Serotypic diversity and sequence variation of the ompA gene among Mannheimia haemofytica isolates from domestic ruminants

PDF (English)
Δημοσιευμένα: Dec 15, 2017
DOI: https://doi.org/10.12681/jhvms.15389
C. VOUGIDOU (Χ. ΒΟΥΓΙΔΟΥ)
Ινστιτούτο Λοιμωδών και Παρασιτικών Noσημάτων Θεσσαλόνίκης
V. SANDALAKIS (Β. ΣΑΝΤΑΛΑΚΗΣ)
Εργαστήριο Κλινικής Βακτηριολογίας - Παρασιτολογίας - Ζωονόσων και Γεωγραφικής Ιατρικής,WHO Collaborating Center;Περιφερειακό Εργαστήριο Δημοσιας Υγείας
A. PSAROULAKI (Α. ΨΑΡΟΥΛΑΚΗ)
Εργαστήριο Μικροβιολογίας και Λοιμωδών Νοσημάτων, Κτηνιατρική Σχολή, Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης
E. PETRIDOU (Ε.Ι. ΠΕΤΡΙΔΟΥ)
Εργαστήριο Μικροβιολογίας και Λοιμωδών Νοσημάτων, Κτηνιατρική Σχολή, Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης
W. DONACHIE
Moredun Research Institute, Petitlands Science Park
L. EKATERINIADOU (Λ.ΑΙΚΑΤΕΡΙΝΙΑΔΟΥ)
Ινστιτούτο Κτηνιατρικών Ερευνών Θεσσαλονίκης, ΕΘΙΑΓΕ
Περίληψη

H Mannheìmia haemolytica αποτελεί ένα από τα σημαντικότερα αίτια πνευμονίας στα μηρυκαστικά. Εξαιτίας των σοβαρών οικονομικών επιπτώσεων που προκαλεί, διάφορες μέθοδοι έχουν χρησιμοποιηθεί με στόχο τη επιζωοτιολογική μελέτη και τη μελέτη της παθογένειας του βακτηρίου, Σκοπός της παρούσας έρευνας ήταν η διερεύνηση της συχνότητας απομόνωσης των διαφόρων οροτύπων της Mannheìmia haemolytica στην Ελλάδα και η γενετική ανάλυση ενός σημαντικού γονιδίου λοιμοτοξικότητας του βακτηρίου, του γονιδίου ompAt Για το σκοπό αυτό, μελετήθηκαν ενενήντα τέσσερα στελέχη Μ, haemolytica που απομονώθηκαν από τεμάχια πνευμονικού ιστού ενός βοοειδούς, προβάτων και αιγών με μακροσκοπικές αλλοιώσεις πνευμονίας. Η ταυτοποίηση των στελεχών έγινε με βασικές βιοχημικές δοκιμές, καθώς και με τη μέθοδο της Πολλαπλής Αλυσιδωτής Αντίδρασης της Πολυμεράσης (Multiplex PCR), 11 οροτυποποίηση των στελεχών έγινε με τη μέθοδο της έμμεσης αιμοσυγκόλλησης. Για την μελέτη των πολυμορφισμών τ ου γονιδίου ompA, χρησιμοποιήθηκαν δύο μέθοδοι: η μέθοδος της Ιΐλ^κτροφόρησης Ιΐηκτής με ΔιαβαΟμισμένη Λποδιατακτική Σύσταση (ÜGGH-Dcnaturing Gradient Gel Blectrophoresis) και η ανάλυση της αλληλουχίας του γονιδίου (DNA sequencing). Ανάμεσα στα ενενήντα τέσσερα στελέχη, βρέθηκαν οι ορύτυποι Α15  Α2, Α5, Α6,  Α7,  Α9 και  Α12. Ο ορότυπος Α2 ήταν ο επικρατέστερος. Το μοναδικό στέλεχος που απομονώθηκαν από βοοειδές ήταν Α2, όπως και τα στελέχη από αίγες. Τα υπόλοιπα στελέχη Α2 προήλθαν από πρόβατα. Η ανάπτυξη και εφαρμογή της μεθόδου DGGE αποκάλυψε πέντε διαφορετικά πρότυπα μεταξύ των στελεχών. Τα στελέχη πρόβειας προέλευσης, εμφάνισαν μεγαλύτερη παραλλακτικότητα (τέσσερα διαφορετικά πρότυπα), από αυτά που προέρχονταν από αίγες (δύο διαφορετικά πρότυπα). Το πρότυπο 2 ήταν το πιο διαδεδομένο και ακολουθούσαν τα πρότυπα Ι και 3, Το σύνολο των στελεχών που απομονώθηκαν από αίγες ανήκε σε δύο από αυτά τα πρότυπα, Η μέθοδος της ανάλυσης των αλληλουχιών του DNA εφαρμόστηκε με στόχο την επιβεβαίωση των αποτελεσμάτων της DGGE και την εύρεση των συγκεκριμένων πολυμορφισμών. Η μελέτη του γονιδίου ompA ανέδειξε 11 διαφορετικούς γονότυπους μεταξύ των στελεχών της Μ, haemolytica, που χωρίστηκαν σε εννέα συνολικά ομάδες, Τα στελέχη των προβάτων έδειξαν μεγαλύτερη ετερογένεια
και κατατάχθηκαν σε οκτώ ομάδες, δύο από τις οποίες ήταν οι πολυπληθέστερες. Η πλειοψηφία των στελεχών που απομονώθηκαν από αίγες ανήκε στην ομάδα IX, η οποία συνέπιπτε με το πρότυπο 1 της DGGE. Η μελέτη της δευτεροταγούς δομής της πρωτεΐνης OmpA εντόπισε τις αντικαταστάσεις αμινοξέων στους επιφανειακούς βρόχους της πρωτεΐνης και, πιο συγκεκριμένα, στις υπερμεταβλητές περιοχές. Καθώς, για πρώτη φορά διεθνώς, αναφέρονται πολυμορφισμοί του γονιδίου ompA στελεχών της Μ. haemolytica τα οποία έχουν απομονωθεί από αίγες, τα στοιχεία της έρευνας συμβάλλουν στη μελέτη της εξελικτικής πορείας του γονιδίου, και στην αποσαφήνιση της ύπαρξης ή μη ειδικότητας των διαφόρων υπο-ομάδων ως προς τον ξενιστή.

