacutegenos (Staphyloccocus

Aureus Escherichi coli Salmonella spp Proteus spp y Streptococcus pyogenes)

los cuales no fueron amplificados Esto coincide con los ensayo realizado por

Ceacutespedes et al (2007) Moreno et al (2010) Kositanont et al (2007) y Boonsilp et al

(2011) los cuales muestran una especificad del 100 al no obtener amplificado del

ADN de otras cepas patoacutegenas que causan enfermedades febriles en sus paiacuteses

La causa de una especificidad tan alta de la reaccioacuten se debe a las secuencias

nucleotiacutedicas especiacuteficas formadas por los oligonucleoacutetidos (cebadores) LepF1 (5rsquo

GTTACCAAGCACAAGATTAG 3rsquo) LepR1 (5rsquo TAGTCCCGATTACATTTTC 3rsquo)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 34

PU1 (5rsquo TATCAGAGCCTTTTAATGG 3rsquo) y SU1 (5rsquo TTTAGGGTTAGCGTGGTA 3rsquo)

que fueron disentildeados para detectar secuencias nucleotiacutedicas especiacuteficas en este

caso el genoma de Leptospira spp (OIE 2006) Tambieacuten se debe tomar en cuenta

que la especificidad de la PCR depende ademaacutes de la temperatura empleada en

la fase de hibridacioacuten y de la cantidad de iones divalentes que se incorporan a la

reaccioacuten Cuanto mayor sea la temperatura utilizada en la fase de hibridacioacuten maacutes

especiacutefica es la reaccioacuten Esto se debe a que a mayor temperatura maacutes dificultada

se ve la unioacuten entre el cebador y la cadena molde en condiciones de

temperaturas de hibridacioacuten elevadas el cebador soacutelo se uniraacute a la cadena molde

si son complementarios en todos sus nucleoacutetidos (McPherson et al 1991)

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten por la diluciones de ADN puro (120ng) de L

interrogans serovar Australis se obtuvo un producto de 615pb hasta la dilucioacuten

110000 correspondiente a una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira

lo que coincide con la investigacioacuten realizada por Moreno et al (2010) cuyo liacutemite

de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR simple lipL32 obtuvo productos especiacuteficos

de 423 pb L interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten

110000 pero para el caso del liacutemite de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR

muacuteltiple secYflaB se obtuvieron productos especiacuteficos de 285 pb y 793 pb de L

interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten 1100 para secY y

11000 para flaB Estas diluciones se hicieron a partir de 120 ng de ADN extraiacutedo

de la cepa de referencia de Leptospira

El liacutemite de deteccioacuten para la PCR muacuteltiple indica una alta sensibilidad analiacutetica en

condiciones de PCR real esto lo posiciona como un meacutetodo de diagnoacutestico

molecular de eleccioacuten para estudios posteriores que busquen validar su uso

potencial para el diagnoacutestico de leptospirosis (Levett et al 2005)

La teacutecnica fue capaz de identificar Leptospira patoacutegena y saproacutefita lo que coincide

con el estudio de Kositanont et al (2007) que muestran resultados similares esto

se atribuye al uso de los cebadores especiacuteficos para la amplificacioacuten de genes

conservados en cepas patoacutegenas y saprofitas Otros estudios como los realizados

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 35

por Cheema et al (2007) Moreno et al (2010) y Rosario et al (2012) no

lograron detectar Leptospira saprofitas soacutelo patoacutegenas pues en ese estudio se

implicoacute solamente los genes conservados en cepas patoacutegenas de Leptospira La

inhabilidad de poder diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y no patoacutegenas puede

ser una dificultad en estudios ambientales donde se quiera diferenciar entre los

distintos serovares sin embargo no tiene importancia en el aspecto cliacutenico pues

no se aiacutesla Leptospira saprofitas en muestras animales (Ceacutespedes et al 2010)

Sin embargo otros estudios (Ibaacutentildeez et al 2010)) han mostrado anticuerpos contra

Leptospira sp serovariedad patoc en 1159 monos Rhesus (Macaca mulatta) en

condiciones de cautiverio Con tiacutetulos que variaron de 120 a 180 Silva et al

(2010) recogioacute muestra de 388 animales (aves reptiles mamiacuteferos y peces) tanto

salvajes como en cautiverio resultando positivo a MAT el 265 de los animales

Los tiacutetulos seroloacutegicos predominante fueron de 140 y 180 para los serotipos

patoc andamana canicola icterohaemorrhagiae y panamaacute

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute estar compuesta por 19 microl de Agua

free nucleasa 16 microl de GoTaqreg qPCR Master Mix 2 microl de cada uno de los

iniciadores (Lep F1 Lep R1 PU1 SU1 y Lep R1) a una concentracioacuten de 100

[Pmol] y 5 microl de ADN a un volumen final de 50 microl con una amplificacioacuten de 40

ciclos En una publicacioacuten similar realizada por Kosinatont et al (2007) utilizan 5microl

de buffer PCR 8 microl de MgCl2 1microl de cada iniciador a 20 [Pmol] y 5 microl de ADN a un

volumen final de 50microl Las condiciones de PCR consistieron de 35 ciclos Las

diferentes concentraciones de reactivos en ambos estudios se deben

probablemente a que las condiciones de laboratorio son diferentes en todas las

regiones ademaacutes del uso en el presente ensayo de un master mix comercial que

incluye todos los componentes para la PCR cuantitativa como son ADN Taq

polimerasa dATP dGTP dCTP dTTP y MgCl2 a excepcioacuten del ADN de la

muestra los cebadores y agua Utilizar este master mix evita errores en el

alineamiento de los cebadores en la temperatura de disociacioacuten de las cadenas

tanto del templado como del producto de la PCR la especificad del producto la

formacioacuten de diacutemero de cebadores y en la inhibicioacuten de la Taq polimerasa por

altas concentraciones de KCl o NaCl (Martinez et al 2004)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 36

En cuanto a los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia

en la capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y

saproacutefitas Eacuteste se puso a prueba debido a su utilizacioacuten en los medios de cultivo

cuando se toman muestras en el campo Su eficacia radica en que se une de

forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial para la siacutentesis de

nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases nitrogenadas que

forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se puede replicar lo

que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002) el 5-fluoracilo no fue una

sustancia inhibidora de la PCR pues no provoca el bloqueo directo total o parcial

de la actividad cataliacutetica de la ADN polimerasa o inhibe la unioacuten directa al ADN de

doble cadena (Newsletter Microbial 2009)

La extraccioacuten de ADN se hizo por calentamiento y con el kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) con el fin de determinar cuaacutel de los meacutetodos era el maacutes

efectivo para la extraccioacuten resultando ser la extraccioacuten por calentamiento ya que

fue capaz de detectar 8 muestras de 19 mientras que con el kit de extraccioacuten soacutelo

se lograron identificar 2 de 8 muestras Aunque con este meacutetodo ademaacutes de ser

de menor costoso se obtiene mayores valores de concentracioacuten y rendimiento de

ADN en el menor tiempo aportaacutendole rapidez y simplicidad a la prueba la pureza

del mismo es baja La importancia del proceso de purificacioacuten del material

geneacutetico es recobrar el producto maacuteximo de ADN de alto peso molecular libre de

proteiacutenas fenol e inhibidores de la Taq polimerasa El ADN de alta calidad es un

prerrequisito para su uso en teacutecnicas de biologiacutea molecular en este caso PCR

para la identificacioacuten de las secuencias especificas de ADN mediante el uso de

cebadores no asiacute el ADN degradado no sustenta la integridad de los sitios

blancos para los cebadores y consecuentemente afectar la calidad de la PCR

(Rada et al 1998)

Ademaacutes de la extraccioacuten de ADN por calentamiento existen otras teacutecnicas como

son meacutetodo fenol-cloroformo meacutetodo del acetato de potasio meacutetodo del acetato

de potasio modificado y meacutetodo de bromuro de cetil-trimetil amonio cuya base

principal es provocar una lisis celular para inactivar las nucleasas celulares y

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 37

separar los aacutecidos nucleicos de los restos de ceacutelulas (Fraga et al 2004) (Velasco

2005)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 38

7 CONCLUSIOacuteN

El PCR multiplex fue capaz de diferenciar entre Leptospira saprofita y

patoacutegena

Se obtuvo una baja sensibilidad pero alta especificidad

El 5-fluoracilo no mostro alteracioacuten en el proceso de amplificacioacuten

La mezcla maacutes adecuada fue la mezcla 1 compuesta por Agua free

nucleasa 19 microl Master mix 16 microl cebador 1 (Lep F1) 2 microl cebador 2-5

(LepR1) 4 microl cebador 3 (PU1) 2 microl cebador 4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl

Se obtuvo una alta sensibilidad analiacutetica o liacutemite de deteccioacuten capaz de

detectar hasta 0012 ng de ADN

El meacutetodo de extraccioacuten maacutes efectivo fue por calentamiento que por el kit

de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 39

8 RECOMENDACIONES

Validar la teacutecnica con una poblacioacuten maacutes representativa

Publicar los resultados de esta investigacioacuten con el fin de seguir mejorando

el diagnoacutestico de leptospirosis por PCR

Promover el uso de la PCR para un diagnoacutestico raacutepido de leptospirosis en

animales domeacutesticos

Realizar estudios de las fuentes de agua para la caracterizacioacuten de las

zonas de riesgo

Estandarizar teacutecnicas de diagnoacutestico de campo para fortalecer los sistemas

de vigilancia activa

Ofrecer charlas a las poblaciones con mayor prevalencia de leptospirosis

sobre el papel que juegan los animales en la transmisioacuten de la enfermedad

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 40

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Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 47

ANEXOS

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 48

Kit de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

1 20 microl de proteinasa K en eppendorf

2 Agregar 200 microl de la muestra

3 Agregar 200 microl de buffer AL y bortear por 5 segundos

4 Incubar a 56 ordmC por 10 minutos

5 Centrifugar brevemente

6 Agregar 200 microl de etanol (96 ndash 100)

7 Pasar la mezcla del paso 6 y colocarlo en un tubo de ensayo colector

procurando no tocar los bordes y centrifugar a 8000 rpm por 1 minuto Cambiar el

tubo colector descartando el contenido

8 Agregar en el centro de la columna 500 microl de buffer AW1 Centrifugar por 8000

rpm por 1 minuto luego descartar tubo colector y el contenido cambiando a un

nuevo tubo colector

9 Agregar 500 microl de buffer AW2 en el centro de la membrana y centrifugar a

14000 rpm por 3 minutos

10 Pasar la columna a eppendorf y centrifugar a velocidad maacutexima por 1 minuto

11 Pasar la columna a eppendorf y agregar 100 microl de buffer AE incubar a

temperatura ambiente por 1 minuto luego centrifugar a 8000 rpm por un minuto

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 53

Tabla 4 Cepario de referencia de Holanda

Especie Serogrupo Serovar Cepa de referencia

L Interrogans

Australis Australis Ballico

Autumnalis Autumnalis Akiyami A

Betaviae Betaviae Swart

Canicola Canicola Hond Utrechit IV

Djasiman Djasiman Djasiman

Hebdomadis Hebdomadis Hebdomadis

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagica RGA

Icterohaemorrhagia Copenhageni M20

Icterohaemorrhagia Copenhageni Wijnberg

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagia Kantorowic

Pomona Pomona Pomona

Pyrogenes Pyrogenes Salinem

Sejroe Hardjo Hardjoprajitho

Sejroe Wolffi 3705

L Noguchi

Australis Nicaragua 1011

Lousiana Lousiana LSU 1945

Panama Panama CZ 214

L Biorgpetersenii

Ballum Castellones Castellon 3

Javanica Javanica Veldrat Batavia

Mini Mini Sari

Serjoe Serjoe M 84

Tarassovi Tarassovi Pereplitsin

L welii

Celledoni Celledoni Celledoni

Manhao Qingshui L 105

Sarnin Sarm 11 Sarnin

L Kirschneri

Cynopteri Cynopteri 3522 C

Grippotyphosa Grippotyphosa Moskva V

L Neyeri Ranarum Ranarum ICF

L Santarosal Sherman Shermani 1342 K

L Biflexa Semaranga Patoc Patoc 1

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 28

4 MATERIAL Y MEacuteTODO

41 Tipo de estudio Ensayo de laboratorio

42 Cepas En este estudio se emplearon 30 cepas distribuidas en 24 serogrupos

de Leptospira proporcionados por Centro Nacional de Diagnoacutestico y Referencia

(CNDR)

43 Muestras Las condiciones de crecimiento para la Leptospira fueron de 28-

30degC durante siete diacuteas en el medio Ellinghaussen-McCullough-Johnson-Harris

(EMJH)

45 PCR cebadores y condiciones de amplificacioacuten

Los cebadores de oligonucleoacutetidos LepF1 PU1 y LepR1 que corresponden a las

posiciones 8461 a 8480 8720 a 8738 y 9334 a 9316 respectivamente fueron

disentildeados para unirse a regioacuten 23S del ADNr la cual corresponde a la secuencia

de Leptospira interrogans (patoacutegena)

Los cebadores SU1 y LepR1 fueron disentildeados para serovares de saproacutefitas que

corresponden a la posicioacuten 326 a 343 y 641 a 623 respectivamente basado en la

secuencia parcial del ADNr de Leptospira biflexa La secuencia de los cebadores

se demuestra en la tabla 1

Tabla1 Cebadores utilizados en la amplificacioacuten

Cebador Secuenciacioacuten 5` a 3` Especificidad Posicioacuten de la base

LepF1 GTTACCAAGCACAAGATTAG Leptospira spp 8461 - 8480

LepR1 TAGTCCCGATTACATTTTC Leptospira spp 9334 - 9316

PU1 TATCAGAGCCTT TTAATGG Patoacutegena 8720 - 8738

SU1 TTTAGGGTTAGCGTGGTA Saproacutefita 326 - 343

LepR1 TAGTCCCGATTACATTTTC Leptospira spp 641 - 623

El ADN de la Leptospira fue amplificado usando LepF1 (5

GTTACCAAGCACAAGATTAG 3) y LepR1 (5 TAGTCCCGATTACATTTTC 3)

Para la multiplex PCR fueron usado como cebadores internos PU1 (5

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 29

TATCAGAGCCTTTTAATGG 3) SU1 (5 TTTAGGGTTAGCGTGGTA 3) y LepR1

(5 TAGTCCCGATTACATTTTC 3)

Para la amplificacioacuten del ADN se utilizoacute como control positivo de patoacutegena la cepa

icterohaemorrhagiae mientras que como control de saproacutefita se utilizoacute la cepa

patoc ambas se encontraban en caldo de cultivo Ellinghausen-McCullough-

Johnson-Harris (EMJH) y como control negativo se utilizoacute agua libre de nucleasa

Los segmentos de ADN amplificado para patoacutegenas corresponde a 615 pb y para

saproacutefitas 316 pb (gen 23S ADNr) Esta amplificacioacuten fue realizada en el

termociclador Las condiciones de la PCR consistieron en 40 ciclos Una

desnaturalizacioacuten inicial fue de 94degC por 5 minutos Cada ciclo comprendioacute una

desnaturalizacioacuten a 94degC por 1 minuto temperatura de anneling a 50degC por 50

segundos y una extensioacuten a 72degC por 1 minuto El uacuteltimo paso fue la elongacioacuten a

72degC por 7 minutos

46 Paraacutemetros a probar en la estandarizacioacuten

461 Mezcla

Se sometieron a prueba tres tipos de mezcla cada una con concentraciones

distintas pero con un volumen final de 50 microl reflejadas en la tabla 2

Tabla 2 Mezclas de reactivos puestas a prueba

Componente Mezcla 1 Mezcla 2 Mezcla 3

Agua free nucleasa 19 microl 26 microl 14 microl

Master mix 16 microl 8 microl 16 microl

Cebador 1 (LepF1) 2 microl 2 microl 2 microl

Cebador 2-5 (LepR1) 4 microl 2 microl 4 microl

Cebador 3 (PU1) 2 microl 1 microl 2 microl

Cebador 4 (SU1) 2 microl 1 microl 2 microl

AND (muestral o control) 5 microl 10 microl 10 microl

Volumen final 50 microl 50 microl 50 microl

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 30

462 5-Fluoracilo

Se puso a prueba el papel que juega el 5-fluoracilo debido a su utilizacioacuten en los

medios de cultivo para evitar la contaminacioacuten bacteriana de las Leptospira

ademaacutes que permite un mejor crecimiento de eacutestas (WHO 1967) Su eficacia

radica en que se une de forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial

para la siacutentesis de nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases

nitrogenadas que forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se

puede replicar lo que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002)

463 Tipo de extraccioacuten de ADN

El ADN genoacutemico de las cepas de Leptospira y de las muestras sanguiacuteneas y

orina fue extraiacutedo de acuerdo a las instrucciones del kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) siguiendo los procedimientos de manufactura (ver anexo

1)

Se ensayaron extracciones por calentamiento a 90degC ndash 100degC por 20 minutos El

ADN extraiacutedo fue almacenado a -20deg C hasta su amplificacioacuten

464 Muestras fingidas

Se obtuvieron muestras de suero y orina de cada especie (canino bovino porcino

y equino) y se mezclaron con cepas de referencia proporcionados por el Centro

Nacional De Investigacioacuten de Holanda para posteriormente realizar PCR A cada

muestra se le realizoacute extracciones por calentamiento y por el kit de extraccioacuten

QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

47 Determinacioacuten del liacutemite de deteccioacuten

Se determinoacute al calcular la cantidad de ADN que capaz de detectar la teacutecnica en

un ml de muestras de sangre y orina para esto se realizoacute una serie de diluciones

(desde 11 hasta 110000000) de las muestras a partir de una concentracioacuten de

ADN conocida (120 ng)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 31

48 Sensibilidad

Se sometieron 29 serovares patoacutegenas y 1 saproacutefita como controles positivos

proporcionados por Centro Nacional de Diagnoacutestico y Referencia

Se calculoacute la sensibilidad y el intervalo de confianza del 95 en el programa

EPIDAT 31 de acuerdo a la siguiente foacutermula

VP= Verdaderos positivos

FN= Falsos negativos

49 Especificidad

Se realizoacute un ensayo de especificidad utilizando ADN de 10 muestras con otras

cepas bacterianas diferentes a Leptospira que fueron inoculadas en medio EMJH

y suero para detectar falsos positivos el panel de muestras se describe en la

siguiente tabla

Tabla 3 Cepas bacterianas utilizadas para la determinacioacuten de la

especificidad

Cepa Nuacutemero de muestras

Staphyloccocus aureus 2

Escherichi coli 2

Salmonella spp 2

Proteus spp 2

Streptococcus pyogenes 2

Se calculoacute la especificidad y el correspondiente intervalo de confianza (95) en el

programa EPIDAT 31 de acuerdo a la siguiente foacutermula

VN= Verdaderas negativos

FP= Falso Positivos

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 32

5 RESULTADOS

De los 30 serovares que se sometieron al ensayo se detectaron 15 siendo

correspondiente a 12 serogrupos dentro los que se encuentran pomona e

icterohaemorrhagia dentro las patoacutegenas de importancia asiacute como el serogrupo

patoc de la saprofitas puesta a prueba Ver foto 1

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute ser la nuacutemero 1 compuesta por

Agua free nucleasa 19 microl Master mix 16 microl Primer 1 (Lep F1) 2 microl Primer 2-5

(LepR1) 4 microl Primer 3 (PU1) 2 microl Primer4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl Ver foto 2

En los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia en la

capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y saprofitas Ver

foto 2

La extraccioacuten maacutes adecuada resultoacute ser por calentamiento en la que se

identificaron 8 muestras de 19 mientras que las extracciones con el kit de

extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg) solo 2 muestras de 8 fueron

identificadas Ver foto 3

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten se encontroacute que la teacutecnica es capaz de identificar

una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira correspondiente a una

dilucioacuten 110000 Ver foto 4

En la determinacioacuten de la capacidad de la teacutecnica para detectar e identificar

Leptospira en muestras de campo se encontroacute que de 12 muestras de suero se

identificaron 3 mientras que de 13 muestras de orina fueron identificadas 5 Ver

foto 3

La sensibilidad mostrada fue de 50 IC 95 (3044 ndash 6956) mientras que la

especificidad fue de 100 IC 95 (95 ndash 100) con un valor predictivo positivos de

100 IC 95 (9667 ndash 100) y un valor predictivo negativo de 40 IC 95 (1880 ndash

6120) esto con una prevalencia de 75 IC 95 (6033 ndash 8967) mostrando un

Iacutendice de validez de 6550 IC 95 (4625 ndash 7875)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 33

6 DISCUSIOacuteN

Actualmente el meacutetodo para diagnosticar leptospirosis es la prueba de

Microaglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) pero esta resulta tediosa por la necesidad

de mantener las cepas lo que implica tambieacuten un riesgo potencial para el personal

de laboratorio ademaacutes no diferencia entre anticuerpos vacunales y de infeccioacuten

Otro meacutetodo directo de diagnoacutestico es el cultivo pero es limitado y requiere de

mucho tiempo (Alonso et al 2001)

Debido a las restricciones que generan estas pruebas diagnoacutesticas se ha

estandarizado una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y

patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos

En este estudio se sometieron 30 serovares al ensayo de los que se detectaron

15 correspondiente a 12 serogrupos amplificados mostrando una sensibilidad del

50 diferente a los resultados obtenidos por Ceacutespedes et al (2007) en cuyo

estudio la PCR pudo amplificar el ADN de 25 serovares de seis especies de

Leptospira spp con una sensibilidad del 100 in vitro Moreno et al (2010) mostroacute

un amplificado especiacutefico para 2122 cepas de referencia con la PCR simple

lipL32 mientras que la PCR muacuteltiple secYflaB amplificoacute 1822 cepas

Esta sensibilidad baja indica que la teacutecnica no es recomendada como una prueba

de tamizaje ya que ademaacutes del alto costo no es capaz de detectar a toda la

poblacioacuten infectada en cambio la especificidad que se obtuvo fue del 100

demostrada con el uso de ADN de otros agentes patoacutegenos (Staphyloccocus

Aureus Escherichi coli Salmonella spp Proteus spp y Streptococcus pyogenes)

los cuales no fueron amplificados Esto coincide con los ensayo realizado por

Ceacutespedes et al (2007) Moreno et al (2010) Kositanont et al (2007) y Boonsilp et al

(2011) los cuales muestran una especificad del 100 al no obtener amplificado del

ADN de otras cepas patoacutegenas que causan enfermedades febriles en sus paiacuteses

La causa de una especificidad tan alta de la reaccioacuten se debe a las secuencias

nucleotiacutedicas especiacuteficas formadas por los oligonucleoacutetidos (cebadores) LepF1 (5rsquo

GTTACCAAGCACAAGATTAG 3rsquo) LepR1 (5rsquo TAGTCCCGATTACATTTTC 3rsquo)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 34

PU1 (5rsquo TATCAGAGCCTTTTAATGG 3rsquo) y SU1 (5rsquo TTTAGGGTTAGCGTGGTA 3rsquo)

que fueron disentildeados para detectar secuencias nucleotiacutedicas especiacuteficas en este

caso el genoma de Leptospira spp (OIE 2006) Tambieacuten se debe tomar en cuenta

que la especificidad de la PCR depende ademaacutes de la temperatura empleada en

la fase de hibridacioacuten y de la cantidad de iones divalentes que se incorporan a la

reaccioacuten Cuanto mayor sea la temperatura utilizada en la fase de hibridacioacuten maacutes

especiacutefica es la reaccioacuten Esto se debe a que a mayor temperatura maacutes dificultada

se ve la unioacuten entre el cebador y la cadena molde en condiciones de

temperaturas de hibridacioacuten elevadas el cebador soacutelo se uniraacute a la cadena molde

si son complementarios en todos sus nucleoacutetidos (McPherson et al 1991)

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten por la diluciones de ADN puro (120ng) de L

interrogans serovar Australis se obtuvo un producto de 615pb hasta la dilucioacuten

110000 correspondiente a una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira

lo que coincide con la investigacioacuten realizada por Moreno et al (2010) cuyo liacutemite

de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR simple lipL32 obtuvo productos especiacuteficos

de 423 pb L interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten

110000 pero para el caso del liacutemite de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR

muacuteltiple secYflaB se obtuvieron productos especiacuteficos de 285 pb y 793 pb de L

interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten 1100 para secY y

11000 para flaB Estas diluciones se hicieron a partir de 120 ng de ADN extraiacutedo

de la cepa de referencia de Leptospira

El liacutemite de deteccioacuten para la PCR muacuteltiple indica una alta sensibilidad analiacutetica en

condiciones de PCR real esto lo posiciona como un meacutetodo de diagnoacutestico

molecular de eleccioacuten para estudios posteriores que busquen validar su uso

potencial para el diagnoacutestico de leptospirosis (Levett et al 2005)

La teacutecnica fue capaz de identificar Leptospira patoacutegena y saproacutefita lo que coincide

con el estudio de Kositanont et al (2007) que muestran resultados similares esto

se atribuye al uso de los cebadores especiacuteficos para la amplificacioacuten de genes

conservados en cepas patoacutegenas y saprofitas Otros estudios como los realizados

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 35

por Cheema et al (2007) Moreno et al (2010) y Rosario et al (2012) no

lograron detectar Leptospira saprofitas soacutelo patoacutegenas pues en ese estudio se

implicoacute solamente los genes conservados en cepas patoacutegenas de Leptospira La

inhabilidad de poder diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y no patoacutegenas puede

ser una dificultad en estudios ambientales donde se quiera diferenciar entre los

distintos serovares sin embargo no tiene importancia en el aspecto cliacutenico pues

no se aiacutesla Leptospira saprofitas en muestras animales (Ceacutespedes et al 2010)

Sin embargo otros estudios (Ibaacutentildeez et al 2010)) han mostrado anticuerpos contra

Leptospira sp serovariedad patoc en 1159 monos Rhesus (Macaca mulatta) en

condiciones de cautiverio Con tiacutetulos que variaron de 120 a 180 Silva et al

(2010) recogioacute muestra de 388 animales (aves reptiles mamiacuteferos y peces) tanto

salvajes como en cautiverio resultando positivo a MAT el 265 de los animales

Los tiacutetulos seroloacutegicos predominante fueron de 140 y 180 para los serotipos

patoc andamana canicola icterohaemorrhagiae y panamaacute

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute estar compuesta por 19 microl de Agua

free nucleasa 16 microl de GoTaqreg qPCR Master Mix 2 microl de cada uno de los

iniciadores (Lep F1 Lep R1 PU1 SU1 y Lep R1) a una concentracioacuten de 100

[Pmol] y 5 microl de ADN a un volumen final de 50 microl con una amplificacioacuten de 40

ciclos En una publicacioacuten similar realizada por Kosinatont et al (2007) utilizan 5microl

de buffer PCR 8 microl de MgCl2 1microl de cada iniciador a 20 [Pmol] y 5 microl de ADN a un

volumen final de 50microl Las condiciones de PCR consistieron de 35 ciclos Las

diferentes concentraciones de reactivos en ambos estudios se deben

probablemente a que las condiciones de laboratorio son diferentes en todas las

regiones ademaacutes del uso en el presente ensayo de un master mix comercial que

incluye todos los componentes para la PCR cuantitativa como son ADN Taq

polimerasa dATP dGTP dCTP dTTP y MgCl2 a excepcioacuten del ADN de la

muestra los cebadores y agua Utilizar este master mix evita errores en el

alineamiento de los cebadores en la temperatura de disociacioacuten de las cadenas

tanto del templado como del producto de la PCR la especificad del producto la

formacioacuten de diacutemero de cebadores y en la inhibicioacuten de la Taq polimerasa por

altas concentraciones de KCl o NaCl (Martinez et al 2004)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 36

En cuanto a los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia

en la capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y

saproacutefitas Eacuteste se puso a prueba debido a su utilizacioacuten en los medios de cultivo

cuando se toman muestras en el campo Su eficacia radica en que se une de

forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial para la siacutentesis de

nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases nitrogenadas que

forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se puede replicar lo

que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002) el 5-fluoracilo no fue una

sustancia inhibidora de la PCR pues no provoca el bloqueo directo total o parcial

de la actividad cataliacutetica de la ADN polimerasa o inhibe la unioacuten directa al ADN de

doble cadena (Newsletter Microbial 2009)

La extraccioacuten de ADN se hizo por calentamiento y con el kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) con el fin de determinar cuaacutel de los meacutetodos era el maacutes

efectivo para la extraccioacuten resultando ser la extraccioacuten por calentamiento ya que

fue capaz de detectar 8 muestras de 19 mientras que con el kit de extraccioacuten soacutelo

se lograron identificar 2 de 8 muestras Aunque con este meacutetodo ademaacutes de ser

de menor costoso se obtiene mayores valores de concentracioacuten y rendimiento de

ADN en el menor tiempo aportaacutendole rapidez y simplicidad a la prueba la pureza

del mismo es baja La importancia del proceso de purificacioacuten del material

geneacutetico es recobrar el producto maacuteximo de ADN de alto peso molecular libre de

proteiacutenas fenol e inhibidores de la Taq polimerasa El ADN de alta calidad es un

prerrequisito para su uso en teacutecnicas de biologiacutea molecular en este caso PCR

para la identificacioacuten de las secuencias especificas de ADN mediante el uso de

cebadores no asiacute el ADN degradado no sustenta la integridad de los sitios

blancos para los cebadores y consecuentemente afectar la calidad de la PCR

(Rada et al 1998)

Ademaacutes de la extraccioacuten de ADN por calentamiento existen otras teacutecnicas como

son meacutetodo fenol-cloroformo meacutetodo del acetato de potasio meacutetodo del acetato

de potasio modificado y meacutetodo de bromuro de cetil-trimetil amonio cuya base

principal es provocar una lisis celular para inactivar las nucleasas celulares y

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 37

separar los aacutecidos nucleicos de los restos de ceacutelulas (Fraga et al 2004) (Velasco

2005)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 38

7 CONCLUSIOacuteN

El PCR multiplex fue capaz de diferenciar entre Leptospira saprofita y

patoacutegena

Se obtuvo una baja sensibilidad pero alta especificidad

El 5-fluoracilo no mostro alteracioacuten en el proceso de amplificacioacuten

La mezcla maacutes adecuada fue la mezcla 1 compuesta por Agua free

nucleasa 19 microl Master mix 16 microl cebador 1 (Lep F1) 2 microl cebador 2-5

(LepR1) 4 microl cebador 3 (PU1) 2 microl cebador 4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl

