Published April 8, 2019 | Version v1
Publication Open

Diagnosis of feline filariasis assisted by a novel semi-automated microfluidic device in combination with high resolution melting real-time PCR

Creators

  • 1. Siriraj Hospital
  • 2. Mahidol University
  • 3. National Electronics and Computer Technology Center
  • 4. King Mongkut's University of Technology North Bangkok
  • 5. George Washington University

Description

The diagnosis of filariasis traditionally relies on the detection of circulating microfilariae (mf) using Giemsa-stained thick blood smears. This approach has several limitations. We developed a semi-automated microfluidic device to improve and simplify the detection of filarial nematodes.The efficiency and repeatability of the microfluidic device was evaluated. Human EDTA blood samples were 'spiked' with B. malayi mf at high, moderate, and low levels, and subsequently tested 10 times. The device was also used for a field survey of feline filariasis in 383 domesticated cats in an area of Narathiwat Province, Thailand, the endemic area of Brugia malayi infection.In the control blood arbitrarily spiked with mf, the high level, moderate level and low level mf-positive controls yielded coefficient variation (CV) values of 4.44, 4.16 and 4.66%, respectively, at the optimized flow rate of 6 µl/min. During the field survey of feline filariasis in Narathiwat Province, the device detected mf in the blood of 34 of 383 cats (8.9%) whereas mf were detected in 28 (7.3%) cats using the blood smear test. Genomic DNA was extracted from mf trapped in the device after which high-resolution melting (HRM) real-time PCR assay was carried out, which enabled the simultaneous diagnosis of filarial species. Among the 34 mf-positive samples, 12 were identified as B. malayi, 15 as Dirofilaria immitis and 7 as| D. repens.We developed a semi-automated microfluidic device to detect mf of filarial parasites that could be used to diagnose lymphatic filariasis in human populations. This novel device facilitates rapid, higher-throughput detection and identification of infection with filariae in blood samples.

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

Translated Description (Arabic)

يعتمد تشخيص داء الفيلاريات تقليديًا على الكشف عن الميكروفيلاريات المنتشرة (mf) باستخدام مسحات الدم السميكة الملطخة بجيمسا. هذا النهج له العديد من القيود. قمنا بتطوير جهاز ميكروفلويديك شبه آلي لتحسين وتبسيط الكشف عن الديدان الخيطية الفيلارية. تم تقييم كفاءة وتكرار الجهاز الميكروفلويديك. تم "رفع" عينات دم EDTA البشرية باستخدام B. malayi mf بمستويات عالية ومتوسطة ومنخفضة، وتم اختبارها لاحقًا 10 مرات. تم استخدام الجهاز أيضًا لإجراء مسح ميداني لداء الفيلاريات القططي في 383 قطة مستأنسة في منطقة من مقاطعة ناراثيوات، تايلاند، وهي المنطقة الموبوءة بعدوى بروجيا مالايي. في الدم المتحكم فيه بشكل تعسفي مع mf، أسفرت الضوابط ذات المستوى العالي والمستوى المعتدل والمستوى المنخفض mf - positive عن قيم تباين المعامل (CV) البالغة 4.44 و 4.16 و 4.66 ٪ على التوالي، بمعدل تدفق محسن قدره 6 ميكرولتر/دقيقة. خلال المسح الميداني لداء الفيلاريات القطط في مقاطعة ناراثيوات، اكتشف الجهاز mf في دم 34 من 383 قطة (8.9 ٪) في حين تم اكتشاف mf في 28 قطة (7.3 ٪) باستخدام اختبار مسحة الدم. تم استخراج الحمض النووي الجيني من mf المحاصرين في الجهاز وبعد ذلك تم إجراء اختبار تفاعل البوليميراز المتسلسل عالي الدقة (HRM) في الوقت الفعلي، مما مكن من التشخيص المتزامن للأنواع الفيلارية. من بين العينات الإيجابية البالغة 34 مليون قدم مكعب، تم تحديد 12 عينة على أنها B. malayi، و 15 على أنها Dirofilaria immitis و 7 على أنها| D. repens.We طورنا جهازًا شبه آلي من السوائل الدقيقة للكشف عن mf من الطفيليات الخيطية التي يمكن استخدامها لتشخيص داء الخيطيات اللمفاوية في البشر. يسهل هذا الجهاز الجديد الكشف السريع والعالي الإنتاجية وتحديد العدوى بالفيلاريا في عينات الدم.

Translated Description (French)

