Kim, Min-Ju;Mao, Jie;Kang, Hae-Ji;Chu, Ki-Back;Quan, Fu-Shi
Parasites, Hosts and Diseases
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제59권6호
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pp.565-572
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2021
Toxoplasma gondii ME49 infections are typically diagnosed by serological tests. However, serological diagnosis of RH strain-induced toxoplasmosis remains unknown. In order to develop seradiagnosis of above 2 kinds of infections, we generated recombinant virus-like particles (VLPs) displaying the T. gondii rhoptry protein 4 (ROP4) and evaluated their potential in T. gondii ME49 or RH strain infection diagnostics. Mice were orally infected with either the tachyzoites of T. gondii (RH) or cysts of T. gondii (ME49) at various dosages, and sera were collected at regular intervals. ELISA-based serological tests were performed to assess IgG, IgM, and IgA antibody responses against ROP4 VLP antigen and tissue lysate antigen (TLA). Compared to TLA, IgG, IgM, and IgA levels to ROP4 VLP antigen were significantly higher in the sera of T. gondii RH-infected mice 1 and 2 week post-infection (PI). T. gondii-specific IgG antibody was detected at 1, 2, 4, and 8 week PI in the T. gondii ME49-infected mice with infection dose-dependent manner. These results indicated that the ROP4 VLP antigen was highly sensitive antigens detecting T. gondii RH and ME49 antibodies at an early stage.
Both Plasmodium spp. and Toxoplasma gondii are important apicomplexan parasites, which infect humans worldwide. Genetic analyses have revealed that 33% of amino acid sequences of inner membrane complex from the malaria parasite Plasmodium berghei is similar to that of Toxoplasma gondii. Inner membrane complex is known to be involved in cell invasion and replication. In this study, we investigated the resistance against T. gondii (ME49) infection induced by previously infected P. berghei (ANKA) in mice. Levels of T. gondii-specific IgG, IgG1, IgG2a, and IgG2b antibody responses, $CD4^+$ and $CD8^+$ T cell populations were found higher in the mice infected with P. berghei (ANKA) and challenged with T. gondii (ME49) compared to that in control mice infected with T. gondii alone (ME49). P. berghei (ANKA) + T. gondii (ME49) group showed significantly reduced the number and size of T. gondii (ME49) cysts in the brains of mice, resulting in lower body weight loss compared to ME49 control group. These results indicate that previous exposure to P. berghei (ANKA) induce resistance to subsequent T. gondii (ME49) infection.
We investigated the role of recombinant Toxoplasma gondii heat shock protein (rT.g.HSP) 70-full length, rT.g. HSP70-NH2-terminal region, or rT.g. HSP70-carboxy-terminal region in prophylactic immunity in C57BL/6 mice perorally infected with Fukaya cysts of T. gondii. At 3, 4, 5, and 6 weeks after infection, the number of T gondii in the brain tissue of each mouse was measured by quantitative competitive-polymerase chain reaction (QC-PCR) targeting the surface antigen (SAG) 1 gene. Immunization with rT.g.HSP70-full length or rT.g.HSP70-carboxy-terminal region increased the number of T. gondii in the brain tissue after T. gondii infection, whereas immunization with rT.g.HSP70-NHa-terminal region did not. These results suggest that T.g. HSP70-carboxy-terminal region as well as T.g.HSP70-full length may induce deleterious effects on the protective immunity of mice infected with a cyst-forming T. gondii strain, Fukaya.
Toxoplasmosis is a major public health concern, with raw or undercooked meat being the primary source of human infection. Knowledge regarding the molecular epidemiology of Toxoplasma gondii in cattle destined for human consumption in Korea is lacking. The present study aimed to genetically characterize the infectious strains of T. gondii. Overall, 455 cattle blood samples from 84 farms in the Gyeongnam-do (Province) were randomly collected in 2017. Nested PCR analysis revealed that only 3 (0.7%) samples were infected with T. gondii. The B1 gene sequence of T. gondii was observed to be similar (97.3-99.6%) to that of other T. gondii isolates. This is the first study to perform the molecular detection of T. gondii in cattle in Korea. Although the prevalence of infection was low, our findings suggest that cattle present a potential public health issue. It may be crucial to recognize the importance of T. gondii infection in cattle meat.
This study aimed at finding a fast, sensitive, and efficient protocol for molecular identification of intracellular protozoa Toxoplasma (T.) gondii. For molecular detection of T. gondii, we developed a polymerase chain reaction coupled with dot blot hybridization assay (PCR/DBH). For DBH analysis, the amplified DNA of T. gondii tachyzoite was labeled by incorporation of digoxigenin. The DBH assay alone was capable of detecting down to $1{\times}10^4$ pg of T. gondii genomic DNA. The PCR alone was capable of detecting down to $1{\times}10^3$ pg of T. gondii genomic DNA, whereas the PCR/DBH assay was capable of detecting down to $1{\times}10^2$ pg of T. gondii genomic DNA, indicating that sensitivity of the PCR/DBH method was approximately 10 to 100 times higher than PCR or DBH alone. Our PCR/DBH assay will be useful for confirming the presence of T. gondii on the samples and differentiating T. gondii infection from other intracellular protozoa infections.
Although Toxoplasma gondii infection in primary school children has been investigated in many countries, limited surveys have been available in primary school children in China. In the present study, we report the seroprevalence of T. gondii infection in primary school children in Shandong province, China. Sera from 6,000 primary school children were evaluated for T. gondii antibodies with ELISA. The overall seroprevalence of T. gondii infection was 16.0% (961/6,000), of which 14.5% (870/6,000) were positive for anti-T. gondii IgG antibodies, 3.4% (206/6,000) positive for IgM, and 1.9% (115/6,000) were positive for both IgG and IgM. The results of the present investigation indicated a high seroprevalence of T. gondii infection in primary school children in Shandong province, China. Therefore, effective measures should be taken to prevent and control T. gondii infection in primary school children in this province. To the best of our knowledge, this is the first report of T. gondii seroprevalence in primary school children in Shandong province, China.