Se obtuvo una alta sensibilidad analiacutetica o liacutemite de deteccioacuten capaz de

detectar hasta 0012 ng de ADN

El meacutetodo de extraccioacuten maacutes efectivo fue por calentamiento que por el kit

de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 39

8 RECOMENDACIONES

Validar la teacutecnica con una poblacioacuten maacutes representativa

Publicar los resultados de esta investigacioacuten con el fin de seguir mejorando

el diagnoacutestico de leptospirosis por PCR

Promover el uso de la PCR para un diagnoacutestico raacutepido de leptospirosis en

animales domeacutesticos

Realizar estudios de las fuentes de agua para la caracterizacioacuten de las

zonas de riesgo

Estandarizar teacutecnicas de diagnoacutestico de campo para fortalecer los sistemas

de vigilancia activa

Ofrecer charlas a las poblaciones con mayor prevalencia de leptospirosis

sobre el papel que juegan los animales en la transmisioacuten de la enfermedad

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 40

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ANEXOS

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Kit de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

1 20 microl de proteinasa K en eppendorf

2 Agregar 200 microl de la muestra

3 Agregar 200 microl de buffer AL y bortear por 5 segundos

4 Incubar a 56 ordmC por 10 minutos

5 Centrifugar brevemente

6 Agregar 200 microl de etanol (96 ndash 100)

7 Pasar la mezcla del paso 6 y colocarlo en un tubo de ensayo colector

procurando no tocar los bordes y centrifugar a 8000 rpm por 1 minuto Cambiar el

tubo colector descartando el contenido

8 Agregar en el centro de la columna 500 microl de buffer AW1 Centrifugar por 8000

rpm por 1 minuto luego descartar tubo colector y el contenido cambiando a un

nuevo tubo colector

9 Agregar 500 microl de buffer AW2 en el centro de la membrana y centrifugar a

14000 rpm por 3 minutos

10 Pasar la columna a eppendorf y centrifugar a velocidad maacutexima por 1 minuto

11 Pasar la columna a eppendorf y agregar 100 microl de buffer AE incubar a

temperatura ambiente por 1 minuto luego centrifugar a 8000 rpm por un minuto

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Tabla 4 Cepario de referencia de Holanda

Especie Serogrupo Serovar Cepa de referencia

L Interrogans

Australis Australis Ballico

Autumnalis Autumnalis Akiyami A

Betaviae Betaviae Swart

Canicola Canicola Hond Utrechit IV

Djasiman Djasiman Djasiman

Hebdomadis Hebdomadis Hebdomadis

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagica RGA

Icterohaemorrhagia Copenhageni M20

Icterohaemorrhagia Copenhageni Wijnberg

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagia Kantorowic

Pomona Pomona Pomona

Pyrogenes Pyrogenes Salinem

Sejroe Hardjo Hardjoprajitho

Sejroe Wolffi 3705

L Noguchi

Australis Nicaragua 1011

Lousiana Lousiana LSU 1945

Panama Panama CZ 214

L Biorgpetersenii

Ballum Castellones Castellon 3

Javanica Javanica Veldrat Batavia

Mini Mini Sari

Serjoe Serjoe M 84

Tarassovi Tarassovi Pereplitsin

L welii

Celledoni Celledoni Celledoni

Manhao Qingshui L 105

Sarnin Sarm 11 Sarnin

L Kirschneri

Cynopteri Cynopteri 3522 C

Grippotyphosa Grippotyphosa Moskva V

L Neyeri Ranarum Ranarum ICF

L Santarosal Sherman Shermani 1342 K

L Biflexa Semaranga Patoc Patoc 1

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 29

TATCAGAGCCTTTTAATGG 3) SU1 (5 TTTAGGGTTAGCGTGGTA 3) y LepR1

(5 TAGTCCCGATTACATTTTC 3)

Para la amplificacioacuten del ADN se utilizoacute como control positivo de patoacutegena la cepa

icterohaemorrhagiae mientras que como control de saproacutefita se utilizoacute la cepa

patoc ambas se encontraban en caldo de cultivo Ellinghausen-McCullough-

Johnson-Harris (EMJH) y como control negativo se utilizoacute agua libre de nucleasa

Los segmentos de ADN amplificado para patoacutegenas corresponde a 615 pb y para

saproacutefitas 316 pb (gen 23S ADNr) Esta amplificacioacuten fue realizada en el

termociclador Las condiciones de la PCR consistieron en 40 ciclos Una

desnaturalizacioacuten inicial fue de 94degC por 5 minutos Cada ciclo comprendioacute una

desnaturalizacioacuten a 94degC por 1 minuto temperatura de anneling a 50degC por 50

segundos y una extensioacuten a 72degC por 1 minuto El uacuteltimo paso fue la elongacioacuten a

72degC por 7 minutos

46 Paraacutemetros a probar en la estandarizacioacuten

461 Mezcla

Se sometieron a prueba tres tipos de mezcla cada una con concentraciones

distintas pero con un volumen final de 50 microl reflejadas en la tabla 2

Tabla 2 Mezclas de reactivos puestas a prueba

Componente Mezcla 1 Mezcla 2 Mezcla 3

Agua free nucleasa 19 microl 26 microl 14 microl

Master mix 16 microl 8 microl 16 microl

Cebador 1 (LepF1) 2 microl 2 microl 2 microl

Cebador 2-5 (LepR1) 4 microl 2 microl 4 microl

Cebador 3 (PU1) 2 microl 1 microl 2 microl

Cebador 4 (SU1) 2 microl 1 microl 2 microl

AND (muestral o control) 5 microl 10 microl 10 microl

Volumen final 50 microl 50 microl 50 microl

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 30

462 5-Fluoracilo

Se puso a prueba el papel que juega el 5-fluoracilo debido a su utilizacioacuten en los

medios de cultivo para evitar la contaminacioacuten bacteriana de las Leptospira

ademaacutes que permite un mejor crecimiento de eacutestas (WHO 1967) Su eficacia

radica en que se une de forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial

para la siacutentesis de nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases

nitrogenadas que forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se

puede replicar lo que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002)

463 Tipo de extraccioacuten de ADN

El ADN genoacutemico de las cepas de Leptospira y de las muestras sanguiacuteneas y

orina fue extraiacutedo de acuerdo a las instrucciones del kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) siguiendo los procedimientos de manufactura (ver anexo

1)

Se ensayaron extracciones por calentamiento a 90degC ndash 100degC por 20 minutos El

ADN extraiacutedo fue almacenado a -20deg C hasta su amplificacioacuten

464 Muestras fingidas

Se obtuvieron muestras de suero y orina de cada especie (canino bovino porcino

y equino) y se mezclaron con cepas de referencia proporcionados por el Centro

Nacional De Investigacioacuten de Holanda para posteriormente realizar PCR A cada

muestra se le realizoacute extracciones por calentamiento y por el kit de extraccioacuten

QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

47 Determinacioacuten del liacutemite de deteccioacuten

Se determinoacute al calcular la cantidad de ADN que capaz de detectar la teacutecnica en

un ml de muestras de sangre y orina para esto se realizoacute una serie de diluciones

(desde 11 hasta 110000000) de las muestras a partir de una concentracioacuten de

ADN conocida (120 ng)

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 31

48 Sensibilidad

Se sometieron 29 serovares patoacutegenas y 1 saproacutefita como controles positivos

proporcionados por Centro Nacional de Diagnoacutestico y Referencia

Se calculoacute la sensibilidad y el intervalo de confianza del 95 en el programa

EPIDAT 31 de acuerdo a la siguiente foacutermula

VP= Verdaderos positivos

FN= Falsos negativos

49 Especificidad

Se realizoacute un ensayo de especificidad utilizando ADN de 10 muestras con otras

cepas bacterianas diferentes a Leptospira que fueron inoculadas en medio EMJH

y suero para detectar falsos positivos el panel de muestras se describe en la

siguiente tabla

Tabla 3 Cepas bacterianas utilizadas para la determinacioacuten de la

especificidad

Cepa Nuacutemero de muestras

Staphyloccocus aureus 2

Escherichi coli 2

Salmonella spp 2

Proteus spp 2

Streptococcus pyogenes 2

Se calculoacute la especificidad y el correspondiente intervalo de confianza (95) en el

programa EPIDAT 31 de acuerdo a la siguiente foacutermula

VN= Verdaderas negativos

FP= Falso Positivos

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 32

5 RESULTADOS

De los 30 serovares que se sometieron al ensayo se detectaron 15 siendo

correspondiente a 12 serogrupos dentro los que se encuentran pomona e

icterohaemorrhagia dentro las patoacutegenas de importancia asiacute como el serogrupo

patoc de la saprofitas puesta a prueba Ver foto 1

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute ser la nuacutemero 1 compuesta por

Agua free nucleasa 19 microl Master mix 16 microl Primer 1 (Lep F1) 2 microl Primer 2-5

(LepR1) 4 microl Primer 3 (PU1) 2 microl Primer4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl Ver foto 2

En los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia en la

capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y saprofitas Ver

foto 2

La extraccioacuten maacutes adecuada resultoacute ser por calentamiento en la que se

identificaron 8 muestras de 19 mientras que las extracciones con el kit de

extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg) solo 2 muestras de 8 fueron

identificadas Ver foto 3

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten se encontroacute que la teacutecnica es capaz de identificar

una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira correspondiente a una

dilucioacuten 110000 Ver foto 4

En la determinacioacuten de la capacidad de la teacutecnica para detectar e identificar

Leptospira en muestras de campo se encontroacute que de 12 muestras de suero se

identificaron 3 mientras que de 13 muestras de orina fueron identificadas 5 Ver

foto 3

La sensibilidad mostrada fue de 50 IC 95 (3044 ndash 6956) mientras que la

especificidad fue de 100 IC 95 (95 ndash 100) con un valor predictivo positivos de

100 IC 95 (9667 ndash 100) y un valor predictivo negativo de 40 IC 95 (1880 ndash

6120) esto con una prevalencia de 75 IC 95 (6033 ndash 8967) mostrando un

Iacutendice de validez de 6550 IC 95 (4625 ndash 7875)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 33

6 DISCUSIOacuteN

Actualmente el meacutetodo para diagnosticar leptospirosis es la prueba de

Microaglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) pero esta resulta tediosa por la necesidad

de mantener las cepas lo que implica tambieacuten un riesgo potencial para el personal

de laboratorio ademaacutes no diferencia entre anticuerpos vacunales y de infeccioacuten

Otro meacutetodo directo de diagnoacutestico es el cultivo pero es limitado y requiere de

mucho tiempo (Alonso et al 2001)

Debido a las restricciones que generan estas pruebas diagnoacutesticas se ha

estandarizado una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y

patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos

En este estudio se sometieron 30 serovares al ensayo de los que se detectaron

15 correspondiente a 12 serogrupos amplificados mostrando una sensibilidad del

50 diferente a los resultados obtenidos por Ceacutespedes et al (2007) en cuyo

estudio la PCR pudo amplificar el ADN de 25 serovares de seis especies de

Leptospira spp con una sensibilidad del 100 in vitro Moreno et al (2010) mostroacute

un amplificado especiacutefico para 2122 cepas de referencia con la PCR simple

lipL32 mientras que la PCR muacuteltiple secYflaB amplificoacute 1822 cepas

Esta sensibilidad baja indica que la teacutecnica no es recomendada como una prueba

de tamizaje ya que ademaacutes del alto costo no es capaz de detectar a toda la

poblacioacuten infectada en cambio la especificidad que se obtuvo fue del 100

demostrada con el uso de ADN de otros agentes patoacutegenos (Staphyloccocus

Aureus Escherichi coli Salmonella spp Proteus spp y Streptococcus pyogenes)

los cuales no fueron amplificados Esto coincide con los ensayo realizado por

Ceacutespedes et al (2007) Moreno et al (2010) Kositanont et al (2007) y Boonsilp et al

(2011) los cuales muestran una especificad del 100 al no obtener amplificado del

ADN de otras cepas patoacutegenas que causan enfermedades febriles en sus paiacuteses

La causa de una especificidad tan alta de la reaccioacuten se debe a las secuencias

nucleotiacutedicas especiacuteficas formadas por los oligonucleoacutetidos (cebadores) LepF1 (5rsquo

GTTACCAAGCACAAGATTAG 3rsquo) LepR1 (5rsquo TAGTCCCGATTACATTTTC 3rsquo)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 34

PU1 (5rsquo TATCAGAGCCTTTTAATGG 3rsquo) y SU1 (5rsquo TTTAGGGTTAGCGTGGTA 3rsquo)

que fueron disentildeados para detectar secuencias nucleotiacutedicas especiacuteficas en este

caso el genoma de Leptospira spp (OIE 2006) Tambieacuten se debe tomar en cuenta

que la especificidad de la PCR depende ademaacutes de la temperatura empleada en

la fase de hibridacioacuten y de la cantidad de iones divalentes que se incorporan a la

reaccioacuten Cuanto mayor sea la temperatura utilizada en la fase de hibridacioacuten maacutes

especiacutefica es la reaccioacuten Esto se debe a que a mayor temperatura maacutes dificultada

se ve la unioacuten entre el cebador y la cadena molde en condiciones de

temperaturas de hibridacioacuten elevadas el cebador soacutelo se uniraacute a la cadena molde

si son complementarios en todos sus nucleoacutetidos (McPherson et al 1991)

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten por la diluciones de ADN puro (120ng) de L

interrogans serovar Australis se obtuvo un producto de 615pb hasta la dilucioacuten

110000 correspondiente a una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira

lo que coincide con la investigacioacuten realizada por Moreno et al (2010) cuyo liacutemite

de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR simple lipL32 obtuvo productos especiacuteficos

de 423 pb L interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten

110000 pero para el caso del liacutemite de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR

muacuteltiple secYflaB se obtuvieron productos especiacuteficos de 285 pb y 793 pb de L

interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten 1100 para secY y

11000 para flaB Estas diluciones se hicieron a partir de 120 ng de ADN extraiacutedo

de la cepa de referencia de Leptospira

El liacutemite de deteccioacuten para la PCR muacuteltiple indica una alta sensibilidad analiacutetica en

condiciones de PCR real esto lo posiciona como un meacutetodo de diagnoacutestico

molecular de eleccioacuten para estudios posteriores que busquen validar su uso

potencial para el diagnoacutestico de leptospirosis (Levett et al 2005)

La teacutecnica fue capaz de identificar Leptospira patoacutegena y saproacutefita lo que coincide

con el estudio de Kositanont et al (2007) que muestran resultados similares esto

se atribuye al uso de los cebadores especiacuteficos para la amplificacioacuten de genes

conservados en cepas patoacutegenas y saprofitas Otros estudios como los realizados

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 35

por Cheema et al (2007) Moreno et al (2010) y Rosario et al (2012) no

lograron detectar Leptospira saprofitas soacutelo patoacutegenas pues en ese estudio se

implicoacute solamente los genes conservados en cepas patoacutegenas de Leptospira La

inhabilidad de poder diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y no patoacutegenas puede

ser una dificultad en estudios ambientales donde se quiera diferenciar entre los

distintos serovares sin embargo no tiene importancia en el aspecto cliacutenico pues

no se aiacutesla Leptospira saprofitas en muestras animales (Ceacutespedes et al 2010)

Sin embargo otros estudios (Ibaacutentildeez et al 2010)) han mostrado anticuerpos contra

Leptospira sp serovariedad patoc en 1159 monos Rhesus (Macaca mulatta) en

condiciones de cautiverio Con tiacutetulos que variaron de 120 a 180 Silva et al

(2010) recogioacute muestra de 388 animales (aves reptiles mamiacuteferos y peces) tanto

salvajes como en cautiverio resultando positivo a MAT el 265 de los animales

Los tiacutetulos seroloacutegicos predominante fueron de 140 y 180 para los serotipos

patoc andamana canicola icterohaemorrhagiae y panamaacute

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute estar compuesta por 19 microl de Agua

free nucleasa 16 microl de GoTaqreg qPCR Master Mix 2 microl de cada uno de los

iniciadores (Lep F1 Lep R1 PU1 SU1 y Lep R1) a una concentracioacuten de 100

[Pmol] y 5 microl de ADN a un volumen final de 50 microl con una amplificacioacuten de 40

ciclos En una publicacioacuten similar realizada por Kosinatont et al (2007) utilizan 5microl

de buffer PCR 8 microl de MgCl2 1microl de cada iniciador a 20 [Pmol] y 5 microl de ADN a un

volumen final de 50microl Las condiciones de PCR consistieron de 35 ciclos Las

diferentes concentraciones de reactivos en ambos estudios se deben

probablemente a que las condiciones de laboratorio son diferentes en todas las

regiones ademaacutes del uso en el presente ensayo de un master mix comercial que

incluye todos los componentes para la PCR cuantitativa como son ADN Taq

polimerasa dATP dGTP dCTP dTTP y MgCl2 a excepcioacuten del ADN de la

muestra los cebadores y agua Utilizar este master mix evita errores en el

alineamiento de los cebadores en la temperatura de disociacioacuten de las cadenas

tanto del templado como del producto de la PCR la especificad del producto la

formacioacuten de diacutemero de cebadores y en la inhibicioacuten de la Taq polimerasa por

altas concentraciones de KCl o NaCl (Martinez et al 2004)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 36

En cuanto a los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia

en la capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y

saproacutefitas Eacuteste se puso a prueba debido a su utilizacioacuten en los medios de cultivo

cuando se toman muestras en el campo Su eficacia radica en que se une de

forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial para la siacutentesis de

nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases nitrogenadas que

forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se puede replicar lo

que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002) el 5-fluoracilo no fue una

sustancia inhibidora de la PCR pues no provoca el bloqueo directo total o parcial

de la actividad cataliacutetica de la ADN polimerasa o inhibe la unioacuten directa al ADN de

doble cadena (Newsletter Microbial 2009)

La extraccioacuten de ADN se hizo por calentamiento y con el kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) con el fin de determinar cuaacutel de los meacutetodos era el maacutes

efectivo para la extraccioacuten resultando ser la extraccioacuten por calentamiento ya que

fue capaz de detectar 8 muestras de 19 mientras que con el kit de extraccioacuten soacutelo

se lograron identificar 2 de 8 muestras Aunque con este meacutetodo ademaacutes de ser

de menor costoso se obtiene mayores valores de concentracioacuten y rendimiento de

ADN en el menor tiempo aportaacutendole rapidez y simplicidad a la prueba la pureza

del mismo es baja La importancia del proceso de purificacioacuten del material

geneacutetico es recobrar el producto maacuteximo de ADN de alto peso molecular libre de

proteiacutenas fenol e inhibidores de la Taq polimerasa El ADN de alta calidad es un

prerrequisito para su uso en teacutecnicas de biologiacutea molecular en este caso PCR

para la identificacioacuten de las secuencias especificas de ADN mediante el uso de

cebadores no asiacute el ADN degradado no sustenta la integridad de los sitios

blancos para los cebadores y consecuentemente afectar la calidad de la PCR

(Rada et al 1998)

Ademaacutes de la extraccioacuten de ADN por calentamiento existen otras teacutecnicas como

son meacutetodo fenol-cloroformo meacutetodo del acetato de potasio meacutetodo del acetato

de potasio modificado y meacutetodo de bromuro de cetil-trimetil amonio cuya base

principal es provocar una lisis celular para inactivar las nucleasas celulares y

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 37

separar los aacutecidos nucleicos de los restos de ceacutelulas (Fraga et al 2004) (Velasco

2005)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 38

7 CONCLUSIOacuteN

El PCR multiplex fue capaz de diferenciar entre Leptospira saprofita y

patoacutegena

Se obtuvo una baja sensibilidad pero alta especificidad

El 5-fluoracilo no mostro alteracioacuten en el proceso de amplificacioacuten

La mezcla maacutes adecuada fue la mezcla 1 compuesta por Agua free

nucleasa 19 microl Master mix 16 microl cebador 1 (Lep F1) 2 microl cebador 2-5

(LepR1) 4 microl cebador 3 (PU1) 2 microl cebador 4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl

Se obtuvo una alta sensibilidad analiacutetica o liacutemite de deteccioacuten capaz de

detectar hasta 0012 ng de ADN

El meacutetodo de extraccioacuten maacutes efectivo fue por calentamiento que por el kit

de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 39

8 RECOMENDACIONES

Validar la teacutecnica con una poblacioacuten maacutes representativa

Publicar los resultados de esta investigacioacuten con el fin de seguir mejorando

el diagnoacutestico de leptospirosis por PCR

Promover el uso de la PCR para un diagnoacutestico raacutepido de leptospirosis en

animales domeacutesticos

Realizar estudios de las fuentes de agua para la caracterizacioacuten de las

zonas de riesgo

Estandarizar teacutecnicas de diagnoacutestico de campo para fortalecer los sistemas

de vigilancia activa

Ofrecer charlas a las poblaciones con mayor prevalencia de leptospirosis

sobre el papel que juegan los animales en la transmisioacuten de la enfermedad

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 40

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ANEXOS

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

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Kit de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

1 20 microl de proteinasa K en eppendorf

2 Agregar 200 microl de la muestra

3 Agregar 200 microl de buffer AL y bortear por 5 segundos

4 Incubar a 56 ordmC por 10 minutos

5 Centrifugar brevemente

6 Agregar 200 microl de etanol (96 ndash 100)

7 Pasar la mezcla del paso 6 y colocarlo en un tubo de ensayo colector

procurando no tocar los bordes y centrifugar a 8000 rpm por 1 minuto Cambiar el

tubo colector descartando el contenido

8 Agregar en el centro de la columna 500 microl de buffer AW1 Centrifugar por 8000

rpm por 1 minuto luego descartar tubo colector y el contenido cambiando a un

nuevo tubo colector

9 Agregar 500 microl de buffer AW2 en el centro de la membrana y centrifugar a

14000 rpm por 3 minutos

10 Pasar la columna a eppendorf y centrifugar a velocidad maacutexima por 1 minuto

11 Pasar la columna a eppendorf y agregar 100 microl de buffer AE incubar a

temperatura ambiente por 1 minuto luego centrifugar a 8000 rpm por un minuto

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Tabla 4 Cepario de referencia de Holanda

Especie Serogrupo Serovar Cepa de referencia

L Interrogans

Australis Australis Ballico

Autumnalis Autumnalis Akiyami A

Betaviae Betaviae Swart

Canicola Canicola Hond Utrechit IV

Djasiman Djasiman Djasiman

Hebdomadis Hebdomadis Hebdomadis

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagica RGA

Icterohaemorrhagia Copenhageni M20

Icterohaemorrhagia Copenhageni Wijnberg

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagia Kantorowic

Pomona Pomona Pomona

Pyrogenes Pyrogenes Salinem

Sejroe Hardjo Hardjoprajitho

Sejroe Wolffi 3705

L Noguchi

Australis Nicaragua 1011

Lousiana Lousiana LSU 1945

Panama Panama CZ 214

L Biorgpetersenii

Ballum Castellones Castellon 3

Javanica Javanica Veldrat Batavia

Mini Mini Sari

Serjoe Serjoe M 84

Tarassovi Tarassovi Pereplitsin

L welii

Celledoni Celledoni Celledoni

Manhao Qingshui L 105

Sarnin Sarm 11 Sarnin

L Kirschneri

Cynopteri Cynopteri 3522 C

Grippotyphosa Grippotyphosa Moskva V

L Neyeri Ranarum Ranarum ICF

L Santarosal Sherman Shermani 1342 K

L Biflexa Semaranga Patoc Patoc 1

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

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462 5-Fluoracilo

Se puso a prueba el papel que juega el 5-fluoracilo debido a su utilizacioacuten en los

medios de cultivo para evitar la contaminacioacuten bacteriana de las Leptospira

ademaacutes que permite un mejor crecimiento de eacutestas (WHO 1967) Su eficacia

radica en que se une de forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial

para la siacutentesis de nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases

nitrogenadas que forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se

puede replicar lo que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002)

463 Tipo de extraccioacuten de ADN

El ADN genoacutemico de las cepas de Leptospira y de las muestras sanguiacuteneas y

orina fue extraiacutedo de acuerdo a las instrucciones del kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) siguiendo los procedimientos de manufactura (ver anexo

1)

Se ensayaron extracciones por calentamiento a 90degC ndash 100degC por 20 minutos El

ADN extraiacutedo fue almacenado a -20deg C hasta su amplificacioacuten

464 Muestras fingidas

Se obtuvieron muestras de suero y orina de cada especie (canino bovino porcino

y equino) y se mezclaron con cepas de referencia proporcionados por el Centro

Nacional De Investigacioacuten de Holanda para posteriormente realizar PCR A cada

muestra se le realizoacute extracciones por calentamiento y por el kit de extraccioacuten

QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

47 Determinacioacuten del liacutemite de deteccioacuten

Se determinoacute al calcular la cantidad de ADN que capaz de detectar la teacutecnica en

un ml de muestras de sangre y orina para esto se realizoacute una serie de diluciones

(desde 11 hasta 110000000) de las muestras a partir de una concentracioacuten de

ADN conocida (120 ng)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 31

48 Sensibilidad

Se sometieron 29 serovares patoacutegenas y 1 saproacutefita como controles positivos

proporcionados por Centro Nacional de Diagnoacutestico y Referencia

Se calculoacute la sensibilidad y el intervalo de confianza del 95 en el programa

EPIDAT 31 de acuerdo a la siguiente foacutermula

VP= Verdaderos positivos

FN= Falsos negativos

49 Especificidad

Se realizoacute un ensayo de especificidad utilizando ADN de 10 muestras con otras

cepas bacterianas diferentes a Leptospira que fueron inoculadas en medio EMJH

y suero para detectar falsos positivos el panel de muestras se describe en la

siguiente tabla

Tabla 3 Cepas bacterianas utilizadas para la determinacioacuten de la

especificidad

Cepa Nuacutemero de muestras

Staphyloccocus aureus 2

Escherichi coli 2

Salmonella spp 2

Proteus spp 2

Streptococcus pyogenes 2

Se calculoacute la especificidad y el correspondiente intervalo de confianza (95) en el

programa EPIDAT 31 de acuerdo a la siguiente foacutermula

VN= Verdaderas negativos

FP= Falso Positivos

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 32

5 RESULTADOS

De los 30 serovares que se sometieron al ensayo se detectaron 15 siendo

correspondiente a 12 serogrupos dentro los que se encuentran pomona e

icterohaemorrhagia dentro las patoacutegenas de importancia asiacute como el serogrupo

patoc de la saprofitas puesta a prueba Ver foto 1

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute ser la nuacutemero 1 compuesta por

Agua free nucleasa 19 microl Master mix 16 microl Primer 1 (Lep F1) 2 microl Primer 2-5

(LepR1) 4 microl Primer 3 (PU1) 2 microl Primer4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl Ver foto 2

En los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia en la

capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y saprofitas Ver

foto 2

La extraccioacuten maacutes adecuada resultoacute ser por calentamiento en la que se

identificaron 8 muestras de 19 mientras que las extracciones con el kit de

extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg) solo 2 muestras de 8 fueron

identificadas Ver foto 3

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten se encontroacute que la teacutecnica es capaz de identificar

una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira correspondiente a una

dilucioacuten 110000 Ver foto 4

En la determinacioacuten de la capacidad de la teacutecnica para detectar e identificar

Leptospira en muestras de campo se encontroacute que de 12 muestras de suero se

identificaron 3 mientras que de 13 muestras de orina fueron identificadas 5 Ver

foto 3

La sensibilidad mostrada fue de 50 IC 95 (3044 ndash 6956) mientras que la

especificidad fue de 100 IC 95 (95 ndash 100) con un valor predictivo positivos de

100 IC 95 (9667 ndash 100) y un valor predictivo negativo de 40 IC 95 (1880 ndash

6120) esto con una prevalencia de 75 IC 95 (6033 ndash 8967) mostrando un

Iacutendice de validez de 6550 IC 95 (4625 ndash 7875)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 33

6 DISCUSIOacuteN

Actualmente el meacutetodo para diagnosticar leptospirosis es la prueba de

Microaglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) pero esta resulta tediosa por la necesidad

de mantener las cepas lo que implica tambieacuten un riesgo potencial para el personal

de laboratorio ademaacutes no diferencia entre anticuerpos vacunales y de infeccioacuten

Otro meacutetodo directo de diagnoacutestico es el cultivo pero es limitado y requiere de

mucho tiempo (Alonso et al 2001)

Debido a las restricciones que generan estas pruebas diagnoacutesticas se ha

estandarizado una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y

patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos

En este estudio se sometieron 30 serovares al ensayo de los que se detectaron

15 correspondiente a 12 serogrupos amplificados mostrando una sensibilidad del

50 diferente a los resultados obtenidos por Ceacutespedes et al (2007) en cuyo

estudio la PCR pudo amplificar el ADN de 25 serovares de seis especies de

Leptospira spp con una sensibilidad del 100 in vitro Moreno et al (2010) mostroacute

un amplificado especiacutefico para 2122 cepas de referencia con la PCR simple

lipL32 mientras que la PCR muacuteltiple secYflaB amplificoacute 1822 cepas

Esta sensibilidad baja indica que la teacutecnica no es recomendada como una prueba

de tamizaje ya que ademaacutes del alto costo no es capaz de detectar a toda la

poblacioacuten infectada en cambio la especificidad que se obtuvo fue del 100

demostrada con el uso de ADN de otros agentes patoacutegenos (Staphyloccocus

Aureus Escherichi coli Salmonella spp Proteus spp y Streptococcus pyogenes)

los cuales no fueron amplificados Esto coincide con los ensayo realizado por

Ceacutespedes et al (2007) Moreno et al (2010) Kositanont et al (2007) y Boonsilp et al

(2011) los cuales muestran una especificad del 100 al no obtener amplificado del

ADN de otras cepas patoacutegenas que causan enfermedades febriles en sus paiacuteses

La causa de una especificidad tan alta de la reaccioacuten se debe a las secuencias

nucleotiacutedicas especiacuteficas formadas por los oligonucleoacutetidos (cebadores) LepF1 (5rsquo

GTTACCAAGCACAAGATTAG 3rsquo) LepR1 (5rsquo TAGTCCCGATTACATTTTC 3rsquo)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 34

