Published November 11, 2022 | Version v1
Publication Open

Development and standardization of a Loop-mediated isothermal amplification (LAMP) test for the detection of Babesia bigemina

Creators

  • 1. Autonomous University of Queretaro
  • 2. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral
  • 3. National Agricultural Technology Institute

Description

Bovine babesiosis is a tick-borne disease caused by protozoan parasites of the genus Babesia. Babesia bigemina is one of the most prevalent and economically important parasite species that infects cattle because of its impact on the meat and milk production industry. Effective disease control strategies should include detection of reservoir animals and early and specific pathogen detection using rapid, economical, sensitive, and specific detection techniques. The loop-mediated isothermal amplification technique (LAMP) is a one-step molecular reaction that amplifies DNA sequences with high sensitivity and specificity under isothermal conditions and requires no special equipment. The results can be observed by the naked eye as color changes. The aim of this work was to develop and standardize the LAMP technique for B. bigemina detection and its visualization using hydroxynaphtol blue. For this situation, primers were designed from the conserved sequences of the B. bigemina ama-1 gene. The results showed that at 63 °C in 1 h and under standardized conditions, this technique could amplify B. bigemina DNA as indicated by the characteristic colorimetric change. Sensitivity evaluation indicated that DNA was amplified at a 0.00000001% parasitemia, and it was demonstrated that this technique specifically amplified the DNA of B. bigemina. Additionally, this technique could amplify DNA from 10 strains of B. bigemina from three different countries. It is concluded that the LAMP technique as modified in our case could specifically amplify B. bigemina DNA and shows high sensitivity, does not cross-react with related organisms, and the product is observed by 60 min of reaction time based on color changes. This report is the first LAMP report that uses sequences that are conserved between strains of the ama-1 gene, demonstrates the results by color changes using hydroxynaphtol blue. We propose LAMP as a rapid and economical alternative method for the molecular detection of B. bigemina.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

داء البابسيات البقري هو مرض ينتقل عن طريق القراد تسببه طفيليات الطفيليات الأولية من جنس بابيسيا. البابيزيا التوائم هي واحدة من أكثر أنواع الطفيليات انتشارا وأهمية من الناحية الاقتصادية التي تصيب الماشية بسبب تأثيرها على صناعة إنتاج اللحوم والحليب. يجب أن تتضمن استراتيجيات مكافحة الأمراض الفعالة الكشف عن حيوانات الخزان والكشف المبكر والمحدد عن مسببات الأمراض باستخدام تقنيات الكشف السريع والاقتصادي والحساس والمحدد. تقنية التضخيم الحراري المتساوي الحلقي (LAMP) هي تفاعل جزيئي من خطوة واحدة يعمل على تضخيم تسلسلات الحمض النووي بحساسية وخصوصية عالية في ظل الظروف الحرارية المتساوية ولا يتطلب أي معدات خاصة. يمكن ملاحظة النتائج بالعين المجردة مع تغير اللون. كان الهدف من هذا العمل هو تطوير وتوحيد تقنية LAMP للكشف عن B. bigemina وتصورها باستخدام hydroxynaphtol blue. بالنسبة لهذه الحالة، تم تصميم البرايمر من التسلسلات المحفوظة لجين B. bigemina ama -1. أظهرت النتائج أنه عند 63 درجة مئوية في ساعة واحدة وفي ظل ظروف موحدة، يمكن لهذه التقنية أن تضخم الحمض النووي B. التوائم كما يتضح من التغير اللوني المميز. أشار تقييم الحساسية إلى أن الحمض النووي قد تضخم بنسبة 0.00000001 ٪ من الطفيليات، وتبين أن هذه التقنية تضخم على وجه التحديد الحمض النووي لـ B. التوائم. بالإضافة إلى ذلك، يمكن لهذه التقنية تضخيم الحمض النووي من 10 سلالات من B. bigemina من ثلاثة بلدان مختلفة. تم استنتاج أن تقنية المصباح كما تم تعديلها في حالتنا يمكن أن تضخم على وجه التحديد B. الحمض النووي التوائم وتظهر حساسية عالية، ولا تتفاعل مع الكائنات الحية ذات الصلة، ويتم ملاحظة المنتج لمدة 60 دقيقة من وقت التفاعل بناءً على تغيرات اللون. هذا التقرير هو أول تقرير مصباح يستخدم التسلسلات المحفوظة بين سلالات الجين ama -1، ويوضح النتائج من خلال تغيرات اللون باستخدام أزرق الهيدروكسينافتول. نقترح LAMP كطريقة بديلة سريعة واقتصادية للكشف الجزيئي عن B. bigemina.

Translated Description (French)

