Виділення та дослідження штаму вірусу бугристої хвороби великої рогатої худоби
Анотація
Виявлення нових штамів вірусу дозволить запобігти розвитку спалахів завдяки розробці та використанню вакцин. Метою роботи було виділення та секвенування генома вірусу бугристої шкіри з епізоотії в Костанайській області. Генетичний матеріал віріонів ідентифіковано методом полімеразної ланцюгової реакції (ПЛР); вірусні антигени та антитіла до них визначені методом імуноферментного аналізу (ІФА) або дифузійного тесту; для накопичення матеріалу вірус культивували в моноклонах клітин яєчок ягняти; секвенування нового покоління виконано за допомогою системи MiSeq System та програмного забезпечення FastQ; приналежність штамів встановлено методом BLASTN-вирівнювання. Специфічні амплікони вірусу довжиною 347 п.н. були виявлені в зразках шкіри, але не виявлені в крові. У шкірному матеріалі та 2-3 пасажах моноклоналів ідентифікували антигени в розведеннях 1:5-1:320; меншу антигенну активність виявлено в крові в розведенні 1:2. У відповідь на збудника у 67 % досліджених тварин у сироватці крові синтезувалися специфічні імуноглобуліни, які виявлялися в розведеннях 1:100-1:400. Вірусний матеріал накопичували в моноклонах і виділяли в градієнті сахарози. Повногеномна послідовність отриманого матеріалу підтвердила виділення нового штаму вірусу нодулярного дерматиту з відсотком подібності до найближчих гомологів 99,66 %. Штам отримав назву Dermatitis nodularis bovum/2018/Kostanay/KZ; послідовність була подана до GeneBank, і об’єкт був депонований у Колекції мікроорганізмів під інвентарним номером M-9-21/D. Отримана інформація може бути використана для запобігання поширенню вогнищ інфекції великої рогатої худоби
Ключові слова
біоматеріал; секвенування; збірка; полімеразна ланцюгова реакція; вірус; дезоксирибонуклеїнова кислота
[1] Agianniotaki, E.I., Chaintoutis, S.C., Haegeman, A., Tasioudi, K.E., De Leeuw, I., Katsoulos, P.D., Sachpatzidis, A., De Clercq, K., Alexandropoulos, T., Polizopoulou, Z.S., Chondrokouki, E.D., & Dovas, C.I. (2017). Development and validation of a TaqMan probe-based real-time PCR method for the differentiation of wild type lumpy skin disease virus from vaccine virus strains. Journal of Virological Methods, 249, 48-57. doi: 10.1016/j. jviromet.2017.08.011.\
[2] Amin, D.M., Shehab, G., Emran, R., Hassanien, R.T., Alagmy, G.N., Hagag, N.M., Abd-El-Moniem, M.I.I., Habashi, A.R., Ibraheem, E.M., & Shahein, M.A. (2021). Diagnosis of naturally occurring lumpy skin disease virus infection in cattle using virological, molecular, and immunohistopathological assays. Veterinary World, 14(8), 2230-2237. doi: 10.14202/vetworld.2021.2230-2237.
[3] Badhy, S.C., Chowdhury, M.G.A., Settypalli, T.B.K., Cattoli, G., Lamien, C.E., Fakir, M.A.U., Akter, S., Osmani, M.G., Talukdar, F., Begum, N., Khan, I.A., Rashid, M.B., & Sadekuzzaman, M. (2021). Molecular characterization of lumpy skin disease virus (LSDV) emerged in Bangladesh reveals unique genetic features compared to contemporary field strains. BMC Veterinary Research, 17(1), article number 61. doi: 10.1186/s12917-021-02751-x.
[4] Bayantassova, S., Kushaliyev, K., Zhubantayev, I., Zhanabayev, A., Kenzhegaliyev, Z., Ussenbayev, A., Paritova, A., Baikadamova, G., Bakishev, T., Zukhra, A., Terlikbayev, A., Akhmetbekov, N., Tokayeva, M., Burambayeva, N., Bauzhanova, L., Temirzhanova, A., Rustem, A., Aisin, M., Tursunkulov, S., Rametov, N., & Issimov, A. (2023). Knowledge, attitude and practice (KAP) of smallholder farmers on foot-and-mouth disease in Cattle in West Kazakhstan. Veterinary Medicine and Science, 9(3), 1417-1425. doi: 10.1002/vms3.1097.