PU1 (5rsquo TATCAGAGCCTTTTAATGG 3rsquo) y SU1 (5rsquo TTTAGGGTTAGCGTGGTA 3rsquo)

que fueron disentildeados para detectar secuencias nucleotiacutedicas especiacuteficas en este

caso el genoma de Leptospira spp (OIE 2006) Tambieacuten se debe tomar en cuenta

que la especificidad de la PCR depende ademaacutes de la temperatura empleada en

la fase de hibridacioacuten y de la cantidad de iones divalentes que se incorporan a la

reaccioacuten Cuanto mayor sea la temperatura utilizada en la fase de hibridacioacuten maacutes

especiacutefica es la reaccioacuten Esto se debe a que a mayor temperatura maacutes dificultada

se ve la unioacuten entre el cebador y la cadena molde en condiciones de

temperaturas de hibridacioacuten elevadas el cebador soacutelo se uniraacute a la cadena molde

si son complementarios en todos sus nucleoacutetidos (McPherson et al 1991)

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten por la diluciones de ADN puro (120ng) de L

interrogans serovar Australis se obtuvo un producto de 615pb hasta la dilucioacuten

110000 correspondiente a una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira

lo que coincide con la investigacioacuten realizada por Moreno et al (2010) cuyo liacutemite

de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR simple lipL32 obtuvo productos especiacuteficos

de 423 pb L interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten

110000 pero para el caso del liacutemite de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR

muacuteltiple secYflaB se obtuvieron productos especiacuteficos de 285 pb y 793 pb de L

interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten 1100 para secY y

11000 para flaB Estas diluciones se hicieron a partir de 120 ng de ADN extraiacutedo

de la cepa de referencia de Leptospira

El liacutemite de deteccioacuten para la PCR muacuteltiple indica una alta sensibilidad analiacutetica en

condiciones de PCR real esto lo posiciona como un meacutetodo de diagnoacutestico

molecular de eleccioacuten para estudios posteriores que busquen validar su uso

potencial para el diagnoacutestico de leptospirosis (Levett et al 2005)

La teacutecnica fue capaz de identificar Leptospira patoacutegena y saproacutefita lo que coincide

con el estudio de Kositanont et al (2007) que muestran resultados similares esto

se atribuye al uso de los cebadores especiacuteficos para la amplificacioacuten de genes

conservados en cepas patoacutegenas y saprofitas Otros estudios como los realizados

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 35

por Cheema et al (2007) Moreno et al (2010) y Rosario et al (2012) no

lograron detectar Leptospira saprofitas soacutelo patoacutegenas pues en ese estudio se

implicoacute solamente los genes conservados en cepas patoacutegenas de Leptospira La

inhabilidad de poder diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y no patoacutegenas puede

ser una dificultad en estudios ambientales donde se quiera diferenciar entre los

distintos serovares sin embargo no tiene importancia en el aspecto cliacutenico pues

no se aiacutesla Leptospira saprofitas en muestras animales (Ceacutespedes et al 2010)

Sin embargo otros estudios (Ibaacutentildeez et al 2010)) han mostrado anticuerpos contra

Leptospira sp serovariedad patoc en 1159 monos Rhesus (Macaca mulatta) en

condiciones de cautiverio Con tiacutetulos que variaron de 120 a 180 Silva et al

(2010) recogioacute muestra de 388 animales (aves reptiles mamiacuteferos y peces) tanto

salvajes como en cautiverio resultando positivo a MAT el 265 de los animales

Los tiacutetulos seroloacutegicos predominante fueron de 140 y 180 para los serotipos

patoc andamana canicola icterohaemorrhagiae y panamaacute

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute estar compuesta por 19 microl de Agua

free nucleasa 16 microl de GoTaqreg qPCR Master Mix 2 microl de cada uno de los

iniciadores (Lep F1 Lep R1 PU1 SU1 y Lep R1) a una concentracioacuten de 100

[Pmol] y 5 microl de ADN a un volumen final de 50 microl con una amplificacioacuten de 40

ciclos En una publicacioacuten similar realizada por Kosinatont et al (2007) utilizan 5microl

de buffer PCR 8 microl de MgCl2 1microl de cada iniciador a 20 [Pmol] y 5 microl de ADN a un

volumen final de 50microl Las condiciones de PCR consistieron de 35 ciclos Las

diferentes concentraciones de reactivos en ambos estudios se deben

probablemente a que las condiciones de laboratorio son diferentes en todas las

regiones ademaacutes del uso en el presente ensayo de un master mix comercial que

incluye todos los componentes para la PCR cuantitativa como son ADN Taq

polimerasa dATP dGTP dCTP dTTP y MgCl2 a excepcioacuten del ADN de la

muestra los cebadores y agua Utilizar este master mix evita errores en el

alineamiento de los cebadores en la temperatura de disociacioacuten de las cadenas

tanto del templado como del producto de la PCR la especificad del producto la

formacioacuten de diacutemero de cebadores y en la inhibicioacuten de la Taq polimerasa por

altas concentraciones de KCl o NaCl (Martinez et al 2004)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 36

En cuanto a los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia

en la capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y

saproacutefitas Eacuteste se puso a prueba debido a su utilizacioacuten en los medios de cultivo

cuando se toman muestras en el campo Su eficacia radica en que se une de

forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial para la siacutentesis de

nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases nitrogenadas que

forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se puede replicar lo

que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002) el 5-fluoracilo no fue una

sustancia inhibidora de la PCR pues no provoca el bloqueo directo total o parcial

de la actividad cataliacutetica de la ADN polimerasa o inhibe la unioacuten directa al ADN de

doble cadena (Newsletter Microbial 2009)

La extraccioacuten de ADN se hizo por calentamiento y con el kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) con el fin de determinar cuaacutel de los meacutetodos era el maacutes

efectivo para la extraccioacuten resultando ser la extraccioacuten por calentamiento ya que

fue capaz de detectar 8 muestras de 19 mientras que con el kit de extraccioacuten soacutelo

se lograron identificar 2 de 8 muestras Aunque con este meacutetodo ademaacutes de ser

de menor costoso se obtiene mayores valores de concentracioacuten y rendimiento de

ADN en el menor tiempo aportaacutendole rapidez y simplicidad a la prueba la pureza

del mismo es baja La importancia del proceso de purificacioacuten del material

geneacutetico es recobrar el producto maacuteximo de ADN de alto peso molecular libre de

proteiacutenas fenol e inhibidores de la Taq polimerasa El ADN de alta calidad es un

prerrequisito para su uso en teacutecnicas de biologiacutea molecular en este caso PCR

para la identificacioacuten de las secuencias especificas de ADN mediante el uso de

cebadores no asiacute el ADN degradado no sustenta la integridad de los sitios

blancos para los cebadores y consecuentemente afectar la calidad de la PCR

(Rada et al 1998)

Ademaacutes de la extraccioacuten de ADN por calentamiento existen otras teacutecnicas como

son meacutetodo fenol-cloroformo meacutetodo del acetato de potasio meacutetodo del acetato

de potasio modificado y meacutetodo de bromuro de cetil-trimetil amonio cuya base

principal es provocar una lisis celular para inactivar las nucleasas celulares y

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 37

separar los aacutecidos nucleicos de los restos de ceacutelulas (Fraga et al 2004) (Velasco

2005)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 38

7 CONCLUSIOacuteN

El PCR multiplex fue capaz de diferenciar entre Leptospira saprofita y

patoacutegena

Se obtuvo una baja sensibilidad pero alta especificidad

El 5-fluoracilo no mostro alteracioacuten en el proceso de amplificacioacuten

La mezcla maacutes adecuada fue la mezcla 1 compuesta por Agua free

nucleasa 19 microl Master mix 16 microl cebador 1 (Lep F1) 2 microl cebador 2-5

(LepR1) 4 microl cebador 3 (PU1) 2 microl cebador 4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl

Se obtuvo una alta sensibilidad analiacutetica o liacutemite de deteccioacuten capaz de

detectar hasta 0012 ng de ADN

El meacutetodo de extraccioacuten maacutes efectivo fue por calentamiento que por el kit

de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 39

8 RECOMENDACIONES

Validar la teacutecnica con una poblacioacuten maacutes representativa

Publicar los resultados de esta investigacioacuten con el fin de seguir mejorando

el diagnoacutestico de leptospirosis por PCR

Promover el uso de la PCR para un diagnoacutestico raacutepido de leptospirosis en

animales domeacutesticos

Realizar estudios de las fuentes de agua para la caracterizacioacuten de las

zonas de riesgo

Estandarizar teacutecnicas de diagnoacutestico de campo para fortalecer los sistemas

de vigilancia activa

Ofrecer charlas a las poblaciones con mayor prevalencia de leptospirosis

sobre el papel que juegan los animales en la transmisioacuten de la enfermedad

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 40

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Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 47

ANEXOS

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 48

Kit de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

1 20 microl de proteinasa K en eppendorf

2 Agregar 200 microl de la muestra

3 Agregar 200 microl de buffer AL y bortear por 5 segundos

4 Incubar a 56 ordmC por 10 minutos

5 Centrifugar brevemente

6 Agregar 200 microl de etanol (96 ndash 100)

7 Pasar la mezcla del paso 6 y colocarlo en un tubo de ensayo colector

procurando no tocar los bordes y centrifugar a 8000 rpm por 1 minuto Cambiar el

tubo colector descartando el contenido

8 Agregar en el centro de la columna 500 microl de buffer AW1 Centrifugar por 8000

rpm por 1 minuto luego descartar tubo colector y el contenido cambiando a un

nuevo tubo colector

9 Agregar 500 microl de buffer AW2 en el centro de la membrana y centrifugar a

14000 rpm por 3 minutos

10 Pasar la columna a eppendorf y centrifugar a velocidad maacutexima por 1 minuto

11 Pasar la columna a eppendorf y agregar 100 microl de buffer AE incubar a

temperatura ambiente por 1 minuto luego centrifugar a 8000 rpm por un minuto

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 49

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

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Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

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Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

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Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 53

Tabla 4 Cepario de referencia de Holanda

Especie Serogrupo Serovar Cepa de referencia

L Interrogans

Australis Australis Ballico

Autumnalis Autumnalis Akiyami A

Betaviae Betaviae Swart

Canicola Canicola Hond Utrechit IV

Djasiman Djasiman Djasiman

Hebdomadis Hebdomadis Hebdomadis

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagica RGA

Icterohaemorrhagia Copenhageni M20

Icterohaemorrhagia Copenhageni Wijnberg

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagia Kantorowic

Pomona Pomona Pomona

Pyrogenes Pyrogenes Salinem

Sejroe Hardjo Hardjoprajitho

Sejroe Wolffi 3705

L Noguchi

Australis Nicaragua 1011

Lousiana Lousiana LSU 1945

Panama Panama CZ 214

L Biorgpetersenii

Ballum Castellones Castellon 3

Javanica Javanica Veldrat Batavia

Mini Mini Sari

Serjoe Serjoe M 84

Tarassovi Tarassovi Pereplitsin

L welii

Celledoni Celledoni Celledoni

Manhao Qingshui L 105

Sarnin Sarm 11 Sarnin

L Kirschneri

Cynopteri Cynopteri 3522 C

Grippotyphosa Grippotyphosa Moskva V

L Neyeri Ranarum Ranarum ICF

L Santarosal Sherman Shermani 1342 K

L Biflexa Semaranga Patoc Patoc 1

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 31

48 Sensibilidad

Se sometieron 29 serovares patoacutegenas y 1 saproacutefita como controles positivos

proporcionados por Centro Nacional de Diagnoacutestico y Referencia

Se calculoacute la sensibilidad y el intervalo de confianza del 95 en el programa

EPIDAT 31 de acuerdo a la siguiente foacutermula

VP= Verdaderos positivos

FN= Falsos negativos

49 Especificidad

Se realizoacute un ensayo de especificidad utilizando ADN de 10 muestras con otras

cepas bacterianas diferentes a Leptospira que fueron inoculadas en medio EMJH

y suero para detectar falsos positivos el panel de muestras se describe en la

siguiente tabla

Tabla 3 Cepas bacterianas utilizadas para la determinacioacuten de la

especificidad

Cepa Nuacutemero de muestras

Staphyloccocus aureus 2

Escherichi coli 2

Salmonella spp 2

Proteus spp 2

Streptococcus pyogenes 2

Se calculoacute la especificidad y el correspondiente intervalo de confianza (95) en el

programa EPIDAT 31 de acuerdo a la siguiente foacutermula

VN= Verdaderas negativos

FP= Falso Positivos

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 32

5 RESULTADOS

De los 30 serovares que se sometieron al ensayo se detectaron 15 siendo

correspondiente a 12 serogrupos dentro los que se encuentran pomona e

icterohaemorrhagia dentro las patoacutegenas de importancia asiacute como el serogrupo

patoc de la saprofitas puesta a prueba Ver foto 1

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute ser la nuacutemero 1 compuesta por

Agua free nucleasa 19 microl Master mix 16 microl Primer 1 (Lep F1) 2 microl Primer 2-5

(LepR1) 4 microl Primer 3 (PU1) 2 microl Primer4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl Ver foto 2

En los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia en la

capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y saprofitas Ver

foto 2

La extraccioacuten maacutes adecuada resultoacute ser por calentamiento en la que se

identificaron 8 muestras de 19 mientras que las extracciones con el kit de

extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg) solo 2 muestras de 8 fueron

identificadas Ver foto 3

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten se encontroacute que la teacutecnica es capaz de identificar

una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira correspondiente a una

dilucioacuten 110000 Ver foto 4

En la determinacioacuten de la capacidad de la teacutecnica para detectar e identificar

Leptospira en muestras de campo se encontroacute que de 12 muestras de suero se

identificaron 3 mientras que de 13 muestras de orina fueron identificadas 5 Ver

foto 3

La sensibilidad mostrada fue de 50 IC 95 (3044 ndash 6956) mientras que la

especificidad fue de 100 IC 95 (95 ndash 100) con un valor predictivo positivos de

100 IC 95 (9667 ndash 100) y un valor predictivo negativo de 40 IC 95 (1880 ndash

6120) esto con una prevalencia de 75 IC 95 (6033 ndash 8967) mostrando un

Iacutendice de validez de 6550 IC 95 (4625 ndash 7875)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 33

6 DISCUSIOacuteN

Actualmente el meacutetodo para diagnosticar leptospirosis es la prueba de

Microaglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) pero esta resulta tediosa por la necesidad

de mantener las cepas lo que implica tambieacuten un riesgo potencial para el personal

de laboratorio ademaacutes no diferencia entre anticuerpos vacunales y de infeccioacuten

Otro meacutetodo directo de diagnoacutestico es el cultivo pero es limitado y requiere de

mucho tiempo (Alonso et al 2001)

Debido a las restricciones que generan estas pruebas diagnoacutesticas se ha

estandarizado una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y

patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos

En este estudio se sometieron 30 serovares al ensayo de los que se detectaron

15 correspondiente a 12 serogrupos amplificados mostrando una sensibilidad del

50 diferente a los resultados obtenidos por Ceacutespedes et al (2007) en cuyo

estudio la PCR pudo amplificar el ADN de 25 serovares de seis especies de

Leptospira spp con una sensibilidad del 100 in vitro Moreno et al (2010) mostroacute

un amplificado especiacutefico para 2122 cepas de referencia con la PCR simple

lipL32 mientras que la PCR muacuteltiple secYflaB amplificoacute 1822 cepas

Esta sensibilidad baja indica que la teacutecnica no es recomendada como una prueba

de tamizaje ya que ademaacutes del alto costo no es capaz de detectar a toda la

poblacioacuten infectada en cambio la especificidad que se obtuvo fue del 100

demostrada con el uso de ADN de otros agentes patoacutegenos (Staphyloccocus

Aureus Escherichi coli Salmonella spp Proteus spp y Streptococcus pyogenes)

los cuales no fueron amplificados Esto coincide con los ensayo realizado por

Ceacutespedes et al (2007) Moreno et al (2010) Kositanont et al (2007) y Boonsilp et al

(2011) los cuales muestran una especificad del 100 al no obtener amplificado del

ADN de otras cepas patoacutegenas que causan enfermedades febriles en sus paiacuteses

La causa de una especificidad tan alta de la reaccioacuten se debe a las secuencias

nucleotiacutedicas especiacuteficas formadas por los oligonucleoacutetidos (cebadores) LepF1 (5rsquo

GTTACCAAGCACAAGATTAG 3rsquo) LepR1 (5rsquo TAGTCCCGATTACATTTTC 3rsquo)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 34

PU1 (5rsquo TATCAGAGCCTTTTAATGG 3rsquo) y SU1 (5rsquo TTTAGGGTTAGCGTGGTA 3rsquo)

que fueron disentildeados para detectar secuencias nucleotiacutedicas especiacuteficas en este

caso el genoma de Leptospira spp (OIE 2006) Tambieacuten se debe tomar en cuenta

que la especificidad de la PCR depende ademaacutes de la temperatura empleada en

la fase de hibridacioacuten y de la cantidad de iones divalentes que se incorporan a la

reaccioacuten Cuanto mayor sea la temperatura utilizada en la fase de hibridacioacuten maacutes

especiacutefica es la reaccioacuten Esto se debe a que a mayor temperatura maacutes dificultada

se ve la unioacuten entre el cebador y la cadena molde en condiciones de

temperaturas de hibridacioacuten elevadas el cebador soacutelo se uniraacute a la cadena molde

si son complementarios en todos sus nucleoacutetidos (McPherson et al 1991)

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten por la diluciones de ADN puro (120ng) de L

interrogans serovar Australis se obtuvo un producto de 615pb hasta la dilucioacuten

110000 correspondiente a una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira

lo que coincide con la investigacioacuten realizada por Moreno et al (2010) cuyo liacutemite

de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR simple lipL32 obtuvo productos especiacuteficos

de 423 pb L interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten

110000 pero para el caso del liacutemite de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR

muacuteltiple secYflaB se obtuvieron productos especiacuteficos de 285 pb y 793 pb de L

interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten 1100 para secY y

11000 para flaB Estas diluciones se hicieron a partir de 120 ng de ADN extraiacutedo

de la cepa de referencia de Leptospira

El liacutemite de deteccioacuten para la PCR muacuteltiple indica una alta sensibilidad analiacutetica en

condiciones de PCR real esto lo posiciona como un meacutetodo de diagnoacutestico

molecular de eleccioacuten para estudios posteriores que busquen validar su uso

potencial para el diagnoacutestico de leptospirosis (Levett et al 2005)

La teacutecnica fue capaz de identificar Leptospira patoacutegena y saproacutefita lo que coincide

con el estudio de Kositanont et al (2007) que muestran resultados similares esto

se atribuye al uso de los cebadores especiacuteficos para la amplificacioacuten de genes

conservados en cepas patoacutegenas y saprofitas Otros estudios como los realizados

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 35

por Cheema et al (2007) Moreno et al (2010) y Rosario et al (2012) no

lograron detectar Leptospira saprofitas soacutelo patoacutegenas pues en ese estudio se

implicoacute solamente los genes conservados en cepas patoacutegenas de Leptospira La

inhabilidad de poder diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y no patoacutegenas puede

ser una dificultad en estudios ambientales donde se quiera diferenciar entre los

distintos serovares sin embargo no tiene importancia en el aspecto cliacutenico pues

no se aiacutesla Leptospira saprofitas en muestras animales (Ceacutespedes et al 2010)

Sin embargo otros estudios (Ibaacutentildeez et al 2010)) han mostrado anticuerpos contra

Leptospira sp serovariedad patoc en 1159 monos Rhesus (Macaca mulatta) en

condiciones de cautiverio Con tiacutetulos que variaron de 120 a 180 Silva et al

(2010) recogioacute muestra de 388 animales (aves reptiles mamiacuteferos y peces) tanto

salvajes como en cautiverio resultando positivo a MAT el 265 de los animales

Los tiacutetulos seroloacutegicos predominante fueron de 140 y 180 para los serotipos

patoc andamana canicola icterohaemorrhagiae y panamaacute

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute estar compuesta por 19 microl de Agua

free nucleasa 16 microl de GoTaqreg qPCR Master Mix 2 microl de cada uno de los

iniciadores (Lep F1 Lep R1 PU1 SU1 y Lep R1) a una concentracioacuten de 100

[Pmol] y 5 microl de ADN a un volumen final de 50 microl con una amplificacioacuten de 40

ciclos En una publicacioacuten similar realizada por Kosinatont et al (2007) utilizan 5microl

de buffer PCR 8 microl de MgCl2 1microl de cada iniciador a 20 [Pmol] y 5 microl de ADN a un

volumen final de 50microl Las condiciones de PCR consistieron de 35 ciclos Las

diferentes concentraciones de reactivos en ambos estudios se deben

probablemente a que las condiciones de laboratorio son diferentes en todas las

regiones ademaacutes del uso en el presente ensayo de un master mix comercial que

incluye todos los componentes para la PCR cuantitativa como son ADN Taq

polimerasa dATP dGTP dCTP dTTP y MgCl2 a excepcioacuten del ADN de la

muestra los cebadores y agua Utilizar este master mix evita errores en el

alineamiento de los cebadores en la temperatura de disociacioacuten de las cadenas

tanto del templado como del producto de la PCR la especificad del producto la

formacioacuten de diacutemero de cebadores y en la inhibicioacuten de la Taq polimerasa por

altas concentraciones de KCl o NaCl (Martinez et al 2004)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 36

En cuanto a los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia

en la capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y

saproacutefitas Eacuteste se puso a prueba debido a su utilizacioacuten en los medios de cultivo

cuando se toman muestras en el campo Su eficacia radica en que se une de

forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial para la siacutentesis de

nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases nitrogenadas que

forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se puede replicar lo

que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002) el 5-fluoracilo no fue una

sustancia inhibidora de la PCR pues no provoca el bloqueo directo total o parcial

de la actividad cataliacutetica de la ADN polimerasa o inhibe la unioacuten directa al ADN de

doble cadena (Newsletter Microbial 2009)

La extraccioacuten de ADN se hizo por calentamiento y con el kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) con el fin de determinar cuaacutel de los meacutetodos era el maacutes

efectivo para la extraccioacuten resultando ser la extraccioacuten por calentamiento ya que

fue capaz de detectar 8 muestras de 19 mientras que con el kit de extraccioacuten soacutelo

se lograron identificar 2 de 8 muestras Aunque con este meacutetodo ademaacutes de ser

de menor costoso se obtiene mayores valores de concentracioacuten y rendimiento de

ADN en el menor tiempo aportaacutendole rapidez y simplicidad a la prueba la pureza

del mismo es baja La importancia del proceso de purificacioacuten del material

geneacutetico es recobrar el producto maacuteximo de ADN de alto peso molecular libre de

proteiacutenas fenol e inhibidores de la Taq polimerasa El ADN de alta calidad es un

prerrequisito para su uso en teacutecnicas de biologiacutea molecular en este caso PCR

para la identificacioacuten de las secuencias especificas de ADN mediante el uso de

cebadores no asiacute el ADN degradado no sustenta la integridad de los sitios

blancos para los cebadores y consecuentemente afectar la calidad de la PCR

(Rada et al 1998)

Ademaacutes de la extraccioacuten de ADN por calentamiento existen otras teacutecnicas como

son meacutetodo fenol-cloroformo meacutetodo del acetato de potasio meacutetodo del acetato

de potasio modificado y meacutetodo de bromuro de cetil-trimetil amonio cuya base

principal es provocar una lisis celular para inactivar las nucleasas celulares y

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 37

separar los aacutecidos nucleicos de los restos de ceacutelulas (Fraga et al 2004) (Velasco

2005)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 38

7 CONCLUSIOacuteN

El PCR multiplex fue capaz de diferenciar entre Leptospira saprofita y

patoacutegena

Se obtuvo una baja sensibilidad pero alta especificidad

El 5-fluoracilo no mostro alteracioacuten en el proceso de amplificacioacuten

La mezcla maacutes adecuada fue la mezcla 1 compuesta por Agua free

nucleasa 19 microl Master mix 16 microl cebador 1 (Lep F1) 2 microl cebador 2-5

(LepR1) 4 microl cebador 3 (PU1) 2 microl cebador 4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl

Se obtuvo una alta sensibilidad analiacutetica o liacutemite de deteccioacuten capaz de

detectar hasta 0012 ng de ADN

El meacutetodo de extraccioacuten maacutes efectivo fue por calentamiento que por el kit

de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 39

8 RECOMENDACIONES

Validar la teacutecnica con una poblacioacuten maacutes representativa

Publicar los resultados de esta investigacioacuten con el fin de seguir mejorando

el diagnoacutestico de leptospirosis por PCR

Promover el uso de la PCR para un diagnoacutestico raacutepido de leptospirosis en

animales domeacutesticos

Realizar estudios de las fuentes de agua para la caracterizacioacuten de las

zonas de riesgo

Estandarizar teacutecnicas de diagnoacutestico de campo para fortalecer los sistemas

de vigilancia activa

Ofrecer charlas a las poblaciones con mayor prevalencia de leptospirosis

sobre el papel que juegan los animales en la transmisioacuten de la enfermedad

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 40

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ANEXOS

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Kit de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

1 20 microl de proteinasa K en eppendorf

2 Agregar 200 microl de la muestra

3 Agregar 200 microl de buffer AL y bortear por 5 segundos

4 Incubar a 56 ordmC por 10 minutos

5 Centrifugar brevemente

6 Agregar 200 microl de etanol (96 ndash 100)

7 Pasar la mezcla del paso 6 y colocarlo en un tubo de ensayo colector

procurando no tocar los bordes y centrifugar a 8000 rpm por 1 minuto Cambiar el

tubo colector descartando el contenido

8 Agregar en el centro de la columna 500 microl de buffer AW1 Centrifugar por 8000

rpm por 1 minuto luego descartar tubo colector y el contenido cambiando a un

nuevo tubo colector

9 Agregar 500 microl de buffer AW2 en el centro de la membrana y centrifugar a

14000 rpm por 3 minutos

10 Pasar la columna a eppendorf y centrifugar a velocidad maacutexima por 1 minuto

11 Pasar la columna a eppendorf y agregar 100 microl de buffer AE incubar a

temperatura ambiente por 1 minuto luego centrifugar a 8000 rpm por un minuto

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

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Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 53

Tabla 4 Cepario de referencia de Holanda

Especie Serogrupo Serovar Cepa de referencia

L Interrogans

Australis Australis Ballico

Autumnalis Autumnalis Akiyami A

Betaviae Betaviae Swart

Canicola Canicola Hond Utrechit IV

Djasiman Djasiman Djasiman

Hebdomadis Hebdomadis Hebdomadis

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagica RGA

Icterohaemorrhagia Copenhageni M20

Icterohaemorrhagia Copenhageni Wijnberg

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagia Kantorowic

Pomona Pomona Pomona

Pyrogenes Pyrogenes Salinem

Sejroe Hardjo Hardjoprajitho

Sejroe Wolffi 3705

L Noguchi

Australis Nicaragua 1011

Lousiana Lousiana LSU 1945

Panama Panama CZ 214

L Biorgpetersenii

Ballum Castellones Castellon 3

Javanica Javanica Veldrat Batavia

Mini Mini Sari

Serjoe Serjoe M 84

Tarassovi Tarassovi Pereplitsin

L welii

Celledoni Celledoni Celledoni

Manhao Qingshui L 105

Sarnin Sarm 11 Sarnin

L Kirschneri

Cynopteri Cynopteri 3522 C

Grippotyphosa Grippotyphosa Moskva V

L Neyeri Ranarum Ranarum ICF

L Santarosal Sherman Shermani 1342 K

L Biflexa Semaranga Patoc Patoc 1

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 32

5 RESULTADOS

De los 30 serovares que se sometieron al ensayo se detectaron 15 siendo

correspondiente a 12 serogrupos dentro los que se encuentran pomona e

icterohaemorrhagia dentro las patoacutegenas de importancia asiacute como el serogrupo

patoc de la saprofitas puesta a prueba Ver foto 1

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute ser la nuacutemero 1 compuesta por

Agua free nucleasa 19 microl Master mix 16 microl Primer 1 (Lep F1) 2 microl Primer 2-5

(LepR1) 4 microl Primer 3 (PU1) 2 microl Primer4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl Ver foto 2

En los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia en la

capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y saprofitas Ver

foto 2

La extraccioacuten maacutes adecuada resultoacute ser por calentamiento en la que se

identificaron 8 muestras de 19 mientras que las extracciones con el kit de

extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg) solo 2 muestras de 8 fueron

identificadas Ver foto 3

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten se encontroacute que la teacutecnica es capaz de identificar

una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira correspondiente a una

dilucioacuten 110000 Ver foto 4

En la determinacioacuten de la capacidad de la teacutecnica para detectar e identificar

Leptospira en muestras de campo se encontroacute que de 12 muestras de suero se

identificaron 3 mientras que de 13 muestras de orina fueron identificadas 5 Ver

foto 3

La sensibilidad mostrada fue de 50 IC 95 (3044 ndash 6956) mientras que la

especificidad fue de 100 IC 95 (95 ndash 100) con un valor predictivo positivos de

100 IC 95 (9667 ndash 100) y un valor predictivo negativo de 40 IC 95 (1880 ndash

6120) esto con una prevalencia de 75 IC 95 (6033 ndash 8967) mostrando un

Iacutendice de validez de 6550 IC 95 (4625 ndash 7875)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 33

6 DISCUSIOacuteN

Actualmente el meacutetodo para diagnosticar leptospirosis es la prueba de

Microaglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) pero esta resulta tediosa por la necesidad

de mantener las cepas lo que implica tambieacuten un riesgo potencial para el personal

de laboratorio ademaacutes no diferencia entre anticuerpos vacunales y de infeccioacuten

Otro meacutetodo directo de diagnoacutestico es el cultivo pero es limitado y requiere de

mucho tiempo (Alonso et al 2001)

Debido a las restricciones que generan estas pruebas diagnoacutesticas se ha

estandarizado una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y

patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos

En este estudio se sometieron 30 serovares al ensayo de los que se detectaron

15 correspondiente a 12 serogrupos amplificados mostrando una sensibilidad del

50 diferente a los resultados obtenidos por Ceacutespedes et al (2007) en cuyo

estudio la PCR pudo amplificar el ADN de 25 serovares de seis especies de

Leptospira spp con una sensibilidad del 100 in vitro Moreno et al (2010) mostroacute

un amplificado especiacutefico para 2122 cepas de referencia con la PCR simple

lipL32 mientras que la PCR muacuteltiple secYflaB amplificoacute 1822 cepas

Esta sensibilidad baja indica que la teacutecnica no es recomendada como una prueba

de tamizaje ya que ademaacutes del alto costo no es capaz de detectar a toda la

poblacioacuten infectada en cambio la especificidad que se obtuvo fue del 100

demostrada con el uso de ADN de otros agentes patoacutegenos (Staphyloccocus

Aureus Escherichi coli Salmonella spp Proteus spp y Streptococcus pyogenes)

los cuales no fueron amplificados Esto coincide con los ensayo realizado por

Ceacutespedes et al (2007) Moreno et al (2010) Kositanont et al (2007) y Boonsilp et al