Toxoplasma 3 main clonal lineages are designated as type I, II, and III; however, atypical and mixed genotypes were also reported. This study was conducted for detection of Toxoplasma gondii genotypes in rats (Rattus rattus) in Riyadh region, Saudi Arabia. PCR test on T. gondii B1 gene was conducted on ELISA IgM positive samples for confirmation of the infection. However, genetic analysis of the SAG2 locus was performed to determine T. gondii genotypes using PCR-RFLP technique. PCR test on T. gondii B1gene showed that 22 (81.5%) out of the 27 ELISA IgM positive samples have T. gondii DNA. Genotypic analysis shows that, of the total 22 PCR positive samples, only 13 (59.1%) were of type II, 7 (31.8%) were of type III, and 2 (9.1%) were of an unknown genotype. It is obvious that the prevalence of both type II and III is high in rats. No reports have been available on T. gondii genotypes among rats in Riyadh region, and only little is known about its seroprevalence in rats. Future studies on T. gondii genotypes in rats using multi-locus markers is needed in Riyadh region, Saudi Arabia for better understanding of T. gondii pathogenesis and treatment in humans and animals.
This study was conducted to detect the toxoplasma specific-DNA in circulating blood and organs collected from slaughtered pigs at slaughtering house and experimentally infected pigs with Toxoplasma gondii tachyzoites by polymerase chain reaction(PCR), and also PCR was applied to diagnose for acute phase of swine toxoplasmosis as a newly developed diagnostic test. The sensitivity of oligonucleotide primer, T-1 & T-2, designed from toxoplasma B1 gene amplification method was compared with Tp parasite detection by mouse inoculation(MI). On the other hand, latex agglutination test(LAT) was conducted to detect the serum antibodies comparing with the detection of toxoplasma by PCR and MI. The results obtained were summarized as follows. PCR was able to determine at the lowest level of $10^0/ml$ T. gondii in blood samples which were blended with a serial diluted T gondii in vitro. On the other hand, $10^2/5g$ of T gondii could detect from a variety of tissues including lung, diaphragm, liver, heart, spleen and brain in vitro. The primer was proved to specifically determine T gondii in blood and tissues in vitro but it did not detect Neospora caninum used as a negative control. DNA of T. gondii was effectively extracted by freezing, thawing and grinding twice both tissues mixed with T gondii in vitro and in experimentally infected pig's tissues. PCR detected specific DNA in the blood of experimentally infected pigs at 108 hrs and 120 hrs post-infection, it was the same time that the pigs showed fever and parasitaemia. In case of tissue, specific DNA was, however, detected only lung from experimentally infected pigs. Even though the duration of acute phase was from 3 to 7 days post-infection, but the latex agglutination test (LAT) results appeared from 8 days post-infection. A comparison of sensitivity in determining T gondii in blood samples between PCR and MI, PCR positive rate ranged from 25 to 33.3%, but that of MI covered from 75 to 100%.
Toxoplasma gondii is an intracellular protozoan that can modulate the environment of the infected host. An unfavorable environment modulated by T. gondii in the brain includes tumor microenvironment. Literature has suggested that T. gondii infection is associated with development of brain tumors. However, in Korea, epidemiological data regarding this correlation have been scarce. In this study, in order to investigate the relationship between T. gondii infection and brain tumor development, we investigated the seroprevalence of T. gondii among 93 confirmed brain tumor patients (various histological types, including meningioma and astrocytoma) in Korea using ELISA. The results revealed that T. gondii seropositivity among brain tumor patients (18.3%) was significantly (P<0.05) higher compared with that of healthy controls (8.6%). The seropositivity of brain tumor patients showed a significant age-tendency, i.e., higher in younger age group, compared with age-matched healthy controls (P<0.05). In conclusion, this study supports the close relationship between T. gondii infection and incidence of brain tumors.
Toxoplasmngon gondii의 세포내 배양에 적합한 숙주 세포 주를 찾기 위하여 정상 세포 2종류(MDCK-canine kidney cells; Vero-monkey kidney cells) 및 암세포 6종류(A 549, PC 14-human lung cancer cells; SNU 1, SNU 16, MKN 45-human stomach cancer cells; HL-60-human promyelocytic leukemia cells)를 대상으로 하여 각 세포 주의 T.gondii 감염에 대한 감수성을 형태학적 관찰 및 3H-uracil 흡수 시험을 통하여 비교하였다. T.gondii 대한 감수성은 A 549 및 PC 14 세포가 가장 높았고, Vero, HL-60, MDCK 및 SNU 1 세포가 그 다음, SNU 16 및 MKN 45 세포는 가장 감수성이 낮았다. 또한 각 세포 주에 있어서 T.gondii 감염 후 충체증식 정도를 정량화하여 12시간, 36시간 및 60시간에 각각 측정한 바 충체 수를 적게($2{\times}10^5/ml$) 투여했을 때는 A 549, PC 14, Vero, MDCK 세포들에서 감염 60시간까지 충체의 분열 증식이 계속 증가하였고, 충체 수를 많이($50{\times}10^5/ml$) 주입하였을 때는 대부분의 세포들에서 감염 12시간에 최고의 증식을 보이다가 이후 증식이 감소하였다. 이상의 결과로 보아 기son사거 분리 계대 및 충주(strain) 확립을 위해서는 A 549 및 PC 14 세포가 가장 적합할 것으로 판단되며, 충체 주입 수 및 배양 시간별로 충체의 증식 정도가 다름을 알 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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