Λεπτομέρειες άρθρου
  • Ενότητα
  • Research Articles

Οι συγγραφείς των άρθρων που δημοσιεύονται στο περιοδικό διατηρούν τα δικαιώματα πνευματικής ιδιοκτησίας επί των άρθρων τους, δίνοντας στο περιοδικό το δικαίωμα της πρώτης δημοσίευσης.

Άρθρα που δημοσιεύονται στο περιοδικό διατίθενται με άδεια Creative Commons 4.0 Non Commercial και σύμφωνα με την άδεια μπορούν να χρησιμοποιούνται ελεύθερα, με αναφορά στο/στη συγγραφέα και στην πρώτη δημοσίευση για μη κερδοσκοπικούς σκοπούς.

Οι συγγραφείς μπορούν να καταθέσουν το άρθρο σε ιδρυματικό ή άλλο αποθετήριο ή/και να το δημοσιεύσουν σε άλλη έκδοση, με υποχρεωτική την αναφορά πρώτης δημοσίευσης στο J Hellenic Vet Med Soc

Οι συγγραφείς ενθαρρύνονται να καταθέσουν σε αποθετήριο ή να δημοσιεύσουν την εργασία τους στο διαδίκτυο πριν ή κατά τη διαδικασία υποβολής και αξιολόγησής της.