(2011) los cuales muestran una especificad del 100 al no obtener amplificado del

ADN de otras cepas patoacutegenas que causan enfermedades febriles en sus paiacuteses

La causa de una especificidad tan alta de la reaccioacuten se debe a las secuencias

nucleotiacutedicas especiacuteficas formadas por los oligonucleoacutetidos (cebadores) LepF1 (5rsquo

GTTACCAAGCACAAGATTAG 3rsquo) LepR1 (5rsquo TAGTCCCGATTACATTTTC 3rsquo)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 34

PU1 (5rsquo TATCAGAGCCTTTTAATGG 3rsquo) y SU1 (5rsquo TTTAGGGTTAGCGTGGTA 3rsquo)

que fueron disentildeados para detectar secuencias nucleotiacutedicas especiacuteficas en este

caso el genoma de Leptospira spp (OIE 2006) Tambieacuten se debe tomar en cuenta

que la especificidad de la PCR depende ademaacutes de la temperatura empleada en

la fase de hibridacioacuten y de la cantidad de iones divalentes que se incorporan a la

reaccioacuten Cuanto mayor sea la temperatura utilizada en la fase de hibridacioacuten maacutes

especiacutefica es la reaccioacuten Esto se debe a que a mayor temperatura maacutes dificultada

se ve la unioacuten entre el cebador y la cadena molde en condiciones de

temperaturas de hibridacioacuten elevadas el cebador soacutelo se uniraacute a la cadena molde

si son complementarios en todos sus nucleoacutetidos (McPherson et al 1991)

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten por la diluciones de ADN puro (120ng) de L

interrogans serovar Australis se obtuvo un producto de 615pb hasta la dilucioacuten

110000 correspondiente a una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira

lo que coincide con la investigacioacuten realizada por Moreno et al (2010) cuyo liacutemite

de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR simple lipL32 obtuvo productos especiacuteficos

de 423 pb L interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten

110000 pero para el caso del liacutemite de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR

muacuteltiple secYflaB se obtuvieron productos especiacuteficos de 285 pb y 793 pb de L

interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten 1100 para secY y

11000 para flaB Estas diluciones se hicieron a partir de 120 ng de ADN extraiacutedo

de la cepa de referencia de Leptospira

El liacutemite de deteccioacuten para la PCR muacuteltiple indica una alta sensibilidad analiacutetica en

condiciones de PCR real esto lo posiciona como un meacutetodo de diagnoacutestico

molecular de eleccioacuten para estudios posteriores que busquen validar su uso

potencial para el diagnoacutestico de leptospirosis (Levett et al 2005)

La teacutecnica fue capaz de identificar Leptospira patoacutegena y saproacutefita lo que coincide

con el estudio de Kositanont et al (2007) que muestran resultados similares esto

se atribuye al uso de los cebadores especiacuteficos para la amplificacioacuten de genes

conservados en cepas patoacutegenas y saprofitas Otros estudios como los realizados

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 35

por Cheema et al (2007) Moreno et al (2010) y Rosario et al (2012) no

lograron detectar Leptospira saprofitas soacutelo patoacutegenas pues en ese estudio se

implicoacute solamente los genes conservados en cepas patoacutegenas de Leptospira La

inhabilidad de poder diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y no patoacutegenas puede

ser una dificultad en estudios ambientales donde se quiera diferenciar entre los

distintos serovares sin embargo no tiene importancia en el aspecto cliacutenico pues

no se aiacutesla Leptospira saprofitas en muestras animales (Ceacutespedes et al 2010)

Sin embargo otros estudios (Ibaacutentildeez et al 2010)) han mostrado anticuerpos contra

Leptospira sp serovariedad patoc en 1159 monos Rhesus (Macaca mulatta) en

condiciones de cautiverio Con tiacutetulos que variaron de 120 a 180 Silva et al

(2010) recogioacute muestra de 388 animales (aves reptiles mamiacuteferos y peces) tanto

salvajes como en cautiverio resultando positivo a MAT el 265 de los animales

Los tiacutetulos seroloacutegicos predominante fueron de 140 y 180 para los serotipos

patoc andamana canicola icterohaemorrhagiae y panamaacute

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute estar compuesta por 19 microl de Agua

free nucleasa 16 microl de GoTaqreg qPCR Master Mix 2 microl de cada uno de los

iniciadores (Lep F1 Lep R1 PU1 SU1 y Lep R1) a una concentracioacuten de 100

[Pmol] y 5 microl de ADN a un volumen final de 50 microl con una amplificacioacuten de 40

ciclos En una publicacioacuten similar realizada por Kosinatont et al (2007) utilizan 5microl

de buffer PCR 8 microl de MgCl2 1microl de cada iniciador a 20 [Pmol] y 5 microl de ADN a un

volumen final de 50microl Las condiciones de PCR consistieron de 35 ciclos Las

diferentes concentraciones de reactivos en ambos estudios se deben

probablemente a que las condiciones de laboratorio son diferentes en todas las

regiones ademaacutes del uso en el presente ensayo de un master mix comercial que

incluye todos los componentes para la PCR cuantitativa como son ADN Taq

polimerasa dATP dGTP dCTP dTTP y MgCl2 a excepcioacuten del ADN de la

muestra los cebadores y agua Utilizar este master mix evita errores en el

alineamiento de los cebadores en la temperatura de disociacioacuten de las cadenas

tanto del templado como del producto de la PCR la especificad del producto la

formacioacuten de diacutemero de cebadores y en la inhibicioacuten de la Taq polimerasa por

altas concentraciones de KCl o NaCl (Martinez et al 2004)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 36

En cuanto a los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia

en la capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y

saproacutefitas Eacuteste se puso a prueba debido a su utilizacioacuten en los medios de cultivo

cuando se toman muestras en el campo Su eficacia radica en que se une de

forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial para la siacutentesis de

nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases nitrogenadas que

forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se puede replicar lo

que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002) el 5-fluoracilo no fue una

sustancia inhibidora de la PCR pues no provoca el bloqueo directo total o parcial

de la actividad cataliacutetica de la ADN polimerasa o inhibe la unioacuten directa al ADN de

doble cadena (Newsletter Microbial 2009)

La extraccioacuten de ADN se hizo por calentamiento y con el kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) con el fin de determinar cuaacutel de los meacutetodos era el maacutes

efectivo para la extraccioacuten resultando ser la extraccioacuten por calentamiento ya que

fue capaz de detectar 8 muestras de 19 mientras que con el kit de extraccioacuten soacutelo

se lograron identificar 2 de 8 muestras Aunque con este meacutetodo ademaacutes de ser

de menor costoso se obtiene mayores valores de concentracioacuten y rendimiento de

ADN en el menor tiempo aportaacutendole rapidez y simplicidad a la prueba la pureza

del mismo es baja La importancia del proceso de purificacioacuten del material

geneacutetico es recobrar el producto maacuteximo de ADN de alto peso molecular libre de

proteiacutenas fenol e inhibidores de la Taq polimerasa El ADN de alta calidad es un

prerrequisito para su uso en teacutecnicas de biologiacutea molecular en este caso PCR

para la identificacioacuten de las secuencias especificas de ADN mediante el uso de

cebadores no asiacute el ADN degradado no sustenta la integridad de los sitios

blancos para los cebadores y consecuentemente afectar la calidad de la PCR

(Rada et al 1998)

Ademaacutes de la extraccioacuten de ADN por calentamiento existen otras teacutecnicas como

son meacutetodo fenol-cloroformo meacutetodo del acetato de potasio meacutetodo del acetato

de potasio modificado y meacutetodo de bromuro de cetil-trimetil amonio cuya base

principal es provocar una lisis celular para inactivar las nucleasas celulares y

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 37

separar los aacutecidos nucleicos de los restos de ceacutelulas (Fraga et al 2004) (Velasco

2005)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 38

7 CONCLUSIOacuteN

El PCR multiplex fue capaz de diferenciar entre Leptospira saprofita y

patoacutegena

Se obtuvo una baja sensibilidad pero alta especificidad

El 5-fluoracilo no mostro alteracioacuten en el proceso de amplificacioacuten

La mezcla maacutes adecuada fue la mezcla 1 compuesta por Agua free

nucleasa 19 microl Master mix 16 microl cebador 1 (Lep F1) 2 microl cebador 2-5

(LepR1) 4 microl cebador 3 (PU1) 2 microl cebador 4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl

Se obtuvo una alta sensibilidad analiacutetica o liacutemite de deteccioacuten capaz de

detectar hasta 0012 ng de ADN

El meacutetodo de extraccioacuten maacutes efectivo fue por calentamiento que por el kit

de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 39

8 RECOMENDACIONES

Validar la teacutecnica con una poblacioacuten maacutes representativa

Publicar los resultados de esta investigacioacuten con el fin de seguir mejorando

el diagnoacutestico de leptospirosis por PCR

Promover el uso de la PCR para un diagnoacutestico raacutepido de leptospirosis en

animales domeacutesticos

Realizar estudios de las fuentes de agua para la caracterizacioacuten de las

zonas de riesgo

Estandarizar teacutecnicas de diagnoacutestico de campo para fortalecer los sistemas

de vigilancia activa

Ofrecer charlas a las poblaciones con mayor prevalencia de leptospirosis

sobre el papel que juegan los animales en la transmisioacuten de la enfermedad

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 40

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Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

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ANEXOS

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Kit de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

1 20 microl de proteinasa K en eppendorf

2 Agregar 200 microl de la muestra

3 Agregar 200 microl de buffer AL y bortear por 5 segundos

4 Incubar a 56 ordmC por 10 minutos

5 Centrifugar brevemente

6 Agregar 200 microl de etanol (96 ndash 100)

7 Pasar la mezcla del paso 6 y colocarlo en un tubo de ensayo colector

procurando no tocar los bordes y centrifugar a 8000 rpm por 1 minuto Cambiar el

tubo colector descartando el contenido

8 Agregar en el centro de la columna 500 microl de buffer AW1 Centrifugar por 8000

rpm por 1 minuto luego descartar tubo colector y el contenido cambiando a un

nuevo tubo colector

9 Agregar 500 microl de buffer AW2 en el centro de la membrana y centrifugar a

14000 rpm por 3 minutos

10 Pasar la columna a eppendorf y centrifugar a velocidad maacutexima por 1 minuto

11 Pasar la columna a eppendorf y agregar 100 microl de buffer AE incubar a

temperatura ambiente por 1 minuto luego centrifugar a 8000 rpm por un minuto

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 53

Tabla 4 Cepario de referencia de Holanda

Especie Serogrupo Serovar Cepa de referencia

L Interrogans

Australis Australis Ballico

Autumnalis Autumnalis Akiyami A

Betaviae Betaviae Swart

Canicola Canicola Hond Utrechit IV

Djasiman Djasiman Djasiman

Hebdomadis Hebdomadis Hebdomadis

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagica RGA

Icterohaemorrhagia Copenhageni M20

Icterohaemorrhagia Copenhageni Wijnberg

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagia Kantorowic

Pomona Pomona Pomona

Pyrogenes Pyrogenes Salinem

Sejroe Hardjo Hardjoprajitho

Sejroe Wolffi 3705

L Noguchi

Australis Nicaragua 1011

Lousiana Lousiana LSU 1945

Panama Panama CZ 214

L Biorgpetersenii

Ballum Castellones Castellon 3

Javanica Javanica Veldrat Batavia

Mini Mini Sari

Serjoe Serjoe M 84

Tarassovi Tarassovi Pereplitsin

L welii

Celledoni Celledoni Celledoni

Manhao Qingshui L 105

Sarnin Sarm 11 Sarnin

L Kirschneri

Cynopteri Cynopteri 3522 C

Grippotyphosa Grippotyphosa Moskva V

L Neyeri Ranarum Ranarum ICF

L Santarosal Sherman Shermani 1342 K

L Biflexa Semaranga Patoc Patoc 1

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 33

6 DISCUSIOacuteN

Actualmente el meacutetodo para diagnosticar leptospirosis es la prueba de

Microaglutinacioacuten Microscoacutepica (MAT) pero esta resulta tediosa por la necesidad

de mantener las cepas lo que implica tambieacuten un riesgo potencial para el personal

de laboratorio ademaacutes no diferencia entre anticuerpos vacunales y de infeccioacuten

Otro meacutetodo directo de diagnoacutestico es el cultivo pero es limitado y requiere de

mucho tiempo (Alonso et al 2001)

Debido a las restricciones que generan estas pruebas diagnoacutesticas se ha

estandarizado una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefita y

patoacutegena en muestras de animales domeacutesticos

En este estudio se sometieron 30 serovares al ensayo de los que se detectaron

15 correspondiente a 12 serogrupos amplificados mostrando una sensibilidad del

50 diferente a los resultados obtenidos por Ceacutespedes et al (2007) en cuyo

estudio la PCR pudo amplificar el ADN de 25 serovares de seis especies de

Leptospira spp con una sensibilidad del 100 in vitro Moreno et al (2010) mostroacute

un amplificado especiacutefico para 2122 cepas de referencia con la PCR simple

lipL32 mientras que la PCR muacuteltiple secYflaB amplificoacute 1822 cepas

Esta sensibilidad baja indica que la teacutecnica no es recomendada como una prueba

de tamizaje ya que ademaacutes del alto costo no es capaz de detectar a toda la

poblacioacuten infectada en cambio la especificidad que se obtuvo fue del 100

demostrada con el uso de ADN de otros agentes patoacutegenos (Staphyloccocus

Aureus Escherichi coli Salmonella spp Proteus spp y Streptococcus pyogenes)

los cuales no fueron amplificados Esto coincide con los ensayo realizado por

Ceacutespedes et al (2007) Moreno et al (2010) Kositanont et al (2007) y Boonsilp et al

(2011) los cuales muestran una especificad del 100 al no obtener amplificado del

ADN de otras cepas patoacutegenas que causan enfermedades febriles en sus paiacuteses

La causa de una especificidad tan alta de la reaccioacuten se debe a las secuencias

nucleotiacutedicas especiacuteficas formadas por los oligonucleoacutetidos (cebadores) LepF1 (5rsquo

GTTACCAAGCACAAGATTAG 3rsquo) LepR1 (5rsquo TAGTCCCGATTACATTTTC 3rsquo)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 34

PU1 (5rsquo TATCAGAGCCTTTTAATGG 3rsquo) y SU1 (5rsquo TTTAGGGTTAGCGTGGTA 3rsquo)

que fueron disentildeados para detectar secuencias nucleotiacutedicas especiacuteficas en este

caso el genoma de Leptospira spp (OIE 2006) Tambieacuten se debe tomar en cuenta

que la especificidad de la PCR depende ademaacutes de la temperatura empleada en

la fase de hibridacioacuten y de la cantidad de iones divalentes que se incorporan a la

reaccioacuten Cuanto mayor sea la temperatura utilizada en la fase de hibridacioacuten maacutes

especiacutefica es la reaccioacuten Esto se debe a que a mayor temperatura maacutes dificultada

se ve la unioacuten entre el cebador y la cadena molde en condiciones de

temperaturas de hibridacioacuten elevadas el cebador soacutelo se uniraacute a la cadena molde

si son complementarios en todos sus nucleoacutetidos (McPherson et al 1991)

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten por la diluciones de ADN puro (120ng) de L

interrogans serovar Australis se obtuvo un producto de 615pb hasta la dilucioacuten

110000 correspondiente a una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira

lo que coincide con la investigacioacuten realizada por Moreno et al (2010) cuyo liacutemite

de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR simple lipL32 obtuvo productos especiacuteficos

de 423 pb L interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten

110000 pero para el caso del liacutemite de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR

muacuteltiple secYflaB se obtuvieron productos especiacuteficos de 285 pb y 793 pb de L

interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten 1100 para secY y

11000 para flaB Estas diluciones se hicieron a partir de 120 ng de ADN extraiacutedo

de la cepa de referencia de Leptospira

El liacutemite de deteccioacuten para la PCR muacuteltiple indica una alta sensibilidad analiacutetica en

condiciones de PCR real esto lo posiciona como un meacutetodo de diagnoacutestico

molecular de eleccioacuten para estudios posteriores que busquen validar su uso

potencial para el diagnoacutestico de leptospirosis (Levett et al 2005)

La teacutecnica fue capaz de identificar Leptospira patoacutegena y saproacutefita lo que coincide

con el estudio de Kositanont et al (2007) que muestran resultados similares esto

se atribuye al uso de los cebadores especiacuteficos para la amplificacioacuten de genes

conservados en cepas patoacutegenas y saprofitas Otros estudios como los realizados

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 35

por Cheema et al (2007) Moreno et al (2010) y Rosario et al (2012) no

lograron detectar Leptospira saprofitas soacutelo patoacutegenas pues en ese estudio se

implicoacute solamente los genes conservados en cepas patoacutegenas de Leptospira La

inhabilidad de poder diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y no patoacutegenas puede

ser una dificultad en estudios ambientales donde se quiera diferenciar entre los

distintos serovares sin embargo no tiene importancia en el aspecto cliacutenico pues

no se aiacutesla Leptospira saprofitas en muestras animales (Ceacutespedes et al 2010)

Sin embargo otros estudios (Ibaacutentildeez et al 2010)) han mostrado anticuerpos contra

Leptospira sp serovariedad patoc en 1159 monos Rhesus (Macaca mulatta) en

condiciones de cautiverio Con tiacutetulos que variaron de 120 a 180 Silva et al

(2010) recogioacute muestra de 388 animales (aves reptiles mamiacuteferos y peces) tanto

salvajes como en cautiverio resultando positivo a MAT el 265 de los animales

Los tiacutetulos seroloacutegicos predominante fueron de 140 y 180 para los serotipos

patoc andamana canicola icterohaemorrhagiae y panamaacute

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute estar compuesta por 19 microl de Agua

free nucleasa 16 microl de GoTaqreg qPCR Master Mix 2 microl de cada uno de los

iniciadores (Lep F1 Lep R1 PU1 SU1 y Lep R1) a una concentracioacuten de 100

[Pmol] y 5 microl de ADN a un volumen final de 50 microl con una amplificacioacuten de 40

ciclos En una publicacioacuten similar realizada por Kosinatont et al (2007) utilizan 5microl

de buffer PCR 8 microl de MgCl2 1microl de cada iniciador a 20 [Pmol] y 5 microl de ADN a un

volumen final de 50microl Las condiciones de PCR consistieron de 35 ciclos Las

diferentes concentraciones de reactivos en ambos estudios se deben

probablemente a que las condiciones de laboratorio son diferentes en todas las

regiones ademaacutes del uso en el presente ensayo de un master mix comercial que

incluye todos los componentes para la PCR cuantitativa como son ADN Taq

polimerasa dATP dGTP dCTP dTTP y MgCl2 a excepcioacuten del ADN de la

muestra los cebadores y agua Utilizar este master mix evita errores en el

alineamiento de los cebadores en la temperatura de disociacioacuten de las cadenas

tanto del templado como del producto de la PCR la especificad del producto la

formacioacuten de diacutemero de cebadores y en la inhibicioacuten de la Taq polimerasa por

altas concentraciones de KCl o NaCl (Martinez et al 2004)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 36

En cuanto a los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia

en la capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y

saproacutefitas Eacuteste se puso a prueba debido a su utilizacioacuten en los medios de cultivo

cuando se toman muestras en el campo Su eficacia radica en que se une de

forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial para la siacutentesis de

nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases nitrogenadas que

forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se puede replicar lo

que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002) el 5-fluoracilo no fue una

sustancia inhibidora de la PCR pues no provoca el bloqueo directo total o parcial

de la actividad cataliacutetica de la ADN polimerasa o inhibe la unioacuten directa al ADN de

doble cadena (Newsletter Microbial 2009)

La extraccioacuten de ADN se hizo por calentamiento y con el kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) con el fin de determinar cuaacutel de los meacutetodos era el maacutes

efectivo para la extraccioacuten resultando ser la extraccioacuten por calentamiento ya que

fue capaz de detectar 8 muestras de 19 mientras que con el kit de extraccioacuten soacutelo

se lograron identificar 2 de 8 muestras Aunque con este meacutetodo ademaacutes de ser

de menor costoso se obtiene mayores valores de concentracioacuten y rendimiento de

ADN en el menor tiempo aportaacutendole rapidez y simplicidad a la prueba la pureza

del mismo es baja La importancia del proceso de purificacioacuten del material

geneacutetico es recobrar el producto maacuteximo de ADN de alto peso molecular libre de

proteiacutenas fenol e inhibidores de la Taq polimerasa El ADN de alta calidad es un

prerrequisito para su uso en teacutecnicas de biologiacutea molecular en este caso PCR

para la identificacioacuten de las secuencias especificas de ADN mediante el uso de

cebadores no asiacute el ADN degradado no sustenta la integridad de los sitios

blancos para los cebadores y consecuentemente afectar la calidad de la PCR

(Rada et al 1998)

Ademaacutes de la extraccioacuten de ADN por calentamiento existen otras teacutecnicas como

son meacutetodo fenol-cloroformo meacutetodo del acetato de potasio meacutetodo del acetato

de potasio modificado y meacutetodo de bromuro de cetil-trimetil amonio cuya base

principal es provocar una lisis celular para inactivar las nucleasas celulares y

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 37

separar los aacutecidos nucleicos de los restos de ceacutelulas (Fraga et al 2004) (Velasco

2005)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 38

7 CONCLUSIOacuteN

El PCR multiplex fue capaz de diferenciar entre Leptospira saprofita y

patoacutegena

Se obtuvo una baja sensibilidad pero alta especificidad

El 5-fluoracilo no mostro alteracioacuten en el proceso de amplificacioacuten

La mezcla maacutes adecuada fue la mezcla 1 compuesta por Agua free

nucleasa 19 microl Master mix 16 microl cebador 1 (Lep F1) 2 microl cebador 2-5

(LepR1) 4 microl cebador 3 (PU1) 2 microl cebador 4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl

Se obtuvo una alta sensibilidad analiacutetica o liacutemite de deteccioacuten capaz de

detectar hasta 0012 ng de ADN

El meacutetodo de extraccioacuten maacutes efectivo fue por calentamiento que por el kit

de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 39

8 RECOMENDACIONES

Validar la teacutecnica con una poblacioacuten maacutes representativa

Publicar los resultados de esta investigacioacuten con el fin de seguir mejorando

el diagnoacutestico de leptospirosis por PCR

Promover el uso de la PCR para un diagnoacutestico raacutepido de leptospirosis en

animales domeacutesticos

Realizar estudios de las fuentes de agua para la caracterizacioacuten de las

zonas de riesgo

Estandarizar teacutecnicas de diagnoacutestico de campo para fortalecer los sistemas

de vigilancia activa

Ofrecer charlas a las poblaciones con mayor prevalencia de leptospirosis

sobre el papel que juegan los animales en la transmisioacuten de la enfermedad

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 40

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Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 47

ANEXOS

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 48

Kit de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

1 20 microl de proteinasa K en eppendorf

2 Agregar 200 microl de la muestra

3 Agregar 200 microl de buffer AL y bortear por 5 segundos

4 Incubar a 56 ordmC por 10 minutos

5 Centrifugar brevemente

6 Agregar 200 microl de etanol (96 ndash 100)

7 Pasar la mezcla del paso 6 y colocarlo en un tubo de ensayo colector

procurando no tocar los bordes y centrifugar a 8000 rpm por 1 minuto Cambiar el

tubo colector descartando el contenido

8 Agregar en el centro de la columna 500 microl de buffer AW1 Centrifugar por 8000

rpm por 1 minuto luego descartar tubo colector y el contenido cambiando a un

nuevo tubo colector

9 Agregar 500 microl de buffer AW2 en el centro de la membrana y centrifugar a

14000 rpm por 3 minutos

10 Pasar la columna a eppendorf y centrifugar a velocidad maacutexima por 1 minuto

11 Pasar la columna a eppendorf y agregar 100 microl de buffer AE incubar a

temperatura ambiente por 1 minuto luego centrifugar a 8000 rpm por un minuto

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 49

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

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Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

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Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 52

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 53

Tabla 4 Cepario de referencia de Holanda

Especie Serogrupo Serovar Cepa de referencia

L Interrogans

Australis Australis Ballico

Autumnalis Autumnalis Akiyami A

Betaviae Betaviae Swart

Canicola Canicola Hond Utrechit IV

Djasiman Djasiman Djasiman

Hebdomadis Hebdomadis Hebdomadis

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagica RGA

Icterohaemorrhagia Copenhageni M20

Icterohaemorrhagia Copenhageni Wijnberg

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagia Kantorowic

Pomona Pomona Pomona

Pyrogenes Pyrogenes Salinem

Sejroe Hardjo Hardjoprajitho

Sejroe Wolffi 3705

L Noguchi

Australis Nicaragua 1011

Lousiana Lousiana LSU 1945

Panama Panama CZ 214

L Biorgpetersenii

Ballum Castellones Castellon 3

Javanica Javanica Veldrat Batavia

Mini Mini Sari

Serjoe Serjoe M 84

Tarassovi Tarassovi Pereplitsin

L welii

Celledoni Celledoni Celledoni

Manhao Qingshui L 105

Sarnin Sarm 11 Sarnin

L Kirschneri

Cynopteri Cynopteri 3522 C

Grippotyphosa Grippotyphosa Moskva V

L Neyeri Ranarum Ranarum ICF

L Santarosal Sherman Shermani 1342 K

L Biflexa Semaranga Patoc Patoc 1

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 34

PU1 (5rsquo TATCAGAGCCTTTTAATGG 3rsquo) y SU1 (5rsquo TTTAGGGTTAGCGTGGTA 3rsquo)

que fueron disentildeados para detectar secuencias nucleotiacutedicas especiacuteficas en este

caso el genoma de Leptospira spp (OIE 2006) Tambieacuten se debe tomar en cuenta

que la especificidad de la PCR depende ademaacutes de la temperatura empleada en

la fase de hibridacioacuten y de la cantidad de iones divalentes que se incorporan a la

reaccioacuten Cuanto mayor sea la temperatura utilizada en la fase de hibridacioacuten maacutes

especiacutefica es la reaccioacuten Esto se debe a que a mayor temperatura maacutes dificultada

se ve la unioacuten entre el cebador y la cadena molde en condiciones de

temperaturas de hibridacioacuten elevadas el cebador soacutelo se uniraacute a la cadena molde

si son complementarios en todos sus nucleoacutetidos (McPherson et al 1991)

En cuanto al liacutemite de deteccioacuten por la diluciones de ADN puro (120ng) de L

interrogans serovar Australis se obtuvo un producto de 615pb hasta la dilucioacuten

110000 correspondiente a una concentracioacuten de 0012 pg de ADN de Leptospira

lo que coincide con la investigacioacuten realizada por Moreno et al (2010) cuyo liacutemite

de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR simple lipL32 obtuvo productos especiacuteficos

de 423 pb L interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten

110000 pero para el caso del liacutemite de deteccioacuten de la reaccioacuten de la PCR

muacuteltiple secYflaB se obtuvieron productos especiacuteficos de 285 pb y 793 pb de L

interrogans serovar Copenhageni cepa M 20 hasta la dilucioacuten 1100 para secY y

11000 para flaB Estas diluciones se hicieron a partir de 120 ng de ADN extraiacutedo

de la cepa de referencia de Leptospira

El liacutemite de deteccioacuten para la PCR muacuteltiple indica una alta sensibilidad analiacutetica en

condiciones de PCR real esto lo posiciona como un meacutetodo de diagnoacutestico

molecular de eleccioacuten para estudios posteriores que busquen validar su uso

potencial para el diagnoacutestico de leptospirosis (Levett et al 2005)

La teacutecnica fue capaz de identificar Leptospira patoacutegena y saproacutefita lo que coincide

con el estudio de Kositanont et al (2007) que muestran resultados similares esto

se atribuye al uso de los cebadores especiacuteficos para la amplificacioacuten de genes

conservados en cepas patoacutegenas y saprofitas Otros estudios como los realizados

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 35

por Cheema et al (2007) Moreno et al (2010) y Rosario et al (2012) no

lograron detectar Leptospira saprofitas soacutelo patoacutegenas pues en ese estudio se

implicoacute solamente los genes conservados en cepas patoacutegenas de Leptospira La

inhabilidad de poder diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y no patoacutegenas puede

ser una dificultad en estudios ambientales donde se quiera diferenciar entre los

distintos serovares sin embargo no tiene importancia en el aspecto cliacutenico pues

no se aiacutesla Leptospira saprofitas en muestras animales (Ceacutespedes et al 2010)

Sin embargo otros estudios (Ibaacutentildeez et al 2010)) han mostrado anticuerpos contra

Leptospira sp serovariedad patoc en 1159 monos Rhesus (Macaca mulatta) en

condiciones de cautiverio Con tiacutetulos que variaron de 120 a 180 Silva et al

(2010) recogioacute muestra de 388 animales (aves reptiles mamiacuteferos y peces) tanto

salvajes como en cautiverio resultando positivo a MAT el 265 de los animales

Los tiacutetulos seroloacutegicos predominante fueron de 140 y 180 para los serotipos

patoc andamana canicola icterohaemorrhagiae y panamaacute

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute estar compuesta por 19 microl de Agua

free nucleasa 16 microl de GoTaqreg qPCR Master Mix 2 microl de cada uno de los

iniciadores (Lep F1 Lep R1 PU1 SU1 y Lep R1) a una concentracioacuten de 100

[Pmol] y 5 microl de ADN a un volumen final de 50 microl con una amplificacioacuten de 40

ciclos En una publicacioacuten similar realizada por Kosinatont et al (2007) utilizan 5microl

de buffer PCR 8 microl de MgCl2 1microl de cada iniciador a 20 [Pmol] y 5 microl de ADN a un

volumen final de 50microl Las condiciones de PCR consistieron de 35 ciclos Las

diferentes concentraciones de reactivos en ambos estudios se deben

probablemente a que las condiciones de laboratorio son diferentes en todas las

regiones ademaacutes del uso en el presente ensayo de un master mix comercial que

incluye todos los componentes para la PCR cuantitativa como son ADN Taq

polimerasa dATP dGTP dCTP dTTP y MgCl2 a excepcioacuten del ADN de la

muestra los cebadores y agua Utilizar este master mix evita errores en el

alineamiento de los cebadores en la temperatura de disociacioacuten de las cadenas

tanto del templado como del producto de la PCR la especificad del producto la

formacioacuten de diacutemero de cebadores y en la inhibicioacuten de la Taq polimerasa por

altas concentraciones de KCl o NaCl (Martinez et al 2004)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 36

