Diverzita, fylogenetika a biologie různých izolátů Cryptosporidium muris

Nikola HAVRDOVÁ

Bachelor's thesis

Diversity, phylogeny and biology of various strains of Cryptosporidium muris

Abstract:

Byly popsány morfologické, biologické a molekulární charakteristiky dvou různých izolátů Cryptosporidium muris, HZ206 a TS03. Oocysty C. muris TS03 o velikosti 7,77 ? 0,23 × 5,2 ? 0,08 ?m s indexem tvaru 1,48 ? 0,02 (n = 100) byly morfometricky delší a širší než C. muris HZ206 o velikosti oocyst 7,62 ? 0,40 × 6,63 ? 0,09 ?m, 1,32 ? 0,02 (n = 100), (p = 0,034). Oocysty obou izolátů C. muris TS03 a HZ206 získaných z přirozeně infikovaného hlodouna východoafrického (Tachyoryctes splendens) a myši domácí (Mus musculus musculus) byly infekční pro naivní 8-týdenní krysy malé (Mastomys coucha). Zatímco prepatentní doba C. muris TS03 se pohybovala v rozmezí 19-21 dní po infekci (DPI) a zvířata vylučovala oocysty až do konce experimentu (120 DPI), zvířata infikovaná HZ206 začala vylučovat oocysty 13-15 DPI s patentní periodou 63-112 DPI. Kumulovaná hodnota intenzity infekce (AUC) u zvířat infikovaných TS03 se pohybovala od 250.000.000 do 800.000.000 oocyst za patentní periodu (OPP) a u HZ206 v rozmezí 11.000.000- 35.000.000 OPP. Histologické vyšetření prokázalo masivní infekce kryptosporidií ve žlázovém epitelu žaludku. Histopatologické změny měly nezánětlivý charakter včetně výrazné dilatace infikovaných částí žláz s atrofií a metaplazií žlázových epiteliálních buněk. Infekce TS03 ovlivnila velikost žaludku. Zatímco fyziologická hmotnost žaludku u naivních a HZ206-infikovaných krys malých ve věku 12 týdnů byla v rozmezí 0,61 ? 0,06 g, respektive 0,70 ? 0,17 g, abnormální zvětšení žaludku bylo pozorováno u zvířat infikovaných izolátem TS03 (3,23 ? 0,51 g). Nebyl pozorován žádný vliv na příjem krmiva u testovaných skupin. Fylogenetickou analýzou genů kódujících malou podjednotku rRNA, aktin, MS1, MS2, MS3 a MS16 bylo zjištěno, že C. muris TS03 je geneticky odlišné od ostatních C. muris izolátů. Závěrem lze říci, že morfologické, genetické a biologické vlastnosti podporují popsání Cryptosporidium muris TS03 jako nový samostatný druh.

Abstract:

The morphological, biological, and molecular characteristics of various isolates of Cryptosporidium muris, namely HZ206 and TS03 were described. Oocysts of C. muris TS03 measuring 7.77 ? 0.23 × 5.20 ? 0.08 ?m with a length to width ratio of 1.48 ? 0.02 (n = 100) were morphometrically larger than C. muris HZ206 oocysts measuring 7.62 ? 0.40 × 6.63 ? 0.09 ?m; 1.32 ? 0.02 (n = 100) (p=0.034). Oocysts of both C. muris TS03 and HZ206 isolates obtained from naturally infected Tachyoryctes splendens and Mus musculus musculus, respectively, were infectious for na?ve 8-week-old Mastomys coucha. While the prepatent period of C. muris TS03 was 19-21 days post infection (DPI) and the animals did not lost infection within 120 DPI, animals infected with HZ206 start to shed oocysts 13-15 DPI with patent period 63-112 DPI. The accumulated value of infection intensity (AUC) in TS03 infected animals ranged from 250,000,000 to 800,000,000 oocysts per patent period (OPP) and HZ206 from 11,000,000 to 35,000,000 OPP. Histologically, a massive infection of cryptosporidia was detected in the glandular epithelium of stomach. Histopathological changes had a non-inflammatory character and included distinctive dilatation of infected parts of the glands with atrophy and metaplasia of the glandular epithelial cells. Infection with TS03 influenced the size of the stomach. While physiological weight of stomach of na?ve 12-week old mastomys and those infected with HZ206 were 0.61 ? 0.06 g and 0.70 ? 0.17 g,respectively, abnormal enlargement of stomach was observed in animals infected with TS03 (3.23 ? 0.51 g). There was no effect on feed intake among tested groups. Phylogenetic analyses based on small subunit rRNA, actin, MS1, MS2, MS3 and MS16 gene sequences revealed that C. muris TS03 is genetically distinct from other C. muris isolates. In conclusion, morphological, genetic, and biological data support the establishment of Cryptosporidium muris TS03 as a new species.

Keywords

Cryptosporidium muris, infekce, patogenita, fylogeneze, morfologie oocyst

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 11. 4. 2014

Accessible from:: 11. 4. 2014

Thesis defence

• Supervisor: doc. Ing. Martin Kváč, Ph.D.

UNIVERSITY OF SOUTH BOHEMIA IN ČESKÉ BUDĚJOVICE

Faculty of Agriculture

Bachelor programme / field:
Agriculture / Agribussines