Λήψεις
Τα δεδομένα λήψης δεν είναι ακόμη διαθέσιμα.
Αναφορές
Adlam C (1989) The structure, function and properties of cellular and extracellular components of Pasieurella haemolyiica. In: Pasieurella and pastcurcllosis, Academic Press, London; pp 75- 92.
Alexander TW, Cook SR, Yanke LJ, Booker CW, Morley PS, Read RR, Gow SP, McAllister TA (2008) A multiplex polymerase chain reaction assay for the identification of Mannheimia haemolyiica, Mannheìmìa glucosida and Mannheìmìa nuninaIis. Vet Microbiol 130:165-175.
Angen O, Mutters R, Caugant DA, Olsen JE, Bisgaard M (1999) Taxonomic relationships of the [Pasteurella] haemolyiica complex as evaluated by DNA-DNA hybridisations and 16S rRNA sequencing with proposal of Mannheim la haemolyiica gent nov,, comb, nov,, Mannheimia granulomaiis comb, nov., Mannheìmìa glucosida sp. nov., Mannheimia ruminalis sp. nov. and Mannheìmìa varigena sp, nov, Int. J. Syst Evol Microbiol 49:67-86.
Angen O, Ahrens P, Bisgaard M (2Ö02) Phenolypic and genotypic characterization of Mannheìmìa (Pasteurella) haemolytìca-like strains isolated from diseased animals in Denmark, Vet Microbiol 84:103-114.
Ayalew S, Shrestha B, Montelongo M, Wilson ΛΕ, Confer AW (2011) Immunogcnicity of Mannheìmìa haemolytica recombinant outer membrane proteins SSA-1, OmpA, OmpP2, and OmpD15. Clin Vaccine Immunol 18:2067-74
Bcachey EH (1981) Bacterial adherence: adhesin-receptor interactions mediating the attachment of bacteria to mucosal surface. J Infect Pis 143:325-345.
Beher MG, Schnaitman CA, Pugsley ΛΡ (1980) Major heat-modifiable outer membrane protein in gram-negative bacteria: comparison with the ompA prolein of Escherichia coli. J Bactcriol 143:906-913,
Blackall PJ, Bisgaard M, Stephens CP (2002) Phenolypic characterisation of Australian sheep and cattle isolates of Mannheìmìa haemolyiica, Mannheìmìa granulomaiis and Mannheìmìa varigena, Aust Vet J 80:87-91
Blackall PJ, Bojesen AM, Christensen H, Bisgaard M (2007) Reclassification of [Pasteurella] trehalosi as Bihersielnia trehalosi gen, now, comb, nov, ïnt J Syst Evol Microbiol 57:666-674.
Brogden KA, Lehmkuhl HD, Cullip RC (1998) Pasteurella haemolyiica complicated respiratory infections in sheep and goats, Vet Res 29:233-254
Dabo SM, Confer AW, Quijano-Blas RA (2003) Molecular and immunological characterization of Pasteurella mullocida serotype A:3 OmpA; evidence of its role in Pr mullocida interact ion with extracellular matrix molecules. Mie rob Palhog 35:147-157
Davics RL, Donachic W (1996) ïntra-specific diversity and host specificity within Pasteurella haemolyiica based on νariation of capsular polysaccharide, lipopolysaccharide and outer-membrane proteins, Microbiology 142:1895-1907
Davies RL, Arkinsaw S, Selander RK. ( 1997) Evolutionary genetics of Pasteurella haemolyiica isolates recovered from cattle and sheep. Infect Immun 65:3585-3593.
Davies RL, Lee I (2004) Sequence diversity and molecular evolution of the heat-modiflable outer membrane protein gene [ompA) of Mannheìmìa (Pasteurella) haemolyiica, Mannheìmìa glucosida, and Pasteurella irehalosi. J Bacteriol 186:5741-5752.
Fisher SG and Lcrman LS (1983) DNA fragments differing by single base-pair substitutions arc separated in denaturing gradient gels: correspondence with theory. P. Natl. Acad. Sci. USA. 80:579-1583
Frank GH (1989) Pasteurcllosis of cattle, In: Pasteurella and pasteurellosis. Academic Press, London: pp 197-222
Fraser J, Donachic W, Quiric Mt Gilmour Ν J (1983) Rapid indirect hemagglutination test for serotyping Pasteurella haemolyiica. J Clin Microbiol 18:206-207.
Gilmour NJL, Gilmour JS (1989) Pasteurellosis of sheep. In: Pasteurella and pasteurellosis, Academic Press, London: pp 223-262.