En cuanto a los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia

en la capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y

saproacutefitas Eacuteste se puso a prueba debido a su utilizacioacuten en los medios de cultivo

cuando se toman muestras en el campo Su eficacia radica en que se une de

forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial para la siacutentesis de

nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases nitrogenadas que

forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se puede replicar lo

que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002) el 5-fluoracilo no fue una

sustancia inhibidora de la PCR pues no provoca el bloqueo directo total o parcial

de la actividad cataliacutetica de la ADN polimerasa o inhibe la unioacuten directa al ADN de

doble cadena (Newsletter Microbial 2009)

La extraccioacuten de ADN se hizo por calentamiento y con el kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) con el fin de determinar cuaacutel de los meacutetodos era el maacutes

efectivo para la extraccioacuten resultando ser la extraccioacuten por calentamiento ya que

fue capaz de detectar 8 muestras de 19 mientras que con el kit de extraccioacuten soacutelo

se lograron identificar 2 de 8 muestras Aunque con este meacutetodo ademaacutes de ser

de menor costoso se obtiene mayores valores de concentracioacuten y rendimiento de

ADN en el menor tiempo aportaacutendole rapidez y simplicidad a la prueba la pureza

del mismo es baja La importancia del proceso de purificacioacuten del material

geneacutetico es recobrar el producto maacuteximo de ADN de alto peso molecular libre de

proteiacutenas fenol e inhibidores de la Taq polimerasa El ADN de alta calidad es un

prerrequisito para su uso en teacutecnicas de biologiacutea molecular en este caso PCR

para la identificacioacuten de las secuencias especificas de ADN mediante el uso de

cebadores no asiacute el ADN degradado no sustenta la integridad de los sitios

blancos para los cebadores y consecuentemente afectar la calidad de la PCR

(Rada et al 1998)

Ademaacutes de la extraccioacuten de ADN por calentamiento existen otras teacutecnicas como

son meacutetodo fenol-cloroformo meacutetodo del acetato de potasio meacutetodo del acetato

de potasio modificado y meacutetodo de bromuro de cetil-trimetil amonio cuya base

principal es provocar una lisis celular para inactivar las nucleasas celulares y

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 37

separar los aacutecidos nucleicos de los restos de ceacutelulas (Fraga et al 2004) (Velasco

2005)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 38

7 CONCLUSIOacuteN

El PCR multiplex fue capaz de diferenciar entre Leptospira saprofita y

patoacutegena

Se obtuvo una baja sensibilidad pero alta especificidad

El 5-fluoracilo no mostro alteracioacuten en el proceso de amplificacioacuten

La mezcla maacutes adecuada fue la mezcla 1 compuesta por Agua free

nucleasa 19 microl Master mix 16 microl cebador 1 (Lep F1) 2 microl cebador 2-5

(LepR1) 4 microl cebador 3 (PU1) 2 microl cebador 4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl

Se obtuvo una alta sensibilidad analiacutetica o liacutemite de deteccioacuten capaz de

detectar hasta 0012 ng de ADN

El meacutetodo de extraccioacuten maacutes efectivo fue por calentamiento que por el kit

de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 39

8 RECOMENDACIONES

Validar la teacutecnica con una poblacioacuten maacutes representativa

Publicar los resultados de esta investigacioacuten con el fin de seguir mejorando

el diagnoacutestico de leptospirosis por PCR

Promover el uso de la PCR para un diagnoacutestico raacutepido de leptospirosis en

animales domeacutesticos

Realizar estudios de las fuentes de agua para la caracterizacioacuten de las

zonas de riesgo

Estandarizar teacutecnicas de diagnoacutestico de campo para fortalecer los sistemas

de vigilancia activa

Ofrecer charlas a las poblaciones con mayor prevalencia de leptospirosis

sobre el papel que juegan los animales en la transmisioacuten de la enfermedad

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 40

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Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 47

ANEXOS

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 48

Kit de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

1 20 microl de proteinasa K en eppendorf

2 Agregar 200 microl de la muestra

3 Agregar 200 microl de buffer AL y bortear por 5 segundos

4 Incubar a 56 ordmC por 10 minutos

5 Centrifugar brevemente

6 Agregar 200 microl de etanol (96 ndash 100)

7 Pasar la mezcla del paso 6 y colocarlo en un tubo de ensayo colector

procurando no tocar los bordes y centrifugar a 8000 rpm por 1 minuto Cambiar el

tubo colector descartando el contenido

8 Agregar en el centro de la columna 500 microl de buffer AW1 Centrifugar por 8000

rpm por 1 minuto luego descartar tubo colector y el contenido cambiando a un

nuevo tubo colector

9 Agregar 500 microl de buffer AW2 en el centro de la membrana y centrifugar a

14000 rpm por 3 minutos

10 Pasar la columna a eppendorf y centrifugar a velocidad maacutexima por 1 minuto

11 Pasar la columna a eppendorf y agregar 100 microl de buffer AE incubar a

temperatura ambiente por 1 minuto luego centrifugar a 8000 rpm por un minuto

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 49

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 50

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 51

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 52

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 53

Tabla 4 Cepario de referencia de Holanda

Especie Serogrupo Serovar Cepa de referencia

L Interrogans

Australis Australis Ballico

Autumnalis Autumnalis Akiyami A

Betaviae Betaviae Swart

Canicola Canicola Hond Utrechit IV

Djasiman Djasiman Djasiman

Hebdomadis Hebdomadis Hebdomadis

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagica RGA

Icterohaemorrhagia Copenhageni M20

Icterohaemorrhagia Copenhageni Wijnberg

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagia Kantorowic

Pomona Pomona Pomona

Pyrogenes Pyrogenes Salinem

Sejroe Hardjo Hardjoprajitho

Sejroe Wolffi 3705

L Noguchi

Australis Nicaragua 1011

Lousiana Lousiana LSU 1945

Panama Panama CZ 214

L Biorgpetersenii

Ballum Castellones Castellon 3

Javanica Javanica Veldrat Batavia

Mini Mini Sari

Serjoe Serjoe M 84

Tarassovi Tarassovi Pereplitsin

L welii

Celledoni Celledoni Celledoni

Manhao Qingshui L 105

Sarnin Sarm 11 Sarnin

L Kirschneri

Cynopteri Cynopteri 3522 C

Grippotyphosa Grippotyphosa Moskva V

L Neyeri Ranarum Ranarum ICF

L Santarosal Sherman Shermani 1342 K

L Biflexa Semaranga Patoc Patoc 1

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 35

por Cheema et al (2007) Moreno et al (2010) y Rosario et al (2012) no

lograron detectar Leptospira saprofitas soacutelo patoacutegenas pues en ese estudio se

implicoacute solamente los genes conservados en cepas patoacutegenas de Leptospira La

inhabilidad de poder diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y no patoacutegenas puede

ser una dificultad en estudios ambientales donde se quiera diferenciar entre los

distintos serovares sin embargo no tiene importancia en el aspecto cliacutenico pues

no se aiacutesla Leptospira saprofitas en muestras animales (Ceacutespedes et al 2010)

Sin embargo otros estudios (Ibaacutentildeez et al 2010)) han mostrado anticuerpos contra

Leptospira sp serovariedad patoc en 1159 monos Rhesus (Macaca mulatta) en

condiciones de cautiverio Con tiacutetulos que variaron de 120 a 180 Silva et al

(2010) recogioacute muestra de 388 animales (aves reptiles mamiacuteferos y peces) tanto

salvajes como en cautiverio resultando positivo a MAT el 265 de los animales

Los tiacutetulos seroloacutegicos predominante fueron de 140 y 180 para los serotipos

patoc andamana canicola icterohaemorrhagiae y panamaacute

La mezcla maacutes adecuada para la PCR resultoacute estar compuesta por 19 microl de Agua

free nucleasa 16 microl de GoTaqreg qPCR Master Mix 2 microl de cada uno de los

iniciadores (Lep F1 Lep R1 PU1 SU1 y Lep R1) a una concentracioacuten de 100

[Pmol] y 5 microl de ADN a un volumen final de 50 microl con una amplificacioacuten de 40

ciclos En una publicacioacuten similar realizada por Kosinatont et al (2007) utilizan 5microl

de buffer PCR 8 microl de MgCl2 1microl de cada iniciador a 20 [Pmol] y 5 microl de ADN a un

volumen final de 50microl Las condiciones de PCR consistieron de 35 ciclos Las

diferentes concentraciones de reactivos en ambos estudios se deben

probablemente a que las condiciones de laboratorio son diferentes en todas las

regiones ademaacutes del uso en el presente ensayo de un master mix comercial que

incluye todos los componentes para la PCR cuantitativa como son ADN Taq

polimerasa dATP dGTP dCTP dTTP y MgCl2 a excepcioacuten del ADN de la

muestra los cebadores y agua Utilizar este master mix evita errores en el

alineamiento de los cebadores en la temperatura de disociacioacuten de las cadenas

tanto del templado como del producto de la PCR la especificad del producto la

formacioacuten de diacutemero de cebadores y en la inhibicioacuten de la Taq polimerasa por

altas concentraciones de KCl o NaCl (Martinez et al 2004)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 36

En cuanto a los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia

en la capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y

saproacutefitas Eacuteste se puso a prueba debido a su utilizacioacuten en los medios de cultivo

cuando se toman muestras en el campo Su eficacia radica en que se une de

forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial para la siacutentesis de

nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases nitrogenadas que

forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se puede replicar lo

que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002) el 5-fluoracilo no fue una

sustancia inhibidora de la PCR pues no provoca el bloqueo directo total o parcial

de la actividad cataliacutetica de la ADN polimerasa o inhibe la unioacuten directa al ADN de

doble cadena (Newsletter Microbial 2009)

La extraccioacuten de ADN se hizo por calentamiento y con el kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) con el fin de determinar cuaacutel de los meacutetodos era el maacutes

efectivo para la extraccioacuten resultando ser la extraccioacuten por calentamiento ya que

fue capaz de detectar 8 muestras de 19 mientras que con el kit de extraccioacuten soacutelo

se lograron identificar 2 de 8 muestras Aunque con este meacutetodo ademaacutes de ser

de menor costoso se obtiene mayores valores de concentracioacuten y rendimiento de

ADN en el menor tiempo aportaacutendole rapidez y simplicidad a la prueba la pureza

del mismo es baja La importancia del proceso de purificacioacuten del material

geneacutetico es recobrar el producto maacuteximo de ADN de alto peso molecular libre de

proteiacutenas fenol e inhibidores de la Taq polimerasa El ADN de alta calidad es un

prerrequisito para su uso en teacutecnicas de biologiacutea molecular en este caso PCR

para la identificacioacuten de las secuencias especificas de ADN mediante el uso de

cebadores no asiacute el ADN degradado no sustenta la integridad de los sitios

blancos para los cebadores y consecuentemente afectar la calidad de la PCR

(Rada et al 1998)

Ademaacutes de la extraccioacuten de ADN por calentamiento existen otras teacutecnicas como

son meacutetodo fenol-cloroformo meacutetodo del acetato de potasio meacutetodo del acetato

de potasio modificado y meacutetodo de bromuro de cetil-trimetil amonio cuya base

principal es provocar una lisis celular para inactivar las nucleasas celulares y

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 37

separar los aacutecidos nucleicos de los restos de ceacutelulas (Fraga et al 2004) (Velasco

2005)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 38

7 CONCLUSIOacuteN

El PCR multiplex fue capaz de diferenciar entre Leptospira saprofita y

patoacutegena

Se obtuvo una baja sensibilidad pero alta especificidad

El 5-fluoracilo no mostro alteracioacuten en el proceso de amplificacioacuten

La mezcla maacutes adecuada fue la mezcla 1 compuesta por Agua free

nucleasa 19 microl Master mix 16 microl cebador 1 (Lep F1) 2 microl cebador 2-5

(LepR1) 4 microl cebador 3 (PU1) 2 microl cebador 4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl

Se obtuvo una alta sensibilidad analiacutetica o liacutemite de deteccioacuten capaz de

detectar hasta 0012 ng de ADN

El meacutetodo de extraccioacuten maacutes efectivo fue por calentamiento que por el kit

de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 39

8 RECOMENDACIONES

Validar la teacutecnica con una poblacioacuten maacutes representativa

Publicar los resultados de esta investigacioacuten con el fin de seguir mejorando

el diagnoacutestico de leptospirosis por PCR

Promover el uso de la PCR para un diagnoacutestico raacutepido de leptospirosis en

animales domeacutesticos

Realizar estudios de las fuentes de agua para la caracterizacioacuten de las

zonas de riesgo

Estandarizar teacutecnicas de diagnoacutestico de campo para fortalecer los sistemas

de vigilancia activa

Ofrecer charlas a las poblaciones con mayor prevalencia de leptospirosis

sobre el papel que juegan los animales en la transmisioacuten de la enfermedad

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 40

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Pelaacuteez Saacutenchez Otto Reinaldo Garciacutea Quintero Gustavo Batista Santiesteban

Niurka Blain Torres Kirenia Informe del trabajo realizado en el enfrentamiento del

brote epideacutemico de leptospirosis Managua Nicaragua Instituto Finlay Centro de

Investigacioacuten y Produccioacuten de Vacunas 2007 [Citado 14 de agosto de 2012]

Disponible en

httpwwwconamornicaraguaorgnidocumentos_4DICIEMBREINFORME_BRIG

ADA_MEDICA_CUBANA_FINAL__IMP

Quinn PJ Markey BK Carter ME Donnelly WJ Leonard FC Microbiologiacutea y

enfermedades infecciosas veterinarias1ra edZaragoza Espantildea Acribia 2002

Quinn PJ Markey BK Carter ME Donnelly WJ Leonard FC Microbiologiacutea y

enfermedades infecciosas veterinarias 2 da ed Zaragoza Espantildea Acribia 2005

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 45

Rada T Ana Toboada L Gonzalo Meacutetodo de obtencioacuten y purificacioacuten de ADN

humano para su aplicacioacuten en geneacutetica molecular Biofarbo 1998 6 63-68

Ren SX Fu G Jiang XG Zeng R Miao YG Xu H Unique physiological and

pathogenic features of Leptospira interrogans revealed by whole-genome

sequencing Nature 2003 422(6934)888-893

Rodicio Mariacutea del Rosario Mendoza Mariacutea del Carmen Identificacioacuten bacteriana

mediante secuenciacioacuten del ARNr 16S fundamento metodologiacutea y aplicaciones

en microbiologiacutea cliacutenica Enferm Infecc Microbiol Clin 2004 22(4)238-45

Rodriacuteguez S Iram Pablo Barrera S Hugo A La reaccioacuten en cadena de la

polimerasa a dos deacutecadas de su invencioacuten Ciencia UANL 2004 7(3)323-335

Rosario Luis A Arencibia Daniel F Batista Niurka et al Caracterizacioacuten de

aislamientos cliacutenicos de Leptospira por meacutetodos fenotiacutepicos y moleculares en la

Repuacuteblica de Nicaragua VacciMonitor 2012 21(3)6-12

Satz Leonardo M Kornblihtt Alberto R La reaccion en cadena de la polimeras

Revist Divulg Cient y Tecnol AsocCien Hoy 1993 4(23)

Silva Carolina dos Santos Giacuterio Raul Joseacute Silva Guerra N Guilherme Brich

Michelle Santana Lucas Alves de Souza Amacircncio Faacutebio Henrique et al

Anticorpos anti-Leptospira spp em animais selvagens do zooloacutegico municipal de

Ribeiratildeo Preto Estado de Satildeo Paulo Brasil Anti-Leptospira spp antibodies in

wild animals from Ribeiratildeo Preto city zoo in Satildeo Paulo State Brazil Braz j vet

res anim sci 2010 47(3)237-242

Terpstra WJ Korver H Leeuwen J van Kolk AHJ Schoone GJ Alternative

methods for the classification of leptospiral serovars In The present state of

leptospirosis diagnosis and control EdsWA Ellis and TWA Little PublNijhoff

1986

Torrez T Alfredo G Baca Beatriz Eugenia Reaccioacuten en cadena de la polimerasa

Elementos 1995 3(23)16-21

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 46

Velasco M Reinaldo Marcadores moleculares y la extraccioacuten de ADN

Facultcienc agrop2005 3(1) 14-18

Victoria Berta Fernaacutendez Carmen Rodriacuteguez Joseacute E Obregoacuten Ana M

Rodriacuteguez Islay Identificacioacuten de aislamientos de Leptospira por meacutetodos

seroloacutegicos y geneacuteticos Rev cubana med trop 2002 54(1)48-51

Vital-Brazil Juliana Magalhatildees Balassiano Ilana Teruszkin Oliveira Fabiano Sutter

de Costa Alberto Dias de Souza Hillen Leandro Pereira Martha Mariacutea Multiplex

PCR-based detection of Leptospira in environmental water samples obtained from

a slum settlement Mem Inst Oswaldo Cruz 2010 105(3) 353-355

World Health Organization Current problems in leptospirosis research Geneva

WHO 1967 Technical report series 380

Zamora J Riedmann S Encuesta Seroloacutegica de Leptospirosis Humana en

Ocupaciones de alto riesgo en Chile Rev Med Chile 1990 118 247-252

Zunino M Enna Pizarro P Rolando Leptospirosis Puesta al diacutea Rev Chil

Infectol 2007 24(3) 220-226

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 47

ANEXOS

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 48

Kit de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

1 20 microl de proteinasa K en eppendorf

2 Agregar 200 microl de la muestra

3 Agregar 200 microl de buffer AL y bortear por 5 segundos

4 Incubar a 56 ordmC por 10 minutos

5 Centrifugar brevemente

6 Agregar 200 microl de etanol (96 ndash 100)

7 Pasar la mezcla del paso 6 y colocarlo en un tubo de ensayo colector

procurando no tocar los bordes y centrifugar a 8000 rpm por 1 minuto Cambiar el

tubo colector descartando el contenido

8 Agregar en el centro de la columna 500 microl de buffer AW1 Centrifugar por 8000

rpm por 1 minuto luego descartar tubo colector y el contenido cambiando a un

nuevo tubo colector

9 Agregar 500 microl de buffer AW2 en el centro de la membrana y centrifugar a

14000 rpm por 3 minutos

10 Pasar la columna a eppendorf y centrifugar a velocidad maacutexima por 1 minuto

11 Pasar la columna a eppendorf y agregar 100 microl de buffer AE incubar a

temperatura ambiente por 1 minuto luego centrifugar a 8000 rpm por un minuto

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 49

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 50

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 51

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 52

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 53

Tabla 4 Cepario de referencia de Holanda

Especie Serogrupo Serovar Cepa de referencia

L Interrogans

Australis Australis Ballico

Autumnalis Autumnalis Akiyami A

Betaviae Betaviae Swart

Canicola Canicola Hond Utrechit IV

Djasiman Djasiman Djasiman

Hebdomadis Hebdomadis Hebdomadis

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagica RGA

Icterohaemorrhagia Copenhageni M20

Icterohaemorrhagia Copenhageni Wijnberg

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagia Kantorowic

Pomona Pomona Pomona

Pyrogenes Pyrogenes Salinem

Sejroe Hardjo Hardjoprajitho

Sejroe Wolffi 3705

L Noguchi

Australis Nicaragua 1011

Lousiana Lousiana LSU 1945

Panama Panama CZ 214

L Biorgpetersenii

Ballum Castellones Castellon 3

Javanica Javanica Veldrat Batavia

Mini Mini Sari

Serjoe Serjoe M 84

Tarassovi Tarassovi Pereplitsin

L welii

Celledoni Celledoni Celledoni

Manhao Qingshui L 105

Sarnin Sarm 11 Sarnin

L Kirschneri

Cynopteri Cynopteri 3522 C

Grippotyphosa Grippotyphosa Moskva V

L Neyeri Ranarum Ranarum ICF

L Santarosal Sherman Shermani 1342 K

L Biflexa Semaranga Patoc Patoc 1

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 36

En cuanto a los ensayos realizados con y sin 5-fluoracilo no se observoacute diferencia

en la capacidad para detectar y diferenciar entre Leptospira patoacutegenas y

saproacutefitas Eacuteste se puso a prueba debido a su utilizacioacuten en los medios de cultivo

cuando se toman muestras en el campo Su eficacia radica en que se une de

forma irreversible a la enzima timidilato sintasa esencial para la siacutentesis de

nucleoacutetidos de timina La timina es una de las cuatro bases nitrogenadas que

forman parte del ADN y su carencia implica que el ADN no se puede replicar lo

que inhibe la divisioacuten celular (Botana et al 2002) el 5-fluoracilo no fue una

sustancia inhibidora de la PCR pues no provoca el bloqueo directo total o parcial

de la actividad cataliacutetica de la ADN polimerasa o inhibe la unioacuten directa al ADN de

doble cadena (Newsletter Microbial 2009)

La extraccioacuten de ADN se hizo por calentamiento y con el kit de extraccioacuten QIAamp

DNA Mini Kit (Quiagenreg) con el fin de determinar cuaacutel de los meacutetodos era el maacutes

efectivo para la extraccioacuten resultando ser la extraccioacuten por calentamiento ya que

fue capaz de detectar 8 muestras de 19 mientras que con el kit de extraccioacuten soacutelo

se lograron identificar 2 de 8 muestras Aunque con este meacutetodo ademaacutes de ser

de menor costoso se obtiene mayores valores de concentracioacuten y rendimiento de

ADN en el menor tiempo aportaacutendole rapidez y simplicidad a la prueba la pureza

del mismo es baja La importancia del proceso de purificacioacuten del material

geneacutetico es recobrar el producto maacuteximo de ADN de alto peso molecular libre de

proteiacutenas fenol e inhibidores de la Taq polimerasa El ADN de alta calidad es un

prerrequisito para su uso en teacutecnicas de biologiacutea molecular en este caso PCR

para la identificacioacuten de las secuencias especificas de ADN mediante el uso de

cebadores no asiacute el ADN degradado no sustenta la integridad de los sitios

blancos para los cebadores y consecuentemente afectar la calidad de la PCR

(Rada et al 1998)

Ademaacutes de la extraccioacuten de ADN por calentamiento existen otras teacutecnicas como

son meacutetodo fenol-cloroformo meacutetodo del acetato de potasio meacutetodo del acetato

de potasio modificado y meacutetodo de bromuro de cetil-trimetil amonio cuya base

principal es provocar una lisis celular para inactivar las nucleasas celulares y

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 37

separar los aacutecidos nucleicos de los restos de ceacutelulas (Fraga et al 2004) (Velasco

2005)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 38

7 CONCLUSIOacuteN

El PCR multiplex fue capaz de diferenciar entre Leptospira saprofita y

patoacutegena

Se obtuvo una baja sensibilidad pero alta especificidad

El 5-fluoracilo no mostro alteracioacuten en el proceso de amplificacioacuten

La mezcla maacutes adecuada fue la mezcla 1 compuesta por Agua free

nucleasa 19 microl Master mix 16 microl cebador 1 (Lep F1) 2 microl cebador 2-5

(LepR1) 4 microl cebador 3 (PU1) 2 microl cebador 4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl

Se obtuvo una alta sensibilidad analiacutetica o liacutemite de deteccioacuten capaz de

detectar hasta 0012 ng de ADN

El meacutetodo de extraccioacuten maacutes efectivo fue por calentamiento que por el kit

de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 39

8 RECOMENDACIONES

Validar la teacutecnica con una poblacioacuten maacutes representativa

Publicar los resultados de esta investigacioacuten con el fin de seguir mejorando

el diagnoacutestico de leptospirosis por PCR

Promover el uso de la PCR para un diagnoacutestico raacutepido de leptospirosis en

animales domeacutesticos

Realizar estudios de las fuentes de agua para la caracterizacioacuten de las

zonas de riesgo

Estandarizar teacutecnicas de diagnoacutestico de campo para fortalecer los sistemas

de vigilancia activa

Ofrecer charlas a las poblaciones con mayor prevalencia de leptospirosis

sobre el papel que juegan los animales en la transmisioacuten de la enfermedad

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 40

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Revist Divulg Cient y Tecnol AsocCien Hoy 1993 4(23)

Silva Carolina dos Santos Giacuterio Raul Joseacute Silva Guerra N Guilherme Brich

Michelle Santana Lucas Alves de Souza Amacircncio Faacutebio Henrique et al

Anticorpos anti-Leptospira spp em animais selvagens do zooloacutegico municipal de

Ribeiratildeo Preto Estado de Satildeo Paulo Brasil Anti-Leptospira spp antibodies in

wild animals from Ribeiratildeo Preto city zoo in Satildeo Paulo State Brazil Braz j vet

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Terpstra WJ Korver H Leeuwen J van Kolk AHJ Schoone GJ Alternative

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leptospirosis diagnosis and control EdsWA Ellis and TWA Little PublNijhoff

1986

Torrez T Alfredo G Baca Beatriz Eugenia Reaccioacuten en cadena de la polimerasa

Elementos 1995 3(23)16-21

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 46

Velasco M Reinaldo Marcadores moleculares y la extraccioacuten de ADN

Facultcienc agrop2005 3(1) 14-18

Victoria Berta Fernaacutendez Carmen Rodriacuteguez Joseacute E Obregoacuten Ana M

Rodriacuteguez Islay Identificacioacuten de aislamientos de Leptospira por meacutetodos

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Vital-Brazil Juliana Magalhatildees Balassiano Ilana Teruszkin Oliveira Fabiano Sutter

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Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

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ANEXOS

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 48

Kit de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

1 20 microl de proteinasa K en eppendorf

2 Agregar 200 microl de la muestra

3 Agregar 200 microl de buffer AL y bortear por 5 segundos

4 Incubar a 56 ordmC por 10 minutos

5 Centrifugar brevemente

6 Agregar 200 microl de etanol (96 ndash 100)

7 Pasar la mezcla del paso 6 y colocarlo en un tubo de ensayo colector

procurando no tocar los bordes y centrifugar a 8000 rpm por 1 minuto Cambiar el

tubo colector descartando el contenido

8 Agregar en el centro de la columna 500 microl de buffer AW1 Centrifugar por 8000

rpm por 1 minuto luego descartar tubo colector y el contenido cambiando a un

nuevo tubo colector

9 Agregar 500 microl de buffer AW2 en el centro de la membrana y centrifugar a

14000 rpm por 3 minutos

10 Pasar la columna a eppendorf y centrifugar a velocidad maacutexima por 1 minuto

11 Pasar la columna a eppendorf y agregar 100 microl de buffer AE incubar a

temperatura ambiente por 1 minuto luego centrifugar a 8000 rpm por un minuto

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Peacuterez-Salgado Paacutegina 50

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 51

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 52

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 53

Tabla 4 Cepario de referencia de Holanda

Especie Serogrupo Serovar Cepa de referencia

L Interrogans

Australis Australis Ballico

Autumnalis Autumnalis Akiyami A

Betaviae Betaviae Swart

Canicola Canicola Hond Utrechit IV

Djasiman Djasiman Djasiman

Hebdomadis Hebdomadis Hebdomadis

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagica RGA

Icterohaemorrhagia Copenhageni M20

Icterohaemorrhagia Copenhageni Wijnberg

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagia Kantorowic

Pomona Pomona Pomona

Pyrogenes Pyrogenes Salinem

Sejroe Hardjo Hardjoprajitho

Sejroe Wolffi 3705

L Noguchi

Australis Nicaragua 1011

Lousiana Lousiana LSU 1945

Panama Panama CZ 214

L Biorgpetersenii

Ballum Castellones Castellon 3

Javanica Javanica Veldrat Batavia

Mini Mini Sari

Serjoe Serjoe M 84

Tarassovi Tarassovi Pereplitsin

L welii

Celledoni Celledoni Celledoni

Manhao Qingshui L 105

Sarnin Sarm 11 Sarnin

L Kirschneri

Cynopteri Cynopteri 3522 C

Grippotyphosa Grippotyphosa Moskva V

L Neyeri Ranarum Ranarum ICF

L Santarosal Sherman Shermani 1342 K

L Biflexa Semaranga Patoc Patoc 1

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 37

separar los aacutecidos nucleicos de los restos de ceacutelulas (Fraga et al 2004) (Velasco

2005)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 38

7 CONCLUSIOacuteN

El PCR multiplex fue capaz de diferenciar entre Leptospira saprofita y

patoacutegena

Se obtuvo una baja sensibilidad pero alta especificidad

El 5-fluoracilo no mostro alteracioacuten en el proceso de amplificacioacuten

La mezcla maacutes adecuada fue la mezcla 1 compuesta por Agua free

nucleasa 19 microl Master mix 16 microl cebador 1 (Lep F1) 2 microl cebador 2-5

(LepR1) 4 microl cebador 3 (PU1) 2 microl cebador 4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl

Se obtuvo una alta sensibilidad analiacutetica o liacutemite de deteccioacuten capaz de

detectar hasta 0012 ng de ADN

El meacutetodo de extraccioacuten maacutes efectivo fue por calentamiento que por el kit

de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 39

8 RECOMENDACIONES

Validar la teacutecnica con una poblacioacuten maacutes representativa

Publicar los resultados de esta investigacioacuten con el fin de seguir mejorando

el diagnoacutestico de leptospirosis por PCR

Promover el uso de la PCR para un diagnoacutestico raacutepido de leptospirosis en

animales domeacutesticos

Realizar estudios de las fuentes de agua para la caracterizacioacuten de las

zonas de riesgo

Estandarizar teacutecnicas de diagnoacutestico de campo para fortalecer los sistemas

de vigilancia activa

Ofrecer charlas a las poblaciones con mayor prevalencia de leptospirosis

sobre el papel que juegan los animales en la transmisioacuten de la enfermedad

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 40

9 BIBLIOGRAFIacuteA

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Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 46

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Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 47