[5] Chervyakova, O., Issabek, A., Sultankulova, K., Bopi, A., Kozhabergenov, N., Omarova, Z., Tulendibayev, A., Aubakir, N., & Orynbayev, M. (2022). Lumpy skin disease virus with four knocked out genes was attenuated in vivo and protects cattle from infection. Vaccines, 10(10), article number 1705. doi: 10.3390/vaccines10101705.
[6] Colorio, S., Bettini, A., Vascellari, M., Zanardello, C., Stefani, A., Gobbo, F., Ceglie, L., Niederfriniger, S., Covi, A., & Tavella, A. (2021). Diagnostic challenge in veterinary pathology: Cutaneous nodules in a cow. Veterinary Pathology, 58(6), 1014-1016. doi: 10.1177/03009858211020683.
[7] Desingu, P.A., Rubeni, T.P., Nagarajan, K., & Sundaresan, N.R. (2023). Sign of APOBEC editing, purifying selection, frameshift, and in-frame nonsense mutations in the microevolution of lumpy skin disease virus. Frontiers in Microbiology, 14, article number 1214414. doi: 10.3389/fmicb.2023.1214414.
[8] European Convention for the Protection of Vertebrate Animals used for Experimental and Other Scientific Purposes. (1986, March). Retrieved from https://rm.coe.int/168007a67b.
[9] Illumina Proprietary. (2020). Illumina DNA prep: Reference guide. Retrieved from https://support.illumina.com/content/dam/illumina-support/documents/documentation/chemistry_documentation/illumina_prep/ illumina-dna-prep-reference-guide-1000000025416-09.pdf.
[10] Issimov, A., Kushaliyev, K., Abekeshev, N., Molla, W., Rametov, N., Bayantassova, S., Zhanabayev, A., Paritova, A., Shalmenov, M., Ussenbayev, A., Kemeshov, Z., Baikadamova, G., & White, P. (2022). Risk factors associated with lumpy skin disease in cattle in West Kazakhstan. Preventive Veterinary Medicine, 207, article number 105660. doi: 10.1016/j.prevetmed.2022.105660.
[11] Korotetsky, I.S., Bogoyavlensky, A.P., Prilipov, A.G., Usachev, E.V., Usacheva, O.V., Turmagambetova, A.S., Zaitseva, I.A., Kydyrmanov, A., Shakhvorostova, L.I., Kh Sayatov, M., Borisov, V.V., Pchelkina, I.P., Gerilovich, A.P., & Berezin, V.E. (2010). Molecular genetic characteristics of the Newcastle disease virus velogenic strains isolated in russia, Ukraine, Kazakhstan, and Kirghizia. Voprosy Virusologii, 55(4), 29-32.
[12] Kropyvka, Y., Bomko, V., & Tytariova, O. (2024). Efficiency of using different levels of mixed ligand complexes of Zinc, Manganese, and Cobalt in cow feeding. Animal Science and Food Technology, 15(1), 29-41. doi: 10.31548/ animal.1.2024.29.
[13] Kumar, N., Chander, Y., Kumar, R., Khandelwal, N., Riyesh, T., Chaudhary, K., Shanmugasundaram, K., Kumar, S., Kumar, A., Gupta, M.K., Pal, Y., Barua, S., & Tripathi, B.N. (2021). Isolation and characterization of lumpy skin disease virus from cattle in India. PLoS One, 16(1), article number e0241022. doi: 10.1371/journal. pone.0241022.
[14] Liang, Z., Yao, K., Wang, S., Yin, J., Ma, X., Yin, X., Wang, X., & Sun, Y. (2022). Understanding the research advances on lumpy skin disease: A comprehensive literature review of experimental evidence. Frontiers in Microbiology, 13, article number 1065894. doi: 10.3389/fmicb.2022.1065894.
[15] Nakayama, Y., Yamaguchi, H., Einaga, N., & Esumi, M. (2016). Pitfalls of DNA quantification using DNA-binding fluorescent dyes and suggested solutions. PLoS One, 11(3), article number e0150528. doi: 10.1371/journal.pone.0150528.