Gürtler V, Barric Η13, Mayall BC (2001) Use of denaturing gradient gel electrophoresis to detect mutation in VS2 of the 16S-23S rDNA spacer amplified from Siaphylococcus aureus isolates, Electrophoresis 22:1920-1924.
Highlander SK (2001) Molecular genetic analysis of virulence in Mannheimia (Pasteurella) haemolyiica. Front biosci 6:1J 28-1150
Hounsome JD, Baillie S, Noofeli M, Riboldi-Tunnicliffe A, Burchmore RJ, Isaacs NW, Davies RL (2011) Outer membrane protein A of bovine and ovine isolates of Mannheimia haemolyiica is surface exposed and contains host species-specific epitopes. Infect Immun 79:4332^4-341.
Jukes TH, Cantor CR (1969) Evolution of protein molecules, In: Mammalian Protein Metabolism Academic Press, New York: pp 21-132
Kisiela DI, Czuprynski CJ (2009) Identification of Mannheimia haemolyiica adhesins involved in binding to bovine bronchial epithelial cells. Infect Immun 77:446-455.
Lawrence PK, Kiuiehotirat W, McDermott JE, Bumgarner RE (2010) A three-way comparative genomic analysis of Mannheimia haemolyiica isolates, BMC Genomics 11:535
Lo RY, Sorcnscn LS (2007) The outer membrane protein OmpA of Mannheimia haemolyiica Al is involved in the binding of fibronectin. FEMS Microbiol Lett 274:226-231
McAuIiffe L, Ellis RJ, Ayling RD and Nicholas RA (2003) Differentiation of Mycoplasma species by 16S ribosomal DNA PCR and denaturing gradient gel electrophoresis fingerprinting. J Clin Microbiol 41:4844-4847.
Muyzer G, and Smalla Κ (1998) Application of denaturing gradient gel electrophoresis (UGGE) and temperature gradient gel electrophoresis (TGGE) in microbial ecology. Antonie Van Lecuwenhoek 73:127-141.
Nielsen EM, Enberg J, Fussing V, Petersen L, Brogen CH and On SL (2000) Evaluation of phenotypic and genotypic methods for sub typing Campylobacter jejuni isolales from humans, poultry, and cattle, J Clin Microbiol 38:3800-3810
Puohiniemi R, Karvonen M, Vuopio-Varkila J, Muoliala A, Helander IM, Sarvas M (1990) A strong antibody response to the periplasmic C-terminal domain of the OmpA prolein of Escherichia coli is produced by immunization with purified OmpA or with whole E. coli or Salmonella typhimurium bacteria. Infect Immun 58:1691-1696
Sailou N, Nei M ( 1987) The neighbor-joining method: a new method for reconstructing phylogenetic trees, Mol Biol Evol 4:406-425
Sheffield VC, Cox DR, Lerman LS and Myers RM (1989) Attachment of a 40-base-pair G + C-rich sequenze (GC-clamp) lo genomic DNA fragments by the polymerase chain reaction results in improved detection of single-base changes, Ρ Natl Acad Sci USA 86:232-236
Tamura K, Dudley J, Nei M, Kumar S (2007) MÏÎGA4: Molecular Evolutionary Genetics Analysis (MEGA) software version 4.0. Mol Biol E vol 24:1596-1599.
Thompson JD, Higgins DG, Gibson Τ J (1994) CLUSTAL W: improving the sensitivity of progressive multiple sequence alignment through sequence weighting, position-specific gap penalties and weight matrix choice, Nucleic Acids Res 22:4673-46 SCI.
Untergasser A, Nijven H, Rao X, Bisseling T, Geurts R, Leunissen JA (2007) Primer3Plus, an enhanced web interface to Primer3. Nucleic Acids Res 35: W71-74
Villard L, Gauthier D, Lacheretz A, Abadie G, Game Y, Maurin F, Richard Y, Borges Π, Kodjo A (2006) Serological and molecular comparison of Mannhehnia haemoiyiica and Pasteurella trehaiosi strains isolated from wild and domestic ruminants in the French Alps. Vet J 171:545-550
Younan M, Fodar L {1995) Characterisation of a new Pasteurella haemolytica serotype (Al7). Res Vet Sci 58:98.
Zecchinon L, Fett T, Desmecht 13 (2005) How Mannheimia haemolytica defeats host defence through a kiss of death mechanism. Vet Res 36:133-156
Zeng H, Pandher K, Murphy GL (1999) Molecular cloning of the Pasteurella haemolytica pomA gene and identification of bovine antibodies against Pom A surface domains. Infect Immun 67:4968-497.1.