ANEXOS

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 48

Kit de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

1 20 microl de proteinasa K en eppendorf

2 Agregar 200 microl de la muestra

3 Agregar 200 microl de buffer AL y bortear por 5 segundos

4 Incubar a 56 ordmC por 10 minutos

5 Centrifugar brevemente

6 Agregar 200 microl de etanol (96 ndash 100)

7 Pasar la mezcla del paso 6 y colocarlo en un tubo de ensayo colector

procurando no tocar los bordes y centrifugar a 8000 rpm por 1 minuto Cambiar el

tubo colector descartando el contenido

8 Agregar en el centro de la columna 500 microl de buffer AW1 Centrifugar por 8000

rpm por 1 minuto luego descartar tubo colector y el contenido cambiando a un

nuevo tubo colector

9 Agregar 500 microl de buffer AW2 en el centro de la membrana y centrifugar a

14000 rpm por 3 minutos

10 Pasar la columna a eppendorf y centrifugar a velocidad maacutexima por 1 minuto

11 Pasar la columna a eppendorf y agregar 100 microl de buffer AE incubar a

temperatura ambiente por 1 minuto luego centrifugar a 8000 rpm por un minuto

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 49

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 50

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 51

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 52

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 53

Tabla 4 Cepario de referencia de Holanda

Especie Serogrupo Serovar Cepa de referencia

L Interrogans

Australis Australis Ballico

Autumnalis Autumnalis Akiyami A

Betaviae Betaviae Swart

Canicola Canicola Hond Utrechit IV

Djasiman Djasiman Djasiman

Hebdomadis Hebdomadis Hebdomadis

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagica RGA

Icterohaemorrhagia Copenhageni M20

Icterohaemorrhagia Copenhageni Wijnberg

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagia Kantorowic

Pomona Pomona Pomona

Pyrogenes Pyrogenes Salinem

Sejroe Hardjo Hardjoprajitho

Sejroe Wolffi 3705

L Noguchi

Australis Nicaragua 1011

Lousiana Lousiana LSU 1945

Panama Panama CZ 214

L Biorgpetersenii

Ballum Castellones Castellon 3

Javanica Javanica Veldrat Batavia

Mini Mini Sari

Serjoe Serjoe M 84

Tarassovi Tarassovi Pereplitsin

L welii

Celledoni Celledoni Celledoni

Manhao Qingshui L 105

Sarnin Sarm 11 Sarnin

L Kirschneri

Cynopteri Cynopteri 3522 C

Grippotyphosa Grippotyphosa Moskva V

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Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

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7 CONCLUSIOacuteN

El PCR multiplex fue capaz de diferenciar entre Leptospira saprofita y

patoacutegena

Se obtuvo una baja sensibilidad pero alta especificidad

El 5-fluoracilo no mostro alteracioacuten en el proceso de amplificacioacuten

La mezcla maacutes adecuada fue la mezcla 1 compuesta por Agua free

nucleasa 19 microl Master mix 16 microl cebador 1 (Lep F1) 2 microl cebador 2-5

(LepR1) 4 microl cebador 3 (PU1) 2 microl cebador 4 (SU1) 2 microl y de ADN 5 microl

Se obtuvo una alta sensibilidad analiacutetica o liacutemite de deteccioacuten capaz de

detectar hasta 0012 ng de ADN

El meacutetodo de extraccioacuten maacutes efectivo fue por calentamiento que por el kit

de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 39

8 RECOMENDACIONES

Validar la teacutecnica con una poblacioacuten maacutes representativa

Publicar los resultados de esta investigacioacuten con el fin de seguir mejorando

el diagnoacutestico de leptospirosis por PCR

Promover el uso de la PCR para un diagnoacutestico raacutepido de leptospirosis en

animales domeacutesticos

Realizar estudios de las fuentes de agua para la caracterizacioacuten de las

zonas de riesgo

Estandarizar teacutecnicas de diagnoacutestico de campo para fortalecer los sistemas

de vigilancia activa

Ofrecer charlas a las poblaciones con mayor prevalencia de leptospirosis

sobre el papel que juegan los animales en la transmisioacuten de la enfermedad

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 40

9 BIBLIOGRAFIacuteA

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Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

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Ceacutespedes Z Manuel Tapia L Rafael Balda J Lourdes Gonzaacutelez Q Dana

Peralta Carlos Condori Patricia Estandarizacioacuten y validacioacuten de una prueba de

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Salud Puacuteblica 2007 24(1) 20-26

Ceacutespedes Manuel Chu Magali Cano Edith et al Prevalencia de anticuerpos

contra Leptospira en personas asintomaacuteticos y en perros de Chancay Lima

2001 Rev Peruacute Med Exp Salud puacuteblica 2007 24 (4) 343-349

Cheema PS Srivastava SK Amutha R Singh S Singh H Sandey M

Detection of pathogenic leptospiras in animals by PCR based on lipL21 and lipL32

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Costa Josep Reaccioacuten en cadena de la polimerasa (PCR) a tiempo real Enferm

Infecc Microbiol Clin 2004 22(5)299-305

Cullen PA Xu X Matsunaga J Sanchez Y Ko AI Haake DA Adler B Surfaceome

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Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

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Aymeacute Comparacioacuten entre 5 meacutetodos para la extraccioacuten de ADN de triatomiacuteneos

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el gato 3a ed Buenos Aires Argentina Intermeacutedica 2008

Hauk P Macedo F Romero E C Vasconcellos SA de Morais ZM Barbosa

AS et al In LipL32 the major leptospiral lipoprotein the C terminus is the primary

immunogenic domain and mediates interaction with collagen IV and plasma

fibronectin Infect Immun 2008 76(6) 2642-2650

Ibaacutentildeez C A Hernaacutendez G B Torres B J Meleacutendez V P Hallazgos de

anticuerpos contra Leptospira sp serovariedades Panama Lai Australis

Shermani y Patoc en un grupo de monos Rhesus (Macaca mulatta) en

condiciones de cautiverio Arch Med Vet 2010 42101-104

Kositanont Uraiwan Rugsasuk Songsak Leelaporn Amornrut Phulsuksombati

Duangporn Tantitanawat Sompong Naigowit Pimjai Detection and differentiation

between pathogenic and saprophytic Leptospira spp by multiplex polymerase

chain reaction Diagnosis Microbiology and Infectious Disease 2007 52 117-122

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 43

La extraccioacuten y purificacioacuten del ADN para el anaacutelisis por PCR Mitos y realidades

News Microb 2009 (3) 1-2

Levett Paul N Leptospirosis Clin Microbiol Rev 2001 14(2)296-326

Levett Paul N Morey Roger E Galloway Renee L Turner Danielle E

Steigerwalt Arnold G Mayer Leonard W Detection of pathogenic Leptospires by

real-time quantitative PCR J Med Microbiol 2005 54 45ndash49

Machado Nina Patricia Teacutellez Germaacuten Alberto Catantildeo Carlos Jonh Anticuerpos

monoclonales desarrollo fiacutesico y perspectivas terapeacuteuticas Infectio 2006 10(3)

186-197

Martiacutenez C Adriana Silva R Elsa Patricia Meacutetodos fiacutesico-quiacutemicos en

biotecnologiacutea PCR 2004 [Citado 20 de agosto 2013] Disponible en

httpwwwibtunammxcomputopdfsmetpcrpdf

Marshall RB Wilton BE Robinson AJ identification of Leptospira serovars by

restriction-endonuclease analysis J Med Microbiol1981 14163-166

McDonough PL Leptospirosis en caninos - estado actual En Recent Advances in

Canine Infectious Diseases Ithaca New York USA International Veterinary

Information Service 200

McPherson MJ Quirke P Taylor GR PCR A practical approach 3ra ed

Oxford Estados Unidos University Press1991

Meacutendez A Sebastiaacuten Peacuterez R Eduardo La PCR muacuteltiple en microbiologiacutea cliacutenica

Enferm Infecc Microbiol Clin 2004 22(3)183-92

Miller Melissa B Tang Yi-Wei Basic concepts of microarrays and potential

applications in clinical microbiology Clin Microbiol Rev 2009 22(4) 611-627

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 44

Moreno Natali Agudelo F Piedad Aplicacioacuten de las pruebas de PCR

convencional simple y muacuteltiple para la identificacioacuten de aislamientos de Leptospira

spp en Colombia Rev Peruacute Med Exp Salud Puacuteblica 2010 27 (4)548-56

Morey Roger E Galloway Renee L Bragg Sandra L Steigerwalt Arnold G

Mayer Leonard W Levett Paul N Species-specific identification of Leptospiraceae

by 16s rRNA gene sequencing J Clin Microbiol 2006 44(10) 3510ndash3516

Organizacioacuten Mundial de Sanidad Animal Leptospirosis Manual de la OIE sobre

animales terrestres 2008

Organizacioacuten Mundial de la Salud Leptospirosis humana guiacutea para el diagnoacutestico

vigilancia y control Rio de Janeiro OMS 2008 Serie de Manuales Teacutecnicos 12

Organizacioacuten Mundial de Sanidad Animal Validacioacuten y control de calidad de los

meacutetodos de reaccioacuten en cadena de la polimerasa utilizados para el diagnoacutestico de

enfermedades infecciosas Manual de pruebas de diagnoacutestico para los animales

acuaacuteticos 2006

Pelaacuteez Saacutenchez Otto Reinaldo Garciacutea Quintero Gustavo Batista Santiesteban

Niurka Blain Torres Kirenia Informe del trabajo realizado en el enfrentamiento del

brote epideacutemico de leptospirosis Managua Nicaragua Instituto Finlay Centro de

Investigacioacuten y Produccioacuten de Vacunas 2007 [Citado 14 de agosto de 2012]

Disponible en

httpwwwconamornicaraguaorgnidocumentos_4DICIEMBREINFORME_BRIG

ADA_MEDICA_CUBANA_FINAL__IMP

Quinn PJ Markey BK Carter ME Donnelly WJ Leonard FC Microbiologiacutea y

enfermedades infecciosas veterinarias1ra edZaragoza Espantildea Acribia 2002

Quinn PJ Markey BK Carter ME Donnelly WJ Leonard FC Microbiologiacutea y

enfermedades infecciosas veterinarias 2 da ed Zaragoza Espantildea Acribia 2005

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 45

Rada T Ana Toboada L Gonzalo Meacutetodo de obtencioacuten y purificacioacuten de ADN

humano para su aplicacioacuten en geneacutetica molecular Biofarbo 1998 6 63-68

Ren SX Fu G Jiang XG Zeng R Miao YG Xu H Unique physiological and

pathogenic features of Leptospira interrogans revealed by whole-genome

sequencing Nature 2003 422(6934)888-893

Rodicio Mariacutea del Rosario Mendoza Mariacutea del Carmen Identificacioacuten bacteriana

mediante secuenciacioacuten del ARNr 16S fundamento metodologiacutea y aplicaciones

en microbiologiacutea cliacutenica Enferm Infecc Microbiol Clin 2004 22(4)238-45

Rodriacuteguez S Iram Pablo Barrera S Hugo A La reaccioacuten en cadena de la

polimerasa a dos deacutecadas de su invencioacuten Ciencia UANL 2004 7(3)323-335

Rosario Luis A Arencibia Daniel F Batista Niurka et al Caracterizacioacuten de

aislamientos cliacutenicos de Leptospira por meacutetodos fenotiacutepicos y moleculares en la

Repuacuteblica de Nicaragua VacciMonitor 2012 21(3)6-12

Satz Leonardo M Kornblihtt Alberto R La reaccion en cadena de la polimeras

Revist Divulg Cient y Tecnol AsocCien Hoy 1993 4(23)

Silva Carolina dos Santos Giacuterio Raul Joseacute Silva Guerra N Guilherme Brich

Michelle Santana Lucas Alves de Souza Amacircncio Faacutebio Henrique et al

Anticorpos anti-Leptospira spp em animais selvagens do zooloacutegico municipal de

Ribeiratildeo Preto Estado de Satildeo Paulo Brasil Anti-Leptospira spp antibodies in

wild animals from Ribeiratildeo Preto city zoo in Satildeo Paulo State Brazil Braz j vet

res anim sci 2010 47(3)237-242

Terpstra WJ Korver H Leeuwen J van Kolk AHJ Schoone GJ Alternative

methods for the classification of leptospiral serovars In The present state of

leptospirosis diagnosis and control EdsWA Ellis and TWA Little PublNijhoff

1986

Torrez T Alfredo G Baca Beatriz Eugenia Reaccioacuten en cadena de la polimerasa

Elementos 1995 3(23)16-21

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 46

Velasco M Reinaldo Marcadores moleculares y la extraccioacuten de ADN

Facultcienc agrop2005 3(1) 14-18

Victoria Berta Fernaacutendez Carmen Rodriacuteguez Joseacute E Obregoacuten Ana M

Rodriacuteguez Islay Identificacioacuten de aislamientos de Leptospira por meacutetodos

seroloacutegicos y geneacuteticos Rev cubana med trop 2002 54(1)48-51

Vital-Brazil Juliana Magalhatildees Balassiano Ilana Teruszkin Oliveira Fabiano Sutter

de Costa Alberto Dias de Souza Hillen Leandro Pereira Martha Mariacutea Multiplex

PCR-based detection of Leptospira in environmental water samples obtained from

a slum settlement Mem Inst Oswaldo Cruz 2010 105(3) 353-355

World Health Organization Current problems in leptospirosis research Geneva

WHO 1967 Technical report series 380

Zamora J Riedmann S Encuesta Seroloacutegica de Leptospirosis Humana en

Ocupaciones de alto riesgo en Chile Rev Med Chile 1990 118 247-252

Zunino M Enna Pizarro P Rolando Leptospirosis Puesta al diacutea Rev Chil

Infectol 2007 24(3) 220-226

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 47

ANEXOS

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 48

Kit de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

1 20 microl de proteinasa K en eppendorf

2 Agregar 200 microl de la muestra

3 Agregar 200 microl de buffer AL y bortear por 5 segundos

4 Incubar a 56 ordmC por 10 minutos

5 Centrifugar brevemente

6 Agregar 200 microl de etanol (96 ndash 100)

7 Pasar la mezcla del paso 6 y colocarlo en un tubo de ensayo colector

procurando no tocar los bordes y centrifugar a 8000 rpm por 1 minuto Cambiar el

tubo colector descartando el contenido

8 Agregar en el centro de la columna 500 microl de buffer AW1 Centrifugar por 8000

rpm por 1 minuto luego descartar tubo colector y el contenido cambiando a un

nuevo tubo colector

9 Agregar 500 microl de buffer AW2 en el centro de la membrana y centrifugar a

14000 rpm por 3 minutos

10 Pasar la columna a eppendorf y centrifugar a velocidad maacutexima por 1 minuto

11 Pasar la columna a eppendorf y agregar 100 microl de buffer AE incubar a

temperatura ambiente por 1 minuto luego centrifugar a 8000 rpm por un minuto

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 49

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 50

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 51

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 52

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 53

Tabla 4 Cepario de referencia de Holanda

Especie Serogrupo Serovar Cepa de referencia

L Interrogans

Australis Australis Ballico

Autumnalis Autumnalis Akiyami A

Betaviae Betaviae Swart

Canicola Canicola Hond Utrechit IV

Djasiman Djasiman Djasiman

Hebdomadis Hebdomadis Hebdomadis

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagica RGA

Icterohaemorrhagia Copenhageni M20

Icterohaemorrhagia Copenhageni Wijnberg

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagia Kantorowic

Pomona Pomona Pomona

Pyrogenes Pyrogenes Salinem

Sejroe Hardjo Hardjoprajitho

Sejroe Wolffi 3705

L Noguchi

Australis Nicaragua 1011

Lousiana Lousiana LSU 1945

Panama Panama CZ 214

L Biorgpetersenii

Ballum Castellones Castellon 3

Javanica Javanica Veldrat Batavia

Mini Mini Sari

Serjoe Serjoe M 84

Tarassovi Tarassovi Pereplitsin

L welii

Celledoni Celledoni Celledoni

Manhao Qingshui L 105

Sarnin Sarm 11 Sarnin

L Kirschneri

Cynopteri Cynopteri 3522 C

Grippotyphosa Grippotyphosa Moskva V

L Neyeri Ranarum Ranarum ICF

L Santarosal Sherman Shermani 1342 K

L Biflexa Semaranga Patoc Patoc 1

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 39

8 RECOMENDACIONES

Validar la teacutecnica con una poblacioacuten maacutes representativa

Publicar los resultados de esta investigacioacuten con el fin de seguir mejorando

el diagnoacutestico de leptospirosis por PCR

Promover el uso de la PCR para un diagnoacutestico raacutepido de leptospirosis en

animales domeacutesticos

Realizar estudios de las fuentes de agua para la caracterizacioacuten de las

zonas de riesgo

Estandarizar teacutecnicas de diagnoacutestico de campo para fortalecer los sistemas

de vigilancia activa

Ofrecer charlas a las poblaciones con mayor prevalencia de leptospirosis

sobre el papel que juegan los animales en la transmisioacuten de la enfermedad

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 40

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between pathogenic and saprophytic Leptospira spp by multiplex polymerase

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Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 44

Moreno Natali Agudelo F Piedad Aplicacioacuten de las pruebas de PCR

convencional simple y muacuteltiple para la identificacioacuten de aislamientos de Leptospira

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Organizacioacuten Mundial de Sanidad Animal Leptospirosis Manual de la OIE sobre

animales terrestres 2008

Organizacioacuten Mundial de la Salud Leptospirosis humana guiacutea para el diagnoacutestico

vigilancia y control Rio de Janeiro OMS 2008 Serie de Manuales Teacutecnicos 12

Organizacioacuten Mundial de Sanidad Animal Validacioacuten y control de calidad de los

meacutetodos de reaccioacuten en cadena de la polimerasa utilizados para el diagnoacutestico de

enfermedades infecciosas Manual de pruebas de diagnoacutestico para los animales

acuaacuteticos 2006

Pelaacuteez Saacutenchez Otto Reinaldo Garciacutea Quintero Gustavo Batista Santiesteban

Niurka Blain Torres Kirenia Informe del trabajo realizado en el enfrentamiento del

brote epideacutemico de leptospirosis Managua Nicaragua Instituto Finlay Centro de

Investigacioacuten y Produccioacuten de Vacunas 2007 [Citado 14 de agosto de 2012]

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ADA_MEDICA_CUBANA_FINAL__IMP

Quinn PJ Markey BK Carter ME Donnelly WJ Leonard FC Microbiologiacutea y

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Quinn PJ Markey BK Carter ME Donnelly WJ Leonard FC Microbiologiacutea y

enfermedades infecciosas veterinarias 2 da ed Zaragoza Espantildea Acribia 2005

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 45

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Ren SX Fu G Jiang XG Zeng R Miao YG Xu H Unique physiological and

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Rodicio Mariacutea del Rosario Mendoza Mariacutea del Carmen Identificacioacuten bacteriana

mediante secuenciacioacuten del ARNr 16S fundamento metodologiacutea y aplicaciones

en microbiologiacutea cliacutenica Enferm Infecc Microbiol Clin 2004 22(4)238-45

Rodriacuteguez S Iram Pablo Barrera S Hugo A La reaccioacuten en cadena de la

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Rosario Luis A Arencibia Daniel F Batista Niurka et al Caracterizacioacuten de

aislamientos cliacutenicos de Leptospira por meacutetodos fenotiacutepicos y moleculares en la

Repuacuteblica de Nicaragua VacciMonitor 2012 21(3)6-12

Satz Leonardo M Kornblihtt Alberto R La reaccion en cadena de la polimeras

Revist Divulg Cient y Tecnol AsocCien Hoy 1993 4(23)

Silva Carolina dos Santos Giacuterio Raul Joseacute Silva Guerra N Guilherme Brich

Michelle Santana Lucas Alves de Souza Amacircncio Faacutebio Henrique et al

Anticorpos anti-Leptospira spp em animais selvagens do zooloacutegico municipal de

Ribeiratildeo Preto Estado de Satildeo Paulo Brasil Anti-Leptospira spp antibodies in

wild animals from Ribeiratildeo Preto city zoo in Satildeo Paulo State Brazil Braz j vet

res anim sci 2010 47(3)237-242

Terpstra WJ Korver H Leeuwen J van Kolk AHJ Schoone GJ Alternative

methods for the classification of leptospiral serovars In The present state of

leptospirosis diagnosis and control EdsWA Ellis and TWA Little PublNijhoff

1986

Torrez T Alfredo G Baca Beatriz Eugenia Reaccioacuten en cadena de la polimerasa

Elementos 1995 3(23)16-21

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 46

Velasco M Reinaldo Marcadores moleculares y la extraccioacuten de ADN

Facultcienc agrop2005 3(1) 14-18

Victoria Berta Fernaacutendez Carmen Rodriacuteguez Joseacute E Obregoacuten Ana M

Rodriacuteguez Islay Identificacioacuten de aislamientos de Leptospira por meacutetodos

seroloacutegicos y geneacuteticos Rev cubana med trop 2002 54(1)48-51

Vital-Brazil Juliana Magalhatildees Balassiano Ilana Teruszkin Oliveira Fabiano Sutter

de Costa Alberto Dias de Souza Hillen Leandro Pereira Martha Mariacutea Multiplex

PCR-based detection of Leptospira in environmental water samples obtained from

a slum settlement Mem Inst Oswaldo Cruz 2010 105(3) 353-355

World Health Organization Current problems in leptospirosis research Geneva

WHO 1967 Technical report series 380

Zamora J Riedmann S Encuesta Seroloacutegica de Leptospirosis Humana en

Ocupaciones de alto riesgo en Chile Rev Med Chile 1990 118 247-252

Zunino M Enna Pizarro P Rolando Leptospirosis Puesta al diacutea Rev Chil

Infectol 2007 24(3) 220-226

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

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ANEXOS

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 48

Kit de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

1 20 microl de proteinasa K en eppendorf

2 Agregar 200 microl de la muestra

3 Agregar 200 microl de buffer AL y bortear por 5 segundos

4 Incubar a 56 ordmC por 10 minutos

5 Centrifugar brevemente

6 Agregar 200 microl de etanol (96 ndash 100)

7 Pasar la mezcla del paso 6 y colocarlo en un tubo de ensayo colector

procurando no tocar los bordes y centrifugar a 8000 rpm por 1 minuto Cambiar el

tubo colector descartando el contenido

8 Agregar en el centro de la columna 500 microl de buffer AW1 Centrifugar por 8000

rpm por 1 minuto luego descartar tubo colector y el contenido cambiando a un

nuevo tubo colector

9 Agregar 500 microl de buffer AW2 en el centro de la membrana y centrifugar a

14000 rpm por 3 minutos

10 Pasar la columna a eppendorf y centrifugar a velocidad maacutexima por 1 minuto

11 Pasar la columna a eppendorf y agregar 100 microl de buffer AE incubar a

temperatura ambiente por 1 minuto luego centrifugar a 8000 rpm por un minuto

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Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 50

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 51

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 52

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 53

Tabla 4 Cepario de referencia de Holanda

Especie Serogrupo Serovar Cepa de referencia

L Interrogans

Australis Australis Ballico

Autumnalis Autumnalis Akiyami A

Betaviae Betaviae Swart

Canicola Canicola Hond Utrechit IV

Djasiman Djasiman Djasiman

Hebdomadis Hebdomadis Hebdomadis

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagica RGA

Icterohaemorrhagia Copenhageni M20

Icterohaemorrhagia Copenhageni Wijnberg

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagia Kantorowic

Pomona Pomona Pomona

Pyrogenes Pyrogenes Salinem

Sejroe Hardjo Hardjoprajitho

Sejroe Wolffi 3705

L Noguchi

Australis Nicaragua 1011

Lousiana Lousiana LSU 1945

Panama Panama CZ 214

L Biorgpetersenii

Ballum Castellones Castellon 3

Javanica Javanica Veldrat Batavia

Mini Mini Sari

Serjoe Serjoe M 84

Tarassovi Tarassovi Pereplitsin

L welii

Celledoni Celledoni Celledoni

Manhao Qingshui L 105

Sarnin Sarm 11 Sarnin

L Kirschneri

Cynopteri Cynopteri 3522 C

Grippotyphosa Grippotyphosa Moskva V

L Neyeri Ranarum Ranarum ICF

L Santarosal Sherman Shermani 1342 K

L Biflexa Semaranga Patoc Patoc 1

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 40

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Ibaacutentildeez C A Hernaacutendez G B Torres B J Meleacutendez V P Hallazgos de

anticuerpos contra Leptospira sp serovariedades Panama Lai Australis

Shermani y Patoc en un grupo de monos Rhesus (Macaca mulatta) en

condiciones de cautiverio Arch Med Vet 2010 42101-104

Kositanont Uraiwan Rugsasuk Songsak Leelaporn Amornrut Phulsuksombati

Duangporn Tantitanawat Sompong Naigowit Pimjai Detection and differentiation

between pathogenic and saprophytic Leptospira spp by multiplex polymerase

chain reaction Diagnosis Microbiology and Infectious Disease 2007 52 117-122

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

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Levett Paul N Morey Roger E Galloway Renee L Turner Danielle E

Steigerwalt Arnold G Mayer Leonard W Detection of pathogenic Leptospires by

real-time quantitative PCR J Med Microbiol 2005 54 45ndash49

Machado Nina Patricia Teacutellez Germaacuten Alberto Catantildeo Carlos Jonh Anticuerpos

monoclonales desarrollo fiacutesico y perspectivas terapeacuteuticas Infectio 2006 10(3)

186-197

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applications in clinical microbiology Clin Microbiol Rev 2009 22(4) 611-627

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

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Organizacioacuten Mundial de la Salud Leptospirosis humana guiacutea para el diagnoacutestico

vigilancia y control Rio de Janeiro OMS 2008 Serie de Manuales Teacutecnicos 12

Organizacioacuten Mundial de Sanidad Animal Validacioacuten y control de calidad de los

meacutetodos de reaccioacuten en cadena de la polimerasa utilizados para el diagnoacutestico de

enfermedades infecciosas Manual de pruebas de diagnoacutestico para los animales

acuaacuteticos 2006

Pelaacuteez Saacutenchez Otto Reinaldo Garciacutea Quintero Gustavo Batista Santiesteban

Niurka Blain Torres Kirenia Informe del trabajo realizado en el enfrentamiento del

brote epideacutemico de leptospirosis Managua Nicaragua Instituto Finlay Centro de

Investigacioacuten y Produccioacuten de Vacunas 2007 [Citado 14 de agosto de 2012]

Disponible en

httpwwwconamornicaraguaorgnidocumentos_4DICIEMBREINFORME_BRIG

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Quinn PJ Markey BK Carter ME Donnelly WJ Leonard FC Microbiologiacutea y

enfermedades infecciosas veterinarias1ra edZaragoza Espantildea Acribia 2002

Quinn PJ Markey BK Carter ME Donnelly WJ Leonard FC Microbiologiacutea y

enfermedades infecciosas veterinarias 2 da ed Zaragoza Espantildea Acribia 2005

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 45

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Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

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Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 47

ANEXOS

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 48

Kit de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

1 20 microl de proteinasa K en eppendorf

2 Agregar 200 microl de la muestra

3 Agregar 200 microl de buffer AL y bortear por 5 segundos

4 Incubar a 56 ordmC por 10 minutos

5 Centrifugar brevemente

6 Agregar 200 microl de etanol (96 ndash 100)

7 Pasar la mezcla del paso 6 y colocarlo en un tubo de ensayo colector

procurando no tocar los bordes y centrifugar a 8000 rpm por 1 minuto Cambiar el

tubo colector descartando el contenido

8 Agregar en el centro de la columna 500 microl de buffer AW1 Centrifugar por 8000

rpm por 1 minuto luego descartar tubo colector y el contenido cambiando a un

nuevo tubo colector

9 Agregar 500 microl de buffer AW2 en el centro de la membrana y centrifugar a

14000 rpm por 3 minutos

10 Pasar la columna a eppendorf y centrifugar a velocidad maacutexima por 1 minuto

11 Pasar la columna a eppendorf y agregar 100 microl de buffer AE incubar a

temperatura ambiente por 1 minuto luego centrifugar a 8000 rpm por un minuto

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 49

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 50

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 51

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 52

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 53

Tabla 4 Cepario de referencia de Holanda

Especie Serogrupo Serovar Cepa de referencia

L Interrogans

Australis Australis Ballico

Autumnalis Autumnalis Akiyami A

Betaviae Betaviae Swart

Canicola Canicola Hond Utrechit IV

Djasiman Djasiman Djasiman

Hebdomadis Hebdomadis Hebdomadis

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagica RGA

Icterohaemorrhagia Copenhageni M20

Icterohaemorrhagia Copenhageni Wijnberg

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagia Kantorowic

Pomona Pomona Pomona

Pyrogenes Pyrogenes Salinem

Sejroe Hardjo Hardjoprajitho

Sejroe Wolffi 3705

L Noguchi

Australis Nicaragua 1011

Lousiana Lousiana LSU 1945

Panama Panama CZ 214

L Biorgpetersenii

Ballum Castellones Castellon 3

Javanica Javanica Veldrat Batavia

Mini Mini Sari

Serjoe Serjoe M 84

Tarassovi Tarassovi Pereplitsin

L welii

Celledoni Celledoni Celledoni

Manhao Qingshui L 105

Sarnin Sarm 11 Sarnin

L Kirschneri

Cynopteri Cynopteri 3522 C

Grippotyphosa Grippotyphosa Moskva V

L Neyeri Ranarum Ranarum ICF

L Santarosal Sherman Shermani 1342 K

L Biflexa Semaranga Patoc Patoc 1

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 41

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Ceacutespedes Manuel Chu Magali Cano Edith et al Prevalencia de anticuerpos

contra Leptospira en personas asintomaacuteticos y en perros de Chancay Lima

2001 Rev Peruacute Med Exp Salud puacuteblica 2007 24 (4) 343-349

Cheema PS Srivastava SK Amutha R Singh S Singh H Sandey M

Detection of pathogenic leptospiras in animals by PCR based on lipL21 and lipL32

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Costa Josep Reaccioacuten en cadena de la polimerasa (PCR) a tiempo real Enferm

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Cullen PA Xu X Matsunaga J Sanchez Y Ko AI Haake DA Adler B Surfaceome

of Leptospira spp Infect Immun 2005 73(8) 4853-4863

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 42

Dammert Nicole Leptospirosis una revisioacuten bibliograacutefica 2005 [Citado 23 de

mayo de 2012] Disponible en

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78(9) 3045ndash3050

Fraga N Jorge Rodriguez Jinnay Fuentes Omar Catex Mayda Fernandez C

Aymeacute Comparacioacuten entre 5 meacutetodos para la extraccioacuten de ADN de triatomiacuteneos

su utilizacioacuten en la teacutecnica de ADN polimoacuterfico amplificado al azar Rev cubana

med trop 2004 56(3)208-13

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el gato 3a ed Buenos Aires Argentina Intermeacutedica 2008