[16] Namazi, F., & Khodakaram Tafti, A. (2021). Lumpy skin disease, an emerging transboundary viral disease: A review. Veterinary Medicine and Science, 7(3), 888-896. doi: 10.1002/vms3.434.
[17] Orynbayev, M.B., Nissanova, R.K., Khairullin, B.M., Issimov, A., Zakarya, K.D., Sultankulova, K.T., Kutumbetov, L.B., Tulendibayev, A.B., Myrzakhmetova, B.S., Burashev, E.D., Nurabayev, S.S., Chervyakova, O.V., Nakhanov, A.K., & Kock, R.A. (2021). Lumpy skin disease in Kazakhstan. Tropical Animal Health and Production, 53(1), article number 166. doi: 10.1007/s11250-021-02613-6.
[18] Pervin, S., Ahamed, M.M., Chouhan, C.S., Jahan, M.S., Ahmed, R., Nazmul, K.H.M., Nazir, H., Siddique, M.P., Rahman, M.T., Kafi, M.A., & Rahman, M.B. (2023). Isolation, adaptation, and characterization of lumpy skin disease virus from cattle in Bangladesh. Journal of Advanced Veterinary and Animal Research, 10(3), 563-569. doi: 10.5455/javar.2023.j710.
[19] Sthitmatee, N., Tankaew, P., Modethed, W., Rittipornlertrak, A., Muenthaisong, A., Apinda, N., Koonyosying, P., Nambooppha, B., Chomjit, P., Sangkakam, K., Singhla, T., Vinitchaikul, P., Boonsri, K., Pringproa, K., Punyapornwithaya, V., & Kreausukon, K. (2023). Development of in-house ELISA for detection of antibodies against lumpy skin disease virus in cattle and assessment of its performance using a bayesian approach. Heliyon, 9(2), article number e13499. doi: 10.1016/j.heliyon.2023.e13499.
[20] Vandenbussche, F., Mathijs, E., Philips, W., Saduakassova, M., De Leeuw, I., Sultanov, A., Haegeman, A., & De Clercq, K. (2022). Recombinant LSDV strains in Asia: Vaccine spillover or natural emergence? Viruses, 14(7), article number 1429. doi: 10.3390/v14071429.
[21] Vidanović, D., Šekler, M., Petrović, T., Debekjak, Z., Vasković, N., Matović, K., & Hoffmann, B. (2016). Real-time PCR assays for the species detection of field Balkan strains of lumpy skin disease virus. Acta Veterinaria, 66(4), 444-454. doi: 10.1515/acve-2016-0038.
[22] Vygovskа, L., Bhattacharya, Ch., Ushkalov, V., Vishovan, Yu., & Danchuk, V. (2023). Antibiotic resistance of microorganisms isolated from cows with subclinical mastitis. Ukrainian Journal of Veterinary Sciences, 14(2), 28-42. doi: 10.31548/veterinary2.2023.28.
[23] Whittle, L., Chapman, R., & Williamson, A.L. (2023). Lumpy skin disease – An emerging cattle disease in Europe and Asia. Vaccines, 11(3), article number 578. doi: 10.3390/vaccines11030578.
[24] World Animal Health Information System. (n.d.). Latest animal disease events. Retrieved from https://wahis. woah.org/#/home.
[25] Zaviriukha, H., Vyshnytska, I., Yanenko, U., Sorokina, N., & Vasylieva, T. (2024). Features of exotoxin production of vaccine strains of anthrax pathogen for use in the veterinary industry. Ukrainian Journal of Veterinary Sciences, 15(1), 84-104. doi: 10.31548/veterinary1.2024.84.
[26] Zeedan, G.S.G., Mahmoud, A.H., Abdalhamed, A.M., El-Razik, K.A.E.A., Khafagi, M.H., & Zeina, H.A.A.A. (2019). Detection of lumpy skin disease virus in cattle using real-time polymerase chain reaction and serological diagnostic assays in different governorates in Egypt in 2017. Veterinary World, 12(7), 1093-1100. doi: 10.14202/ vetworld.2019.1093-1100.