La babésiose bovine est une maladie transmise par les tiques causée par des parasites protozoaires du genre Babesia. Babesia bigemina est l'une des espèces de parasites les plus répandues et les plus importantes sur le plan économique qui infecte les bovins en raison de son impact sur l'industrie de la production de viande et de lait. Les stratégies efficaces de contrôle des maladies devraient inclure la détection des animaux réservoirs et la détection précoce et spécifique des agents pathogènes à l'aide de techniques de détection rapides, économiques, sensibles et spécifiques. La technique d'amplification isotherme à médiation par boucle (LAMP) est une réaction moléculaire en une étape qui amplifie les séquences d'ADN avec une sensibilité et une spécificité élevées dans des conditions isothermes et ne nécessite aucun équipement spécial. Les résultats peuvent être observés à l'œil nu lorsque la couleur change. L'objectif de ce travail était de développer et de normaliser la technique de la LAMPE pour la détection de B. bigemina et sa visualisation à l'aide du bleu d'hydroxynaphtol. Pour cette situation, des amorces ont été conçues à partir des séquences conservées du gène ama-1 de B. bigemina. Les résultats ont montré qu'à 63 °C en 1 h et dans des conditions standardisées, cette technique pouvait amplifier l'ADN de B. bigemina comme l'indique le changement colorimétrique caractéristique. L'évaluation de la sensibilité a indiqué que l'ADN était amplifié à 0,00000001% de parasitémie, et il a été démontré que cette technique amplifiait spécifiquement l'ADN de B. bigemina. De plus, cette technique pourrait amplifier l'ADN de 10 souches de B. bigemina provenant de trois pays différents. Il est conclu que la technique de la LAMPE telle que modifiée dans notre cas pourrait spécifiquement amplifier l'ADN de B. bigemina et montre une sensibilité élevée, ne réagit pas de manière croisée avec les organismes apparentés, et le produit est observé par 60 min de temps de réaction basé sur les changements de couleur. Ce rapport est le premier rapport LAMP qui utilise des séquences conservées entre les souches du gène ama-1, démontre les résultats par des changements de couleur à l'aide du bleu d'hydroxynaphtol. Nous proposons LAMP comme méthode alternative rapide et économique pour la détection moléculaire de B. bigemina.

Translated Description (Spanish)

La babesiosis bovina es una enfermedad transmitida por garrapatas causada por parásitos protozoarios del género Babesia. Babesia bigemina es una de las especies parasitarias más prevalentes y económicamente importantes que infecta al ganado por su impacto en la industria de producción de carne y leche. Las estrategias efectivas de control de enfermedades deben incluir la detección de animales de reservorio y la detección temprana y específica de patógenos utilizando técnicas de detección rápidas, económicas, sensibles y específicas. La técnica de amplificación isotérmica mediada por bucle (LAMP) es una reacción molecular de un solo paso que amplifica las secuencias de ADN con alta sensibilidad y especificidad en condiciones isotérmicas y no requiere equipo especial. Los resultados se pueden observar a simple vista a medida que cambia el color. El objetivo de este trabajo fue desarrollar y estandarizar la técnica LAMP para la detección de B. bigemina y su visualización utilizando azul de hidroxinaftol. Para esta situación, se diseñaron cebadores a partir de las secuencias conservadas del gen ama-1 de B. bigemina. Los resultados mostraron que a 63 °C en 1 h y en condiciones estandarizadas, esta técnica podría amplificar el ADN de B. bigemina como lo indica el cambio colorimétrico característico. La evaluación de sensibilidad indicó que el ADN se amplificó a una parasitemia de 0.00000001%, y se demostró que esta técnica amplificaba específicamente el ADN de B. bigemina. Además, esta técnica podría amplificar el ADN de 10 cepas de B. bigemina de tres países diferentes. Se concluye que la técnica LAMP modificada en nuestro caso podría amplificar específicamente el ADN de B. bigemina y muestra una alta sensibilidad, no reacciona de forma cruzada con organismos relacionados y el producto se observa a los 60 min de tiempo de reacción en función de los cambios de color. Este informe es el primer informe de LAMP que utiliza secuencias que se conservan entre cepas del gen ama-1, demuestra los resultados mediante cambios de color utilizando azul de hidroxinaftol. Proponemos LAMP como un método alternativo rápido y económico para la detección molecular de B. bigemina.

Files

pdf.pdf

Files (1.7 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:b9c8cb52926ec654cab0180f5a45c9d5
1.7 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تطوير وتوحيد اختبار تضخيم متساوي الحرارة بوساطة حلقة (LAMP) للكشف عن البابيزيا ثنائية التوائم
Translated title (French)
Développement et normalisation d'un test d'amplification isotherme à médiation par boucle (LAMP) pour la détection de Babesia bigemina
Translated title (Spanish)
Desarrollo y estandarización de una prueba de amplificación isotérmica mediada por bucle (LAMP) para la detección de Babesia bigemina

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4308803604
DOI
10.3389/fvets.2022.1056355

Is supplement to
https://openalex.org/W4385808087 (Other)
https://openalex.org/W4254679621 (Other)
https://openalex.org/W4220840436 (Other)
https://openalex.org/W3164016420 (Other)
https://openalex.org/W3093879640 (Other)
https://openalex.org/W2971720515 (Other)
https://openalex.org/W2799482607 (Other)
https://openalex.org/W2295889558 (Other)
https://openalex.org/W1977597012 (Other)
https://openalex.org/W1584976346 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Argentina

References

  • https://openalex.org/W123338750
  • https://openalex.org/W1979974453
  • https://openalex.org/W1987416537
  • https://openalex.org/W1997289420
  • https://openalex.org/W1997925861
  • https://openalex.org/W2010109570
  • https://openalex.org/W2010862119
  • https://openalex.org/W2019660747
  • https://openalex.org/W2031046225
  • https://openalex.org/W2042310411
  • https://openalex.org/W2052742167
  • https://openalex.org/W2060733353
  • https://openalex.org/W2065098811
  • https://openalex.org/W2066385972
  • https://openalex.org/W2079964044
  • https://openalex.org/W2100982533
  • https://openalex.org/W2101258647
  • https://openalex.org/W2105275554
  • https://openalex.org/W2111869141
  • https://openalex.org/W2148315997
  • https://openalex.org/W2149136689
  • https://openalex.org/W2160892791
  • https://openalex.org/W2171689207
  • https://openalex.org/W2252957062
  • https://openalex.org/W2744342771
  • https://openalex.org/W2985313818
  • https://openalex.org/W306238229
  • https://openalex.org/W81757823