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immunogenic domain and mediates interaction with collagen IV and plasma

fibronectin Infect Immun 2008 76(6) 2642-2650

Ibaacutentildeez C A Hernaacutendez G B Torres B J Meleacutendez V P Hallazgos de

anticuerpos contra Leptospira sp serovariedades Panama Lai Australis

Shermani y Patoc en un grupo de monos Rhesus (Macaca mulatta) en

condiciones de cautiverio Arch Med Vet 2010 42101-104

Kositanont Uraiwan Rugsasuk Songsak Leelaporn Amornrut Phulsuksombati

Duangporn Tantitanawat Sompong Naigowit Pimjai Detection and differentiation

between pathogenic and saprophytic Leptospira spp by multiplex polymerase

chain reaction Diagnosis Microbiology and Infectious Disease 2007 52 117-122

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 43

La extraccioacuten y purificacioacuten del ADN para el anaacutelisis por PCR Mitos y realidades

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Machado Nina Patricia Teacutellez Germaacuten Alberto Catantildeo Carlos Jonh Anticuerpos

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186-197

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Marshall RB Wilton BE Robinson AJ identification of Leptospira serovars by

restriction-endonuclease analysis J Med Microbiol1981 14163-166

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Canine Infectious Diseases Ithaca New York USA International Veterinary

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Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 44

Moreno Natali Agudelo F Piedad Aplicacioacuten de las pruebas de PCR

convencional simple y muacuteltiple para la identificacioacuten de aislamientos de Leptospira

spp en Colombia Rev Peruacute Med Exp Salud Puacuteblica 2010 27 (4)548-56

Morey Roger E Galloway Renee L Bragg Sandra L Steigerwalt Arnold G

Mayer Leonard W Levett Paul N Species-specific identification of Leptospiraceae

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animales terrestres 2008

Organizacioacuten Mundial de la Salud Leptospirosis humana guiacutea para el diagnoacutestico

vigilancia y control Rio de Janeiro OMS 2008 Serie de Manuales Teacutecnicos 12

Organizacioacuten Mundial de Sanidad Animal Validacioacuten y control de calidad de los

meacutetodos de reaccioacuten en cadena de la polimerasa utilizados para el diagnoacutestico de

enfermedades infecciosas Manual de pruebas de diagnoacutestico para los animales

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Pelaacuteez Saacutenchez Otto Reinaldo Garciacutea Quintero Gustavo Batista Santiesteban

Niurka Blain Torres Kirenia Informe del trabajo realizado en el enfrentamiento del

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Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

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mediante secuenciacioacuten del ARNr 16S fundamento metodologiacutea y aplicaciones

en microbiologiacutea cliacutenica Enferm Infecc Microbiol Clin 2004 22(4)238-45

Rodriacuteguez S Iram Pablo Barrera S Hugo A La reaccioacuten en cadena de la

polimerasa a dos deacutecadas de su invencioacuten Ciencia UANL 2004 7(3)323-335

Rosario Luis A Arencibia Daniel F Batista Niurka et al Caracterizacioacuten de

aislamientos cliacutenicos de Leptospira por meacutetodos fenotiacutepicos y moleculares en la

Repuacuteblica de Nicaragua VacciMonitor 2012 21(3)6-12

Satz Leonardo M Kornblihtt Alberto R La reaccion en cadena de la polimeras

Revist Divulg Cient y Tecnol AsocCien Hoy 1993 4(23)

Silva Carolina dos Santos Giacuterio Raul Joseacute Silva Guerra N Guilherme Brich

Michelle Santana Lucas Alves de Souza Amacircncio Faacutebio Henrique et al

Anticorpos anti-Leptospira spp em animais selvagens do zooloacutegico municipal de

Ribeiratildeo Preto Estado de Satildeo Paulo Brasil Anti-Leptospira spp antibodies in

wild animals from Ribeiratildeo Preto city zoo in Satildeo Paulo State Brazil Braz j vet

res anim sci 2010 47(3)237-242

Terpstra WJ Korver H Leeuwen J van Kolk AHJ Schoone GJ Alternative

methods for the classification of leptospiral serovars In The present state of

leptospirosis diagnosis and control EdsWA Ellis and TWA Little PublNijhoff

1986

Torrez T Alfredo G Baca Beatriz Eugenia Reaccioacuten en cadena de la polimerasa

Elementos 1995 3(23)16-21

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 46

Velasco M Reinaldo Marcadores moleculares y la extraccioacuten de ADN

Facultcienc agrop2005 3(1) 14-18

Victoria Berta Fernaacutendez Carmen Rodriacuteguez Joseacute E Obregoacuten Ana M

Rodriacuteguez Islay Identificacioacuten de aislamientos de Leptospira por meacutetodos

seroloacutegicos y geneacuteticos Rev cubana med trop 2002 54(1)48-51

Vital-Brazil Juliana Magalhatildees Balassiano Ilana Teruszkin Oliveira Fabiano Sutter

de Costa Alberto Dias de Souza Hillen Leandro Pereira Martha Mariacutea Multiplex

PCR-based detection of Leptospira in environmental water samples obtained from

a slum settlement Mem Inst Oswaldo Cruz 2010 105(3) 353-355

World Health Organization Current problems in leptospirosis research Geneva

WHO 1967 Technical report series 380

Zamora J Riedmann S Encuesta Seroloacutegica de Leptospirosis Humana en

Ocupaciones de alto riesgo en Chile Rev Med Chile 1990 118 247-252

Zunino M Enna Pizarro P Rolando Leptospirosis Puesta al diacutea Rev Chil

Infectol 2007 24(3) 220-226

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 47

ANEXOS

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 48

Kit de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

1 20 microl de proteinasa K en eppendorf

2 Agregar 200 microl de la muestra

3 Agregar 200 microl de buffer AL y bortear por 5 segundos

4 Incubar a 56 ordmC por 10 minutos

5 Centrifugar brevemente

6 Agregar 200 microl de etanol (96 ndash 100)

7 Pasar la mezcla del paso 6 y colocarlo en un tubo de ensayo colector

procurando no tocar los bordes y centrifugar a 8000 rpm por 1 minuto Cambiar el

tubo colector descartando el contenido

8 Agregar en el centro de la columna 500 microl de buffer AW1 Centrifugar por 8000

rpm por 1 minuto luego descartar tubo colector y el contenido cambiando a un

nuevo tubo colector

9 Agregar 500 microl de buffer AW2 en el centro de la membrana y centrifugar a

14000 rpm por 3 minutos

10 Pasar la columna a eppendorf y centrifugar a velocidad maacutexima por 1 minuto

11 Pasar la columna a eppendorf y agregar 100 microl de buffer AE incubar a

temperatura ambiente por 1 minuto luego centrifugar a 8000 rpm por un minuto

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 49

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 50

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 51

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 52

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 53

Tabla 4 Cepario de referencia de Holanda

Especie Serogrupo Serovar Cepa de referencia

L Interrogans

Australis Australis Ballico

Autumnalis Autumnalis Akiyami A

Betaviae Betaviae Swart

Canicola Canicola Hond Utrechit IV

Djasiman Djasiman Djasiman

Hebdomadis Hebdomadis Hebdomadis

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagica RGA

Icterohaemorrhagia Copenhageni M20

Icterohaemorrhagia Copenhageni Wijnberg

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagia Kantorowic

Pomona Pomona Pomona

Pyrogenes Pyrogenes Salinem

Sejroe Hardjo Hardjoprajitho

Sejroe Wolffi 3705

L Noguchi

Australis Nicaragua 1011

Lousiana Lousiana LSU 1945

Panama Panama CZ 214

L Biorgpetersenii

Ballum Castellones Castellon 3

Javanica Javanica Veldrat Batavia

Mini Mini Sari

Serjoe Serjoe M 84

Tarassovi Tarassovi Pereplitsin

L welii

Celledoni Celledoni Celledoni

Manhao Qingshui L 105

Sarnin Sarm 11 Sarnin

L Kirschneri

Cynopteri Cynopteri 3522 C

Grippotyphosa Grippotyphosa Moskva V

L Neyeri Ranarum Ranarum ICF

L Santarosal Sherman Shermani 1342 K

L Biflexa Semaranga Patoc Patoc 1

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 42

Dammert Nicole Leptospirosis una revisioacuten bibliograacutefica 2005 [Citado 23 de

mayo de 2012] Disponible en

httpwwwsapuvetnetorgantigoPdf20FilesMonografia_leptospirapdf

Desvars A Cardinale E Michault A Animal leptospirosis in small tropical areas

Epidemiol Infect 2008 139(2) 167ndash188

Eribo Broderick Mingmongkolchai Sirima Yan Tingfen Dubbs Padunsri Nelson

Karen E Leptospire Genomic Diversity Revealed by Microarray-Based

Comparative Genomic Hybridization Applied and Environm Microbiol 2012

78(9) 3045ndash3050

Fraga N Jorge Rodriguez Jinnay Fuentes Omar Catex Mayda Fernandez C

Aymeacute Comparacioacuten entre 5 meacutetodos para la extraccioacuten de ADN de triatomiacuteneos

su utilizacioacuten en la teacutecnica de ADN polimoacuterfico amplificado al azar Rev cubana

med trop 2004 56(3)208-13

Greene CSykes J Brown C Hartmann K Enfermedades infecciosas del perro y

el gato 3a ed Buenos Aires Argentina Intermeacutedica 2008

Hauk P Macedo F Romero E C Vasconcellos SA de Morais ZM Barbosa

AS et al In LipL32 the major leptospiral lipoprotein the C terminus is the primary

immunogenic domain and mediates interaction with collagen IV and plasma

fibronectin Infect Immun 2008 76(6) 2642-2650

Ibaacutentildeez C A Hernaacutendez G B Torres B J Meleacutendez V P Hallazgos de

anticuerpos contra Leptospira sp serovariedades Panama Lai Australis

Shermani y Patoc en un grupo de monos Rhesus (Macaca mulatta) en

condiciones de cautiverio Arch Med Vet 2010 42101-104

Kositanont Uraiwan Rugsasuk Songsak Leelaporn Amornrut Phulsuksombati

Duangporn Tantitanawat Sompong Naigowit Pimjai Detection and differentiation

between pathogenic and saprophytic Leptospira spp by multiplex polymerase

chain reaction Diagnosis Microbiology and Infectious Disease 2007 52 117-122

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 43

La extraccioacuten y purificacioacuten del ADN para el anaacutelisis por PCR Mitos y realidades

News Microb 2009 (3) 1-2

Levett Paul N Leptospirosis Clin Microbiol Rev 2001 14(2)296-326

Levett Paul N Morey Roger E Galloway Renee L Turner Danielle E

Steigerwalt Arnold G Mayer Leonard W Detection of pathogenic Leptospires by

real-time quantitative PCR J Med Microbiol 2005 54 45ndash49

Machado Nina Patricia Teacutellez Germaacuten Alberto Catantildeo Carlos Jonh Anticuerpos

monoclonales desarrollo fiacutesico y perspectivas terapeacuteuticas Infectio 2006 10(3)

186-197

Martiacutenez C Adriana Silva R Elsa Patricia Meacutetodos fiacutesico-quiacutemicos en

biotecnologiacutea PCR 2004 [Citado 20 de agosto 2013] Disponible en

httpwwwibtunammxcomputopdfsmetpcrpdf

Marshall RB Wilton BE Robinson AJ identification of Leptospira serovars by

restriction-endonuclease analysis J Med Microbiol1981 14163-166

McDonough PL Leptospirosis en caninos - estado actual En Recent Advances in

Canine Infectious Diseases Ithaca New York USA International Veterinary

Information Service 200

McPherson MJ Quirke P Taylor GR PCR A practical approach 3ra ed

Oxford Estados Unidos University Press1991

Meacutendez A Sebastiaacuten Peacuterez R Eduardo La PCR muacuteltiple en microbiologiacutea cliacutenica

Enferm Infecc Microbiol Clin 2004 22(3)183-92

Miller Melissa B Tang Yi-Wei Basic concepts of microarrays and potential

applications in clinical microbiology Clin Microbiol Rev 2009 22(4) 611-627

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 44

Moreno Natali Agudelo F Piedad Aplicacioacuten de las pruebas de PCR

convencional simple y muacuteltiple para la identificacioacuten de aislamientos de Leptospira

spp en Colombia Rev Peruacute Med Exp Salud Puacuteblica 2010 27 (4)548-56

Morey Roger E Galloway Renee L Bragg Sandra L Steigerwalt Arnold G

Mayer Leonard W Levett Paul N Species-specific identification of Leptospiraceae

by 16s rRNA gene sequencing J Clin Microbiol 2006 44(10) 3510ndash3516

Organizacioacuten Mundial de Sanidad Animal Leptospirosis Manual de la OIE sobre

animales terrestres 2008

Organizacioacuten Mundial de la Salud Leptospirosis humana guiacutea para el diagnoacutestico

vigilancia y control Rio de Janeiro OMS 2008 Serie de Manuales Teacutecnicos 12

Organizacioacuten Mundial de Sanidad Animal Validacioacuten y control de calidad de los

meacutetodos de reaccioacuten en cadena de la polimerasa utilizados para el diagnoacutestico de

enfermedades infecciosas Manual de pruebas de diagnoacutestico para los animales

acuaacuteticos 2006

Pelaacuteez Saacutenchez Otto Reinaldo Garciacutea Quintero Gustavo Batista Santiesteban

Niurka Blain Torres Kirenia Informe del trabajo realizado en el enfrentamiento del

brote epideacutemico de leptospirosis Managua Nicaragua Instituto Finlay Centro de

Investigacioacuten y Produccioacuten de Vacunas 2007 [Citado 14 de agosto de 2012]

Disponible en

httpwwwconamornicaraguaorgnidocumentos_4DICIEMBREINFORME_BRIG

ADA_MEDICA_CUBANA_FINAL__IMP

Quinn PJ Markey BK Carter ME Donnelly WJ Leonard FC Microbiologiacutea y

enfermedades infecciosas veterinarias1ra edZaragoza Espantildea Acribia 2002

Quinn PJ Markey BK Carter ME Donnelly WJ Leonard FC Microbiologiacutea y

enfermedades infecciosas veterinarias 2 da ed Zaragoza Espantildea Acribia 2005

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 45

Rada T Ana Toboada L Gonzalo Meacutetodo de obtencioacuten y purificacioacuten de ADN

humano para su aplicacioacuten en geneacutetica molecular Biofarbo 1998 6 63-68

Ren SX Fu G Jiang XG Zeng R Miao YG Xu H Unique physiological and

pathogenic features of Leptospira interrogans revealed by whole-genome

sequencing Nature 2003 422(6934)888-893

Rodicio Mariacutea del Rosario Mendoza Mariacutea del Carmen Identificacioacuten bacteriana

mediante secuenciacioacuten del ARNr 16S fundamento metodologiacutea y aplicaciones

en microbiologiacutea cliacutenica Enferm Infecc Microbiol Clin 2004 22(4)238-45

Rodriacuteguez S Iram Pablo Barrera S Hugo A La reaccioacuten en cadena de la

polimerasa a dos deacutecadas de su invencioacuten Ciencia UANL 2004 7(3)323-335

Rosario Luis A Arencibia Daniel F Batista Niurka et al Caracterizacioacuten de

aislamientos cliacutenicos de Leptospira por meacutetodos fenotiacutepicos y moleculares en la

Repuacuteblica de Nicaragua VacciMonitor 2012 21(3)6-12

Satz Leonardo M Kornblihtt Alberto R La reaccion en cadena de la polimeras

Revist Divulg Cient y Tecnol AsocCien Hoy 1993 4(23)

Silva Carolina dos Santos Giacuterio Raul Joseacute Silva Guerra N Guilherme Brich

Michelle Santana Lucas Alves de Souza Amacircncio Faacutebio Henrique et al

Anticorpos anti-Leptospira spp em animais selvagens do zooloacutegico municipal de

Ribeiratildeo Preto Estado de Satildeo Paulo Brasil Anti-Leptospira spp antibodies in

wild animals from Ribeiratildeo Preto city zoo in Satildeo Paulo State Brazil Braz j vet

res anim sci 2010 47(3)237-242

Terpstra WJ Korver H Leeuwen J van Kolk AHJ Schoone GJ Alternative

methods for the classification of leptospiral serovars In The present state of

leptospirosis diagnosis and control EdsWA Ellis and TWA Little PublNijhoff

1986

Torrez T Alfredo G Baca Beatriz Eugenia Reaccioacuten en cadena de la polimerasa

Elementos 1995 3(23)16-21

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 46

Velasco M Reinaldo Marcadores moleculares y la extraccioacuten de ADN

Facultcienc agrop2005 3(1) 14-18

Victoria Berta Fernaacutendez Carmen Rodriacuteguez Joseacute E Obregoacuten Ana M

Rodriacuteguez Islay Identificacioacuten de aislamientos de Leptospira por meacutetodos

seroloacutegicos y geneacuteticos Rev cubana med trop 2002 54(1)48-51

Vital-Brazil Juliana Magalhatildees Balassiano Ilana Teruszkin Oliveira Fabiano Sutter

de Costa Alberto Dias de Souza Hillen Leandro Pereira Martha Mariacutea Multiplex

PCR-based detection of Leptospira in environmental water samples obtained from

a slum settlement Mem Inst Oswaldo Cruz 2010 105(3) 353-355

World Health Organization Current problems in leptospirosis research Geneva

WHO 1967 Technical report series 380

Zamora J Riedmann S Encuesta Seroloacutegica de Leptospirosis Humana en

Ocupaciones de alto riesgo en Chile Rev Med Chile 1990 118 247-252

Zunino M Enna Pizarro P Rolando Leptospirosis Puesta al diacutea Rev Chil

Infectol 2007 24(3) 220-226

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 47

ANEXOS

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 48

Kit de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

1 20 microl de proteinasa K en eppendorf

2 Agregar 200 microl de la muestra

3 Agregar 200 microl de buffer AL y bortear por 5 segundos

4 Incubar a 56 ordmC por 10 minutos

5 Centrifugar brevemente

6 Agregar 200 microl de etanol (96 ndash 100)

7 Pasar la mezcla del paso 6 y colocarlo en un tubo de ensayo colector

procurando no tocar los bordes y centrifugar a 8000 rpm por 1 minuto Cambiar el

tubo colector descartando el contenido

8 Agregar en el centro de la columna 500 microl de buffer AW1 Centrifugar por 8000

rpm por 1 minuto luego descartar tubo colector y el contenido cambiando a un

nuevo tubo colector

9 Agregar 500 microl de buffer AW2 en el centro de la membrana y centrifugar a

14000 rpm por 3 minutos

10 Pasar la columna a eppendorf y centrifugar a velocidad maacutexima por 1 minuto

11 Pasar la columna a eppendorf y agregar 100 microl de buffer AE incubar a

temperatura ambiente por 1 minuto luego centrifugar a 8000 rpm por un minuto

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 49

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 50

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 51

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 52

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 53

Tabla 4 Cepario de referencia de Holanda

Especie Serogrupo Serovar Cepa de referencia

L Interrogans

Australis Australis Ballico

Autumnalis Autumnalis Akiyami A

Betaviae Betaviae Swart

Canicola Canicola Hond Utrechit IV

Djasiman Djasiman Djasiman

Hebdomadis Hebdomadis Hebdomadis

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagica RGA

Icterohaemorrhagia Copenhageni M20

Icterohaemorrhagia Copenhageni Wijnberg

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagia Kantorowic

Pomona Pomona Pomona

Pyrogenes Pyrogenes Salinem

Sejroe Hardjo Hardjoprajitho

Sejroe Wolffi 3705

L Noguchi

Australis Nicaragua 1011

Lousiana Lousiana LSU 1945

Panama Panama CZ 214

L Biorgpetersenii

Ballum Castellones Castellon 3

Javanica Javanica Veldrat Batavia

Mini Mini Sari

Serjoe Serjoe M 84

Tarassovi Tarassovi Pereplitsin

L welii

Celledoni Celledoni Celledoni

Manhao Qingshui L 105

Sarnin Sarm 11 Sarnin

L Kirschneri

Cynopteri Cynopteri 3522 C

Grippotyphosa Grippotyphosa Moskva V

L Neyeri Ranarum Ranarum ICF

L Santarosal Sherman Shermani 1342 K

L Biflexa Semaranga Patoc Patoc 1

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 43

La extraccioacuten y purificacioacuten del ADN para el anaacutelisis por PCR Mitos y realidades

News Microb 2009 (3) 1-2

Levett Paul N Leptospirosis Clin Microbiol Rev 2001 14(2)296-326

Levett Paul N Morey Roger E Galloway Renee L Turner Danielle E

Steigerwalt Arnold G Mayer Leonard W Detection of pathogenic Leptospires by

real-time quantitative PCR J Med Microbiol 2005 54 45ndash49

Machado Nina Patricia Teacutellez Germaacuten Alberto Catantildeo Carlos Jonh Anticuerpos

monoclonales desarrollo fiacutesico y perspectivas terapeacuteuticas Infectio 2006 10(3)

186-197

Martiacutenez C Adriana Silva R Elsa Patricia Meacutetodos fiacutesico-quiacutemicos en

biotecnologiacutea PCR 2004 [Citado 20 de agosto 2013] Disponible en

httpwwwibtunammxcomputopdfsmetpcrpdf

Marshall RB Wilton BE Robinson AJ identification of Leptospira serovars by

restriction-endonuclease analysis J Med Microbiol1981 14163-166

McDonough PL Leptospirosis en caninos - estado actual En Recent Advances in

Canine Infectious Diseases Ithaca New York USA International Veterinary

Information Service 200

McPherson MJ Quirke P Taylor GR PCR A practical approach 3ra ed

Oxford Estados Unidos University Press1991

Meacutendez A Sebastiaacuten Peacuterez R Eduardo La PCR muacuteltiple en microbiologiacutea cliacutenica

Enferm Infecc Microbiol Clin 2004 22(3)183-92

Miller Melissa B Tang Yi-Wei Basic concepts of microarrays and potential

applications in clinical microbiology Clin Microbiol Rev 2009 22(4) 611-627

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 44

Moreno Natali Agudelo F Piedad Aplicacioacuten de las pruebas de PCR

convencional simple y muacuteltiple para la identificacioacuten de aislamientos de Leptospira

spp en Colombia Rev Peruacute Med Exp Salud Puacuteblica 2010 27 (4)548-56

Morey Roger E Galloway Renee L Bragg Sandra L Steigerwalt Arnold G

Mayer Leonard W Levett Paul N Species-specific identification of Leptospiraceae

by 16s rRNA gene sequencing J Clin Microbiol 2006 44(10) 3510ndash3516

Organizacioacuten Mundial de Sanidad Animal Leptospirosis Manual de la OIE sobre

animales terrestres 2008

Organizacioacuten Mundial de la Salud Leptospirosis humana guiacutea para el diagnoacutestico

vigilancia y control Rio de Janeiro OMS 2008 Serie de Manuales Teacutecnicos 12

Organizacioacuten Mundial de Sanidad Animal Validacioacuten y control de calidad de los

meacutetodos de reaccioacuten en cadena de la polimerasa utilizados para el diagnoacutestico de

enfermedades infecciosas Manual de pruebas de diagnoacutestico para los animales

acuaacuteticos 2006

Pelaacuteez Saacutenchez Otto Reinaldo Garciacutea Quintero Gustavo Batista Santiesteban

Niurka Blain Torres Kirenia Informe del trabajo realizado en el enfrentamiento del

brote epideacutemico de leptospirosis Managua Nicaragua Instituto Finlay Centro de

Investigacioacuten y Produccioacuten de Vacunas 2007 [Citado 14 de agosto de 2012]

Disponible en

httpwwwconamornicaraguaorgnidocumentos_4DICIEMBREINFORME_BRIG

ADA_MEDICA_CUBANA_FINAL__IMP

Quinn PJ Markey BK Carter ME Donnelly WJ Leonard FC Microbiologiacutea y

enfermedades infecciosas veterinarias1ra edZaragoza Espantildea Acribia 2002

Quinn PJ Markey BK Carter ME Donnelly WJ Leonard FC Microbiologiacutea y

enfermedades infecciosas veterinarias 2 da ed Zaragoza Espantildea Acribia 2005

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 45

Rada T Ana Toboada L Gonzalo Meacutetodo de obtencioacuten y purificacioacuten de ADN

humano para su aplicacioacuten en geneacutetica molecular Biofarbo 1998 6 63-68

Ren SX Fu G Jiang XG Zeng R Miao YG Xu H Unique physiological and

pathogenic features of Leptospira interrogans revealed by whole-genome

sequencing Nature 2003 422(6934)888-893

Rodicio Mariacutea del Rosario Mendoza Mariacutea del Carmen Identificacioacuten bacteriana

mediante secuenciacioacuten del ARNr 16S fundamento metodologiacutea y aplicaciones

en microbiologiacutea cliacutenica Enferm Infecc Microbiol Clin 2004 22(4)238-45

Rodriacuteguez S Iram Pablo Barrera S Hugo A La reaccioacuten en cadena de la

polimerasa a dos deacutecadas de su invencioacuten Ciencia UANL 2004 7(3)323-335

Rosario Luis A Arencibia Daniel F Batista Niurka et al Caracterizacioacuten de

aislamientos cliacutenicos de Leptospira por meacutetodos fenotiacutepicos y moleculares en la

Repuacuteblica de Nicaragua VacciMonitor 2012 21(3)6-12

Satz Leonardo M Kornblihtt Alberto R La reaccion en cadena de la polimeras

Revist Divulg Cient y Tecnol AsocCien Hoy 1993 4(23)

Silva Carolina dos Santos Giacuterio Raul Joseacute Silva Guerra N Guilherme Brich

Michelle Santana Lucas Alves de Souza Amacircncio Faacutebio Henrique et al

Anticorpos anti-Leptospira spp em animais selvagens do zooloacutegico municipal de

Ribeiratildeo Preto Estado de Satildeo Paulo Brasil Anti-Leptospira spp antibodies in

wild animals from Ribeiratildeo Preto city zoo in Satildeo Paulo State Brazil Braz j vet

res anim sci 2010 47(3)237-242

Terpstra WJ Korver H Leeuwen J van Kolk AHJ Schoone GJ Alternative

methods for the classification of leptospiral serovars In The present state of

leptospirosis diagnosis and control EdsWA Ellis and TWA Little PublNijhoff

1986

Torrez T Alfredo G Baca Beatriz Eugenia Reaccioacuten en cadena de la polimerasa

Elementos 1995 3(23)16-21

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 46

Velasco M Reinaldo Marcadores moleculares y la extraccioacuten de ADN

Facultcienc agrop2005 3(1) 14-18

Victoria Berta Fernaacutendez Carmen Rodriacuteguez Joseacute E Obregoacuten Ana M

Rodriacuteguez Islay Identificacioacuten de aislamientos de Leptospira por meacutetodos

seroloacutegicos y geneacuteticos Rev cubana med trop 2002 54(1)48-51

Vital-Brazil Juliana Magalhatildees Balassiano Ilana Teruszkin Oliveira Fabiano Sutter

de Costa Alberto Dias de Souza Hillen Leandro Pereira Martha Mariacutea Multiplex

PCR-based detection of Leptospira in environmental water samples obtained from

a slum settlement Mem Inst Oswaldo Cruz 2010 105(3) 353-355

World Health Organization Current problems in leptospirosis research Geneva

WHO 1967 Technical report series 380

Zamora J Riedmann S Encuesta Seroloacutegica de Leptospirosis Humana en

Ocupaciones de alto riesgo en Chile Rev Med Chile 1990 118 247-252

Zunino M Enna Pizarro P Rolando Leptospirosis Puesta al diacutea Rev Chil

Infectol 2007 24(3) 220-226

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 47

ANEXOS

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 48

Kit de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

1 20 microl de proteinasa K en eppendorf

2 Agregar 200 microl de la muestra

3 Agregar 200 microl de buffer AL y bortear por 5 segundos

4 Incubar a 56 ordmC por 10 minutos

5 Centrifugar brevemente

6 Agregar 200 microl de etanol (96 ndash 100)

7 Pasar la mezcla del paso 6 y colocarlo en un tubo de ensayo colector

procurando no tocar los bordes y centrifugar a 8000 rpm por 1 minuto Cambiar el

tubo colector descartando el contenido

8 Agregar en el centro de la columna 500 microl de buffer AW1 Centrifugar por 8000

rpm por 1 minuto luego descartar tubo colector y el contenido cambiando a un

nuevo tubo colector

9 Agregar 500 microl de buffer AW2 en el centro de la membrana y centrifugar a

14000 rpm por 3 minutos

10 Pasar la columna a eppendorf y centrifugar a velocidad maacutexima por 1 minuto

11 Pasar la columna a eppendorf y agregar 100 microl de buffer AE incubar a

temperatura ambiente por 1 minuto luego centrifugar a 8000 rpm por un minuto

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 49

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 50

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 51

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 52

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 53

Tabla 4 Cepario de referencia de Holanda

Especie Serogrupo Serovar Cepa de referencia

L Interrogans

Australis Australis Ballico

Autumnalis Autumnalis Akiyami A

Betaviae Betaviae Swart

Canicola Canicola Hond Utrechit IV

Djasiman Djasiman Djasiman

Hebdomadis Hebdomadis Hebdomadis

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagica RGA

Icterohaemorrhagia Copenhageni M20

Icterohaemorrhagia Copenhageni Wijnberg

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagia Kantorowic

Pomona Pomona Pomona

Pyrogenes Pyrogenes Salinem

Sejroe Hardjo Hardjoprajitho

Sejroe Wolffi 3705

L Noguchi

Australis Nicaragua 1011

Lousiana Lousiana LSU 1945

Panama Panama CZ 214

L Biorgpetersenii

Ballum Castellones Castellon 3

Javanica Javanica Veldrat Batavia

Mini Mini Sari

Serjoe Serjoe M 84

Tarassovi Tarassovi Pereplitsin

L welii

Celledoni Celledoni Celledoni

Manhao Qingshui L 105

Sarnin Sarm 11 Sarnin

L Kirschneri

Cynopteri Cynopteri 3522 C

Grippotyphosa Grippotyphosa Moskva V

L Neyeri Ranarum Ranarum ICF

L Santarosal Sherman Shermani 1342 K

L Biflexa Semaranga Patoc Patoc 1

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 44

Moreno Natali Agudelo F Piedad Aplicacioacuten de las pruebas de PCR

convencional simple y muacuteltiple para la identificacioacuten de aislamientos de Leptospira

spp en Colombia Rev Peruacute Med Exp Salud Puacuteblica 2010 27 (4)548-56

Morey Roger E Galloway Renee L Bragg Sandra L Steigerwalt Arnold G

Mayer Leonard W Levett Paul N Species-specific identification of Leptospiraceae

by 16s rRNA gene sequencing J Clin Microbiol 2006 44(10) 3510ndash3516

Organizacioacuten Mundial de Sanidad Animal Leptospirosis Manual de la OIE sobre

animales terrestres 2008

Organizacioacuten Mundial de la Salud Leptospirosis humana guiacutea para el diagnoacutestico

vigilancia y control Rio de Janeiro OMS 2008 Serie de Manuales Teacutecnicos 12

Organizacioacuten Mundial de Sanidad Animal Validacioacuten y control de calidad de los

meacutetodos de reaccioacuten en cadena de la polimerasa utilizados para el diagnoacutestico de

enfermedades infecciosas Manual de pruebas de diagnoacutestico para los animales

acuaacuteticos 2006

Pelaacuteez Saacutenchez Otto Reinaldo Garciacutea Quintero Gustavo Batista Santiesteban