Le diagnostic de la filariose repose traditionnellement sur la détection de microfilaires circulantes (mf) à l'aide de frottis sanguins épais colorés à la Giemsa. Cette approche présente plusieurs limites. Nous avons développé un dispositif microfluidique semi-automatisé pour améliorer et simplifier la détection des nématodes filariens.L' efficacité et la répétabilité du dispositif microfluidique ont été évaluées. Des échantillons sanguins humains d'EDTA ont été « dopés » avec B. malayi mf à des niveaux élevés, modérés et faibles, puis testés 10 fois. Le dispositif a également été utilisé pour une étude sur le terrain de la filariose féline chez 383 chats domestiqués dans une zone de la province de Narathiwat, en Thaïlande, la zone endémique de l'infection à Brugia malayi. Dans le sang témoin arbitrairement enrichi en mf, les témoins positifs à mf de niveau élevé, modéré et faible ont donné des valeurs de variation de coefficient (CV) de 4,44, 4,16 et 4,66 %, respectivement, au débit optimisé de 6 µl/min. Au cours de l'enquête de terrain sur la filariose féline dans la province de Narathiwat, le dispositif a détecté la mf dans le sang de 34 des 383 chats (8,9 %) tandis que la mf a été détectée chez 28 chats (7,3 %) à l'aide du test de frottis sanguin. L'ADN génomique a été extrait du mf piégé dans le dispositif, après quoi un test de PCR en temps réel par fusion à haute résolution (HRM) a été effectué, ce qui a permis le diagnostic simultané d'espèces filariennes. Parmi les 34 échantillons mf-positifs, 12 ont été identifiés comme B. malayi, 15 comme Dirofilaria immitis et 7 comme| D. repens. Nous avons développé un dispositif microfluidique semi-automatisé pour détecter la mf des parasites filariaux qui pourrait être utilisé pour diagnostiquer la filariose lymphatique dans les populations humaines. Ce nouveau dispositif facilite la détection et l'identification rapides et à haut débit de l'infection par les filaires dans les échantillons de sang.

Translated Description (Spanish)

El diagnóstico de la filariasis se basa tradicionalmente en la detección de microfilarias circulantes (mf) utilizando frotis de sangre gruesa teñidos con Giemsa. Este enfoque tiene varias limitaciones. Desarrollamos un dispositivo microfluídico semiautomático para mejorar y simplificar la detección de nematodos filariales. Se evaluó la eficiencia y repetibilidad del dispositivo microfluídico. Las muestras de sangre humana con EDTA se "enriquecieron" con B. malayi mf a niveles altos, moderados y bajos, y posteriormente se analizaron 10 veces. El dispositivo también se utilizó para un estudio de campo de filariasis felina en 383 gatos domesticados en un área de la provincia de Narathiwat, Tailandia, el área endémica de la infección por Brugia malayi. En la sangre de control enriquecida arbitrariamente con mf, los controles positivos para mf de alto nivel, nivel moderado y bajo nivel produjeron valores de variación de coeficiente (CV) de 4.44, 4.16 y 4.66%, respectivamente, a la velocidad de flujo optimizada de 6 µl/min. Durante el estudio de campo de la filariasis felina en la provincia de Narathiwat, el dispositivo detectó mf en la sangre de 34 de 383 gatos (8,9%), mientras que se detectaron mf en 28 gatos (7,3%) utilizando la prueba de frotis de sangre. Se extrajo ADN genómico de mf atrapado en el dispositivo, después de lo cual se llevó a cabo un ensayo de PCR en tiempo real de fusión de alta resolución (HRM), que permitió el diagnóstico simultáneo de especies filariales. Entre las 34 muestras positivas para mf, 12 se identificaron como B. malayi, 15 como Dirofilaria immitis y 7 como| D. repens. Desarrollamos un dispositivo microfluídico semiautomático para detectar mf de parásitos filariales que podría usarse para diagnosticar la filariasis linfática en poblaciones humanas. Este novedoso dispositivo facilita la detección rápida y de mayor rendimiento y la identificación de la infección con filarias en muestras de sangre.

Files

s13071-019-3421-z.pdf

Files (2.0 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
md5:7a23f022aac4c1aab76f32e969cd4b8c
2.0 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تشخيص داء الفيلاريات القطط بمساعدة جهاز جديد شبه آلي للسوائل الدقيقة بالاقتران مع تفاعل البوليميراز المتسلسل عالي الدقة في الوقت الحقيقي
Translated title (French)
Diagnostic de la filariose féline assisté par un nouveau dispositif microfluidique semi-automatisé en combinaison avec une PCR en temps réel de fusion à haute résolution
Translated title (Spanish)
Diagnóstico de la filariasis felina asistido por un nuevo dispositivo microfluídico semiautomático en combinación con PCR en tiempo real de fusión de alta resolución

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2943780513
DOI
10.1186/s13071-019-3421-z

Is supplement to
https://openalex.org/W4300455630 (Other)
https://openalex.org/W4296614495 (Other)
https://openalex.org/W4290419626 (Other)
https://openalex.org/W3166983588 (Other)
https://openalex.org/W2890230424 (Other)
https://openalex.org/W2409615029 (Other)
https://openalex.org/W2326437057 (Other)
https://openalex.org/W2240324912 (Other)
https://openalex.org/W2123066019 (Other)
https://openalex.org/W2113381637 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Thailand

References

  • https://openalex.org/W1494995468
  • https://openalex.org/W1500020214
  • https://openalex.org/W1973001664
  • https://openalex.org/W1973453182
  • https://openalex.org/W1996215144
  • https://openalex.org/W2008458713
  • https://openalex.org/W2026322027
  • https://openalex.org/W2044356679
  • https://openalex.org/W2045145170
  • https://openalex.org/W2049785346
  • https://openalex.org/W2066368686
  • https://openalex.org/W2076358580
  • https://openalex.org/W2078234460
  • https://openalex.org/W2085803127
  • https://openalex.org/W2087448119
  • https://openalex.org/W2102344652
  • https://openalex.org/W2114876154
  • https://openalex.org/W2135465326
  • https://openalex.org/W2135765455
  • https://openalex.org/W2139810741
  • https://openalex.org/W2168720880
  • https://openalex.org/W2180073708
  • https://openalex.org/W2299036071
  • https://openalex.org/W2412824056
  • https://openalex.org/W2519229948
  • https://openalex.org/W2767740195