Niurka Blain Torres Kirenia Informe del trabajo realizado en el enfrentamiento del

brote epideacutemico de leptospirosis Managua Nicaragua Instituto Finlay Centro de

Investigacioacuten y Produccioacuten de Vacunas 2007 [Citado 14 de agosto de 2012]

Disponible en

httpwwwconamornicaraguaorgnidocumentos_4DICIEMBREINFORME_BRIG

ADA_MEDICA_CUBANA_FINAL__IMP

Quinn PJ Markey BK Carter ME Donnelly WJ Leonard FC Microbiologiacutea y

enfermedades infecciosas veterinarias1ra edZaragoza Espantildea Acribia 2002

Quinn PJ Markey BK Carter ME Donnelly WJ Leonard FC Microbiologiacutea y

enfermedades infecciosas veterinarias 2 da ed Zaragoza Espantildea Acribia 2005

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 45

Rada T Ana Toboada L Gonzalo Meacutetodo de obtencioacuten y purificacioacuten de ADN

humano para su aplicacioacuten en geneacutetica molecular Biofarbo 1998 6 63-68

Ren SX Fu G Jiang XG Zeng R Miao YG Xu H Unique physiological and

pathogenic features of Leptospira interrogans revealed by whole-genome

sequencing Nature 2003 422(6934)888-893

Rodicio Mariacutea del Rosario Mendoza Mariacutea del Carmen Identificacioacuten bacteriana

mediante secuenciacioacuten del ARNr 16S fundamento metodologiacutea y aplicaciones

en microbiologiacutea cliacutenica Enferm Infecc Microbiol Clin 2004 22(4)238-45

Rodriacuteguez S Iram Pablo Barrera S Hugo A La reaccioacuten en cadena de la

polimerasa a dos deacutecadas de su invencioacuten Ciencia UANL 2004 7(3)323-335

Rosario Luis A Arencibia Daniel F Batista Niurka et al Caracterizacioacuten de

aislamientos cliacutenicos de Leptospira por meacutetodos fenotiacutepicos y moleculares en la

Repuacuteblica de Nicaragua VacciMonitor 2012 21(3)6-12

Satz Leonardo M Kornblihtt Alberto R La reaccion en cadena de la polimeras

Revist Divulg Cient y Tecnol AsocCien Hoy 1993 4(23)

Silva Carolina dos Santos Giacuterio Raul Joseacute Silva Guerra N Guilherme Brich

Michelle Santana Lucas Alves de Souza Amacircncio Faacutebio Henrique et al

Anticorpos anti-Leptospira spp em animais selvagens do zooloacutegico municipal de

Ribeiratildeo Preto Estado de Satildeo Paulo Brasil Anti-Leptospira spp antibodies in

wild animals from Ribeiratildeo Preto city zoo in Satildeo Paulo State Brazil Braz j vet

res anim sci 2010 47(3)237-242

Terpstra WJ Korver H Leeuwen J van Kolk AHJ Schoone GJ Alternative

methods for the classification of leptospiral serovars In The present state of

leptospirosis diagnosis and control EdsWA Ellis and TWA Little PublNijhoff

1986

Torrez T Alfredo G Baca Beatriz Eugenia Reaccioacuten en cadena de la polimerasa

Elementos 1995 3(23)16-21

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 46

Velasco M Reinaldo Marcadores moleculares y la extraccioacuten de ADN

Facultcienc agrop2005 3(1) 14-18

Victoria Berta Fernaacutendez Carmen Rodriacuteguez Joseacute E Obregoacuten Ana M

Rodriacuteguez Islay Identificacioacuten de aislamientos de Leptospira por meacutetodos

seroloacutegicos y geneacuteticos Rev cubana med trop 2002 54(1)48-51

Vital-Brazil Juliana Magalhatildees Balassiano Ilana Teruszkin Oliveira Fabiano Sutter

de Costa Alberto Dias de Souza Hillen Leandro Pereira Martha Mariacutea Multiplex

PCR-based detection of Leptospira in environmental water samples obtained from

a slum settlement Mem Inst Oswaldo Cruz 2010 105(3) 353-355

World Health Organization Current problems in leptospirosis research Geneva

WHO 1967 Technical report series 380

Zamora J Riedmann S Encuesta Seroloacutegica de Leptospirosis Humana en

Ocupaciones de alto riesgo en Chile Rev Med Chile 1990 118 247-252

Zunino M Enna Pizarro P Rolando Leptospirosis Puesta al diacutea Rev Chil

Infectol 2007 24(3) 220-226

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 47

ANEXOS

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 48

Kit de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

1 20 microl de proteinasa K en eppendorf

2 Agregar 200 microl de la muestra

3 Agregar 200 microl de buffer AL y bortear por 5 segundos

4 Incubar a 56 ordmC por 10 minutos

5 Centrifugar brevemente

6 Agregar 200 microl de etanol (96 ndash 100)

7 Pasar la mezcla del paso 6 y colocarlo en un tubo de ensayo colector

procurando no tocar los bordes y centrifugar a 8000 rpm por 1 minuto Cambiar el

tubo colector descartando el contenido

8 Agregar en el centro de la columna 500 microl de buffer AW1 Centrifugar por 8000

rpm por 1 minuto luego descartar tubo colector y el contenido cambiando a un

nuevo tubo colector

9 Agregar 500 microl de buffer AW2 en el centro de la membrana y centrifugar a

14000 rpm por 3 minutos

10 Pasar la columna a eppendorf y centrifugar a velocidad maacutexima por 1 minuto

11 Pasar la columna a eppendorf y agregar 100 microl de buffer AE incubar a

temperatura ambiente por 1 minuto luego centrifugar a 8000 rpm por un minuto

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 49

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 50

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 51

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 52

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 53

Tabla 4 Cepario de referencia de Holanda

Especie Serogrupo Serovar Cepa de referencia

L Interrogans

Australis Australis Ballico

Autumnalis Autumnalis Akiyami A

Betaviae Betaviae Swart

Canicola Canicola Hond Utrechit IV

Djasiman Djasiman Djasiman

Hebdomadis Hebdomadis Hebdomadis

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagica RGA

Icterohaemorrhagia Copenhageni M20

Icterohaemorrhagia Copenhageni Wijnberg

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagia Kantorowic

Pomona Pomona Pomona

Pyrogenes Pyrogenes Salinem

Sejroe Hardjo Hardjoprajitho

Sejroe Wolffi 3705

L Noguchi

Australis Nicaragua 1011

Lousiana Lousiana LSU 1945

Panama Panama CZ 214

L Biorgpetersenii

Ballum Castellones Castellon 3

Javanica Javanica Veldrat Batavia

Mini Mini Sari

Serjoe Serjoe M 84

Tarassovi Tarassovi Pereplitsin

L welii

Celledoni Celledoni Celledoni

Manhao Qingshui L 105

Sarnin Sarm 11 Sarnin

L Kirschneri

Cynopteri Cynopteri 3522 C

Grippotyphosa Grippotyphosa Moskva V

L Neyeri Ranarum Ranarum ICF

L Santarosal Sherman Shermani 1342 K

L Biflexa Semaranga Patoc Patoc 1

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 45

Rada T Ana Toboada L Gonzalo Meacutetodo de obtencioacuten y purificacioacuten de ADN

humano para su aplicacioacuten en geneacutetica molecular Biofarbo 1998 6 63-68

Ren SX Fu G Jiang XG Zeng R Miao YG Xu H Unique physiological and

pathogenic features of Leptospira interrogans revealed by whole-genome

sequencing Nature 2003 422(6934)888-893

Rodicio Mariacutea del Rosario Mendoza Mariacutea del Carmen Identificacioacuten bacteriana

mediante secuenciacioacuten del ARNr 16S fundamento metodologiacutea y aplicaciones

en microbiologiacutea cliacutenica Enferm Infecc Microbiol Clin 2004 22(4)238-45

Rodriacuteguez S Iram Pablo Barrera S Hugo A La reaccioacuten en cadena de la

polimerasa a dos deacutecadas de su invencioacuten Ciencia UANL 2004 7(3)323-335

Rosario Luis A Arencibia Daniel F Batista Niurka et al Caracterizacioacuten de

aislamientos cliacutenicos de Leptospira por meacutetodos fenotiacutepicos y moleculares en la

Repuacuteblica de Nicaragua VacciMonitor 2012 21(3)6-12

Satz Leonardo M Kornblihtt Alberto R La reaccion en cadena de la polimeras

Revist Divulg Cient y Tecnol AsocCien Hoy 1993 4(23)

Silva Carolina dos Santos Giacuterio Raul Joseacute Silva Guerra N Guilherme Brich

Michelle Santana Lucas Alves de Souza Amacircncio Faacutebio Henrique et al

Anticorpos anti-Leptospira spp em animais selvagens do zooloacutegico municipal de

Ribeiratildeo Preto Estado de Satildeo Paulo Brasil Anti-Leptospira spp antibodies in

wild animals from Ribeiratildeo Preto city zoo in Satildeo Paulo State Brazil Braz j vet

res anim sci 2010 47(3)237-242

Terpstra WJ Korver H Leeuwen J van Kolk AHJ Schoone GJ Alternative

methods for the classification of leptospiral serovars In The present state of

leptospirosis diagnosis and control EdsWA Ellis and TWA Little PublNijhoff

1986

Torrez T Alfredo G Baca Beatriz Eugenia Reaccioacuten en cadena de la polimerasa

Elementos 1995 3(23)16-21

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 46

Velasco M Reinaldo Marcadores moleculares y la extraccioacuten de ADN

Facultcienc agrop2005 3(1) 14-18

Victoria Berta Fernaacutendez Carmen Rodriacuteguez Joseacute E Obregoacuten Ana M

Rodriacuteguez Islay Identificacioacuten de aislamientos de Leptospira por meacutetodos

seroloacutegicos y geneacuteticos Rev cubana med trop 2002 54(1)48-51

Vital-Brazil Juliana Magalhatildees Balassiano Ilana Teruszkin Oliveira Fabiano Sutter

de Costa Alberto Dias de Souza Hillen Leandro Pereira Martha Mariacutea Multiplex

PCR-based detection of Leptospira in environmental water samples obtained from

a slum settlement Mem Inst Oswaldo Cruz 2010 105(3) 353-355

World Health Organization Current problems in leptospirosis research Geneva

WHO 1967 Technical report series 380

Zamora J Riedmann S Encuesta Seroloacutegica de Leptospirosis Humana en

Ocupaciones de alto riesgo en Chile Rev Med Chile 1990 118 247-252

Zunino M Enna Pizarro P Rolando Leptospirosis Puesta al diacutea Rev Chil

Infectol 2007 24(3) 220-226

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 47

ANEXOS

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 48

Kit de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

1 20 microl de proteinasa K en eppendorf

2 Agregar 200 microl de la muestra

3 Agregar 200 microl de buffer AL y bortear por 5 segundos

4 Incubar a 56 ordmC por 10 minutos

5 Centrifugar brevemente

6 Agregar 200 microl de etanol (96 ndash 100)

7 Pasar la mezcla del paso 6 y colocarlo en un tubo de ensayo colector

procurando no tocar los bordes y centrifugar a 8000 rpm por 1 minuto Cambiar el

tubo colector descartando el contenido

8 Agregar en el centro de la columna 500 microl de buffer AW1 Centrifugar por 8000

rpm por 1 minuto luego descartar tubo colector y el contenido cambiando a un

nuevo tubo colector

9 Agregar 500 microl de buffer AW2 en el centro de la membrana y centrifugar a

14000 rpm por 3 minutos

10 Pasar la columna a eppendorf y centrifugar a velocidad maacutexima por 1 minuto

11 Pasar la columna a eppendorf y agregar 100 microl de buffer AE incubar a

temperatura ambiente por 1 minuto luego centrifugar a 8000 rpm por un minuto

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 49

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 50

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 51

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 52

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 53

Tabla 4 Cepario de referencia de Holanda

Especie Serogrupo Serovar Cepa de referencia

L Interrogans

Australis Australis Ballico

Autumnalis Autumnalis Akiyami A

Betaviae Betaviae Swart

Canicola Canicola Hond Utrechit IV

Djasiman Djasiman Djasiman

Hebdomadis Hebdomadis Hebdomadis

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagica RGA

Icterohaemorrhagia Copenhageni M20

Icterohaemorrhagia Copenhageni Wijnberg

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagia Kantorowic

Pomona Pomona Pomona

Pyrogenes Pyrogenes Salinem

Sejroe Hardjo Hardjoprajitho

Sejroe Wolffi 3705

L Noguchi

Australis Nicaragua 1011

Lousiana Lousiana LSU 1945

Panama Panama CZ 214

L Biorgpetersenii

Ballum Castellones Castellon 3

Javanica Javanica Veldrat Batavia

Mini Mini Sari

Serjoe Serjoe M 84

Tarassovi Tarassovi Pereplitsin

L welii

Celledoni Celledoni Celledoni

Manhao Qingshui L 105

Sarnin Sarm 11 Sarnin

L Kirschneri

Cynopteri Cynopteri 3522 C

Grippotyphosa Grippotyphosa Moskva V

L Neyeri Ranarum Ranarum ICF

L Santarosal Sherman Shermani 1342 K

L Biflexa Semaranga Patoc Patoc 1

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 46

Velasco M Reinaldo Marcadores moleculares y la extraccioacuten de ADN

Facultcienc agrop2005 3(1) 14-18

Victoria Berta Fernaacutendez Carmen Rodriacuteguez Joseacute E Obregoacuten Ana M

Rodriacuteguez Islay Identificacioacuten de aislamientos de Leptospira por meacutetodos

seroloacutegicos y geneacuteticos Rev cubana med trop 2002 54(1)48-51

Vital-Brazil Juliana Magalhatildees Balassiano Ilana Teruszkin Oliveira Fabiano Sutter

de Costa Alberto Dias de Souza Hillen Leandro Pereira Martha Mariacutea Multiplex

PCR-based detection of Leptospira in environmental water samples obtained from

a slum settlement Mem Inst Oswaldo Cruz 2010 105(3) 353-355

World Health Organization Current problems in leptospirosis research Geneva

WHO 1967 Technical report series 380

Zamora J Riedmann S Encuesta Seroloacutegica de Leptospirosis Humana en

Ocupaciones de alto riesgo en Chile Rev Med Chile 1990 118 247-252

Zunino M Enna Pizarro P Rolando Leptospirosis Puesta al diacutea Rev Chil

Infectol 2007 24(3) 220-226

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 47

ANEXOS

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 48

Kit de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

1 20 microl de proteinasa K en eppendorf

2 Agregar 200 microl de la muestra

3 Agregar 200 microl de buffer AL y bortear por 5 segundos

4 Incubar a 56 ordmC por 10 minutos

5 Centrifugar brevemente

6 Agregar 200 microl de etanol (96 ndash 100)

7 Pasar la mezcla del paso 6 y colocarlo en un tubo de ensayo colector

procurando no tocar los bordes y centrifugar a 8000 rpm por 1 minuto Cambiar el

tubo colector descartando el contenido

8 Agregar en el centro de la columna 500 microl de buffer AW1 Centrifugar por 8000

rpm por 1 minuto luego descartar tubo colector y el contenido cambiando a un

nuevo tubo colector

9 Agregar 500 microl de buffer AW2 en el centro de la membrana y centrifugar a

14000 rpm por 3 minutos

10 Pasar la columna a eppendorf y centrifugar a velocidad maacutexima por 1 minuto

11 Pasar la columna a eppendorf y agregar 100 microl de buffer AE incubar a

temperatura ambiente por 1 minuto luego centrifugar a 8000 rpm por un minuto

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 49

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 50

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 51

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 52

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 53

Tabla 4 Cepario de referencia de Holanda

Especie Serogrupo Serovar Cepa de referencia

L Interrogans

Australis Australis Ballico

Autumnalis Autumnalis Akiyami A

Betaviae Betaviae Swart

Canicola Canicola Hond Utrechit IV

Djasiman Djasiman Djasiman

Hebdomadis Hebdomadis Hebdomadis

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagica RGA

Icterohaemorrhagia Copenhageni M20

Icterohaemorrhagia Copenhageni Wijnberg

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagia Kantorowic

Pomona Pomona Pomona

Pyrogenes Pyrogenes Salinem

Sejroe Hardjo Hardjoprajitho

Sejroe Wolffi 3705

L Noguchi

Australis Nicaragua 1011

Lousiana Lousiana LSU 1945

Panama Panama CZ 214

L Biorgpetersenii

Ballum Castellones Castellon 3

Javanica Javanica Veldrat Batavia

Mini Mini Sari

Serjoe Serjoe M 84

Tarassovi Tarassovi Pereplitsin

L welii

Celledoni Celledoni Celledoni

Manhao Qingshui L 105

Sarnin Sarm 11 Sarnin

L Kirschneri

Cynopteri Cynopteri 3522 C

Grippotyphosa Grippotyphosa Moskva V

L Neyeri Ranarum Ranarum ICF

L Santarosal Sherman Shermani 1342 K

L Biflexa Semaranga Patoc Patoc 1

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 47

ANEXOS

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 48

Kit de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

1 20 microl de proteinasa K en eppendorf

2 Agregar 200 microl de la muestra

3 Agregar 200 microl de buffer AL y bortear por 5 segundos

4 Incubar a 56 ordmC por 10 minutos

5 Centrifugar brevemente

6 Agregar 200 microl de etanol (96 ndash 100)

7 Pasar la mezcla del paso 6 y colocarlo en un tubo de ensayo colector

procurando no tocar los bordes y centrifugar a 8000 rpm por 1 minuto Cambiar el

tubo colector descartando el contenido

8 Agregar en el centro de la columna 500 microl de buffer AW1 Centrifugar por 8000

rpm por 1 minuto luego descartar tubo colector y el contenido cambiando a un

nuevo tubo colector

9 Agregar 500 microl de buffer AW2 en el centro de la membrana y centrifugar a

14000 rpm por 3 minutos

10 Pasar la columna a eppendorf y centrifugar a velocidad maacutexima por 1 minuto

11 Pasar la columna a eppendorf y agregar 100 microl de buffer AE incubar a

temperatura ambiente por 1 minuto luego centrifugar a 8000 rpm por un minuto

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 49

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 50

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 51

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 52

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 53

Tabla 4 Cepario de referencia de Holanda

Especie Serogrupo Serovar Cepa de referencia

L Interrogans

Australis Australis Ballico

Autumnalis Autumnalis Akiyami A

Betaviae Betaviae Swart

Canicola Canicola Hond Utrechit IV

Djasiman Djasiman Djasiman

Hebdomadis Hebdomadis Hebdomadis

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagica RGA

Icterohaemorrhagia Copenhageni M20

Icterohaemorrhagia Copenhageni Wijnberg

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagia Kantorowic

Pomona Pomona Pomona

Pyrogenes Pyrogenes Salinem

Sejroe Hardjo Hardjoprajitho

Sejroe Wolffi 3705

L Noguchi

Australis Nicaragua 1011

Lousiana Lousiana LSU 1945

Panama Panama CZ 214

L Biorgpetersenii

Ballum Castellones Castellon 3

Javanica Javanica Veldrat Batavia

Mini Mini Sari

Serjoe Serjoe M 84

Tarassovi Tarassovi Pereplitsin

L welii

Celledoni Celledoni Celledoni

Manhao Qingshui L 105

Sarnin Sarm 11 Sarnin

L Kirschneri

Cynopteri Cynopteri 3522 C

Grippotyphosa Grippotyphosa Moskva V

L Neyeri Ranarum Ranarum ICF

L Santarosal Sherman Shermani 1342 K

L Biflexa Semaranga Patoc Patoc 1

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 48

Kit de extraccioacuten QIAamp DNA Mini Kit (Quiagenreg)

1 20 microl de proteinasa K en eppendorf

2 Agregar 200 microl de la muestra

3 Agregar 200 microl de buffer AL y bortear por 5 segundos

4 Incubar a 56 ordmC por 10 minutos

5 Centrifugar brevemente

6 Agregar 200 microl de etanol (96 ndash 100)

7 Pasar la mezcla del paso 6 y colocarlo en un tubo de ensayo colector

procurando no tocar los bordes y centrifugar a 8000 rpm por 1 minuto Cambiar el

tubo colector descartando el contenido

8 Agregar en el centro de la columna 500 microl de buffer AW1 Centrifugar por 8000

rpm por 1 minuto luego descartar tubo colector y el contenido cambiando a un

nuevo tubo colector

9 Agregar 500 microl de buffer AW2 en el centro de la membrana y centrifugar a

14000 rpm por 3 minutos

10 Pasar la columna a eppendorf y centrifugar a velocidad maacutexima por 1 minuto

11 Pasar la columna a eppendorf y agregar 100 microl de buffer AE incubar a

temperatura ambiente por 1 minuto luego centrifugar a 8000 rpm por un minuto

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 49

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 50

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 51

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

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Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 53

Tabla 4 Cepario de referencia de Holanda

Especie Serogrupo Serovar Cepa de referencia

L Interrogans

Australis Australis Ballico

Autumnalis Autumnalis Akiyami A

Betaviae Betaviae Swart

Canicola Canicola Hond Utrechit IV

Djasiman Djasiman Djasiman

Hebdomadis Hebdomadis Hebdomadis

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagica RGA

Icterohaemorrhagia Copenhageni M20

Icterohaemorrhagia Copenhageni Wijnberg

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagia Kantorowic

Pomona Pomona Pomona

Pyrogenes Pyrogenes Salinem

Sejroe Hardjo Hardjoprajitho

Sejroe Wolffi 3705

L Noguchi

Australis Nicaragua 1011

Lousiana Lousiana LSU 1945

Panama Panama CZ 214

L Biorgpetersenii

Ballum Castellones Castellon 3

Javanica Javanica Veldrat Batavia

Mini Mini Sari

Serjoe Serjoe M 84

Tarassovi Tarassovi Pereplitsin

L welii

Celledoni Celledoni Celledoni

Manhao Qingshui L 105

Sarnin Sarm 11 Sarnin

L Kirschneri

Cynopteri Cynopteri 3522 C

Grippotyphosa Grippotyphosa Moskva V

L Neyeri Ranarum Ranarum ICF

L Santarosal Sherman Shermani 1342 K

L Biflexa Semaranga Patoc Patoc 1

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

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Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 50

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

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Tabla 4 Cepario de referencia de Holanda

Especie Serogrupo Serovar Cepa de referencia

L Interrogans

Australis Australis Ballico

Autumnalis Autumnalis Akiyami A

Betaviae Betaviae Swart

Canicola Canicola Hond Utrechit IV

Djasiman Djasiman Djasiman

Hebdomadis Hebdomadis Hebdomadis

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagica RGA

Icterohaemorrhagia Copenhageni M20

Icterohaemorrhagia Copenhageni Wijnberg

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagia Kantorowic

Pomona Pomona Pomona

Pyrogenes Pyrogenes Salinem

Sejroe Hardjo Hardjoprajitho

Sejroe Wolffi 3705

L Noguchi

Australis Nicaragua 1011

Lousiana Lousiana LSU 1945

Panama Panama CZ 214

L Biorgpetersenii

Ballum Castellones Castellon 3

Javanica Javanica Veldrat Batavia

Mini Mini Sari

Serjoe Serjoe M 84

Tarassovi Tarassovi Pereplitsin

L welii

Celledoni Celledoni Celledoni

Manhao Qingshui L 105

Sarnin Sarm 11 Sarnin

L Kirschneri

Cynopteri Cynopteri 3522 C

Grippotyphosa Grippotyphosa Moskva V

L Neyeri Ranarum Ranarum ICF

L Santarosal Sherman Shermani 1342 K

L Biflexa Semaranga Patoc Patoc 1

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 50

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 51

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 52

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

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Tabla 4 Cepario de referencia de Holanda

Especie Serogrupo Serovar Cepa de referencia

L Interrogans

Australis Australis Ballico

Autumnalis Autumnalis Akiyami A

Betaviae Betaviae Swart

Canicola Canicola Hond Utrechit IV

Djasiman Djasiman Djasiman

Hebdomadis Hebdomadis Hebdomadis

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagica RGA

Icterohaemorrhagia Copenhageni M20

Icterohaemorrhagia Copenhageni Wijnberg

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagia Kantorowic

Pomona Pomona Pomona

Pyrogenes Pyrogenes Salinem

Sejroe Hardjo Hardjoprajitho

Sejroe Wolffi 3705

L Noguchi

Australis Nicaragua 1011

Lousiana Lousiana LSU 1945

Panama Panama CZ 214

L Biorgpetersenii

Ballum Castellones Castellon 3

Javanica Javanica Veldrat Batavia

Mini Mini Sari

Serjoe Serjoe M 84

Tarassovi Tarassovi Pereplitsin

L welii

Celledoni Celledoni Celledoni

Manhao Qingshui L 105

Sarnin Sarm 11 Sarnin

L Kirschneri

Cynopteri Cynopteri 3522 C

Grippotyphosa Grippotyphosa Moskva V

L Neyeri Ranarum Ranarum ICF

L Santarosal Sherman Shermani 1342 K

L Biflexa Semaranga Patoc Patoc 1

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

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Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

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Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

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Tabla 4 Cepario de referencia de Holanda

Especie Serogrupo Serovar Cepa de referencia

L Interrogans

Australis Australis Ballico

Autumnalis Autumnalis Akiyami A

Betaviae Betaviae Swart

Canicola Canicola Hond Utrechit IV

Djasiman Djasiman Djasiman

Hebdomadis Hebdomadis Hebdomadis

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagica RGA

Icterohaemorrhagia Copenhageni M20

Icterohaemorrhagia Copenhageni Wijnberg

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagia Kantorowic

Pomona Pomona Pomona

Pyrogenes Pyrogenes Salinem

Sejroe Hardjo Hardjoprajitho

Sejroe Wolffi 3705

L Noguchi

Australis Nicaragua 1011

Lousiana Lousiana LSU 1945

Panama Panama CZ 214

L Biorgpetersenii

Ballum Castellones Castellon 3

Javanica Javanica Veldrat Batavia

Mini Mini Sari

Serjoe Serjoe M 84

Tarassovi Tarassovi Pereplitsin

L welii

Celledoni Celledoni Celledoni

Manhao Qingshui L 105

Sarnin Sarm 11 Sarnin

L Kirschneri

Cynopteri Cynopteri 3522 C

Grippotyphosa Grippotyphosa Moskva V

L Neyeri Ranarum Ranarum ICF

L Santarosal Sherman Shermani 1342 K

L Biflexa Semaranga Patoc Patoc 1

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 52

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 53

Tabla 4 Cepario de referencia de Holanda

Especie Serogrupo Serovar Cepa de referencia

L Interrogans

Australis Australis Ballico

Autumnalis Autumnalis Akiyami A

Betaviae Betaviae Swart

Canicola Canicola Hond Utrechit IV

Djasiman Djasiman Djasiman

Hebdomadis Hebdomadis Hebdomadis

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagica RGA

Icterohaemorrhagia Copenhageni M20

Icterohaemorrhagia Copenhageni Wijnberg

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagia Kantorowic

Pomona Pomona Pomona

Pyrogenes Pyrogenes Salinem

Sejroe Hardjo Hardjoprajitho

Sejroe Wolffi 3705

L Noguchi

Australis Nicaragua 1011

Lousiana Lousiana LSU 1945

Panama Panama CZ 214

L Biorgpetersenii

Ballum Castellones Castellon 3

Javanica Javanica Veldrat Batavia

Mini Mini Sari

Serjoe Serjoe M 84

Tarassovi Tarassovi Pereplitsin

L welii

Celledoni Celledoni Celledoni

Manhao Qingshui L 105

Sarnin Sarm 11 Sarnin

L Kirschneri

Cynopteri Cynopteri 3522 C

Grippotyphosa Grippotyphosa Moskva V

L Neyeri Ranarum Ranarum ICF

L Santarosal Sherman Shermani 1342 K

L Biflexa Semaranga Patoc Patoc 1

Estandarizacioacuten de una multiplex PCR para el diagnoacutestico de Leptospira saproacutefitas y patoacutegenas en muestras de animales domeacutesticos

Peacuterez-Salgado Paacutegina 53

Tabla 4 Cepario de referencia de Holanda

Especie Serogrupo Serovar Cepa de referencia

L Interrogans

Australis Australis Ballico

Autumnalis Autumnalis Akiyami A

Betaviae Betaviae Swart

Canicola Canicola Hond Utrechit IV

Djasiman Djasiman Djasiman

Hebdomadis Hebdomadis Hebdomadis

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagica RGA

Icterohaemorrhagia Copenhageni M20

Icterohaemorrhagia Copenhageni Wijnberg

Icterohaemorrhagia Icterohaemorrhagia Kantorowic

Pomona Pomona Pomona

Pyrogenes Pyrogenes Salinem

Sejroe Hardjo Hardjoprajitho

Sejroe Wolffi 3705

L Noguchi

Australis Nicaragua 1011

Lousiana Lousiana LSU 1945

Panama Panama CZ 214

L Biorgpetersenii

Ballum Castellones Castellon 3

Javanica Javanica Veldrat Batavia

Mini Mini Sari

Serjoe Serjoe M 84

Tarassovi Tarassovi Pereplitsin

L welii

Celledoni Celledoni Celledoni

Manhao Qingshui L 105

Sarnin Sarm 11 Sarnin

L Kirschneri

Cynopteri Cynopteri 3522 C

Grippotyphosa Grippotyphosa Moskva V

L Neyeri Ranarum Ranarum ICF

L Santarosal Sherman Shermani 1342 K

L Biflexa Semaranga Patoc Patoc 1