Investigation of Coxiella burnetii by Real-Time PCR in Ruminant Abortus Cases

Abstract

Q fever is one of the important zoonotic infections which is seen in many parts of the world. Because the isolation of the agent is difficult and time consuming as well as the isolation and identification of the agent requires to be done under biosafety level-3 (BSL-3) conditions, the diagnosis of the disease is largely based on molecular and serological techniques. The aim of this study was to detect Coxiella burnetii accurately and quickly for routine diagnosis of the disease from the clinical samples by using real time PCR and to detect the presence of the C. burnetii in Şanlıurfa District. A total of 202 abortus materials kept at -80°C and previously brought to Harran University Faculty of Veterinary Medicine Department of Microbiology for diagnosis and 25 aborted materials brought to our lab during this study period were tested by Real-Time PCR. For Real-Time PCR analysis, a commercial C. burnetii Real-Time PCR kit was used including positive controls. Besides, a classical PCR was performed by using a pair of primers which amplifies a 74-bp fragment of the com 1 gene of C. burnetii, which is highly conserved region in the genom of agent and amplicons were visualized in the 4% agarose gel. Four out of 227 test samples (1.8%) samples were found positive by both Real-Time and classical PCR test. In the end of the study, it was concluded that this important zoonotic agent could be determined fast and reliable and contribute to take necessary preventive measures on time. 

Keywords

• Abortus,Cattle,Coxiella burnetii,Ewe,Goat,Ruminants

Ruminant Abortus Vakalarında Coxiella burnetii’nin Real Time PCR ile Araştırılması

Abstract

Q fever dünyanın birçok ülkesinde görülen önemli zoonotik infeksiyonlardan biridir. Etkenin kültürünün zor ve uzun zaman alıcı olmasının yanında Biyogüvenlik seviyesi-3 (Biosafety level-3) BSL-3 koşullarında gerçekleştirilmesi gerekliliği, hastalığın teşhisinin geniş oranda moleküler ve serolojik olmasını sağlamıştır. Bu çalışmada, ruminantlarda abortusa neden olan bu önemli patojenin rutin teşhiste Real-Time PCR ile hızlı ve doğru bir şekilde saptanması ve Şanlıurfa yöresinde hastalığın varlığının belirlenmesi amaçlandı. Çalışmada Harran Üniversitesi Veteriner Fakültesi Mikrobiyoloji Anabilim Dalına teşhis amaçlı getirilmiş olan ve -80 ºC’de saklanan toplam 202 adet sığır, keçi ve koyun atık materyali ve çalışma döneminde gelen 25 atık materyali Real-Time PCR tekniği ile incelendi. Bu amaçla içinde pozitif kontrol içeren Coxiella burnetii Real-Time PCR kiti kullanıldı. Ayrıca test edilen C. burnetii suşları arasında son derece korumalı bir bölge olan C. burnetii com 1 geninin74-bp lik bir fragmentini amplifiye eden primer çiftleri kullanılarak klasik PCR yapıldı ve elde edilen amplikonlar agaroz jelde görüntülendi. Çalışmada incelenen toplam 227 adet atık materyalinden 4 adedi (%1,8) hem Real-Time PCR hem de klasik PCR ile pozitif bulundu. Çalışmanın sonucunda önemli bir zoonoz olan bu ajanın hızlı ve güvenli bir şekilde tespit edilebildiği ve gerekli kontrol önlemlerinin alınmasına katkıda bulunacağı kanaatine varıldı.

Keywords

• Abort,Coxiella burnetii,Keçi,Koyun,Ruminant,Sığır

References

1. Arricau-Bouvery N, Hauck Y, Bejaoui A, Frangoilidis D, Bodier C.C, Souriau A, Meyer H, Neubauer H, Rodolakis A, Vergnaud G, 2006: Molecular characterization of Coxiella burnetii isolates by infrequent restriction site-PCR and MLVA typing. BMC Microbiology, 6, 38.
2. Arserim NB, Yeşilmen S, Özekinci T, Tel OY, Keskin O, Pulat H, Vural A, 2011: Seroprevalance of Coxiellosis in cows, sheep, goats and humans in Diyarbakir region of Turkey. Afr J Microbiol Res, 5, 2041-2043.
3. Berberoğlu U, Gözalan A, Kiliç S, Kurtoğlu D, Esen B, 2004: A seroprevalence study of Coxiella burnetii in Antalya, Diyarbakır and Samsun provinces. Mikrobiyol Bul, 38, 385-391.
4. Brennan RE, Samuel JE, 2003: Evaluation of Coxiella burnetii Antibiotic Susceptibilities by Real-Time PCR Assay. J Clin Microbiol, 41, 1869-1874.
5. Can HY, Elmalı M, Karagöz A, 2015: Detection of Coxiella burnetii in cows’, goats’, and ewes’ bulk milk samples using polymerase chain reaction (PCR). Mljekarstvo, 65, 26-31.
6. Çetinkaya B, Kalender H, Ertas HB, Muz A, Arslan N, Ongor H, Gurçay M, 2000: Seroprevalence of coxiellosis in cattle, sheep and people in the east of Turkey. Vet Rec, 146, 131-136.
7. Gülmez Sağlam A, Şahin M, 2016: Coxiella burnetii in samples from cattle herds and sheep flocks in the Kars region of Turkey. Vet Med, 61, 17-22.
8. Günaydın E, Pekkaya S, 2016: Serologic and molecular investigation of Q Fever on water buffalo in Afyon. Van Vet J, 27, 17-19.

9. Kalender H, 2001:Elazığ ve komşu illerdeki koyunlarda Coxiella burnetii enfeksiyonunun yaygınlığı. Turk J Vet Anim Sci, 25, 51-55.
10. Kennerman E, Rousset E, Gölcü E, Dufour P, 2010: Seroprevalance of Q fever (coxiellosis) in sheep from the Southern Marmara Region, Turkey. Comp Immunol Microbiol Infect Dis, 33, 37-45.
11. Kılıç A, Kalender H, Koç O, Kılınç Ü, Irehan B, Berri M, 2016: Molecular investigation of Coxiella burnetii infections in aborted sheep in Eastern Turkey. IJVR, 17(1), 41-44, (2016).
12. Kılıç S, Komiya T, Çelebi B, Aydın N, Saito J, Toriniwa H, Karatepe B, Babür C, 2008: Seroprevelance of Coxiella burnetii in Stray Cats in Central Anatolia. Turk J Vet Anim Sci, 32, 483-486.
13. Kırkan Ş, Kaya O, Tekbıyık S, Parın U, 2008: Detection of Coxiella burnetii in cattle by PCR. Turk J Vet Anim Sci, 32, 215-220.
14. Lee JH, Park HS, Jang WJ, Koh SE, Park TK, Kang SS, Kim BJ, Kook YH, Park KH, Lee SH, 2004: Identification of the Coxiella sp. detected from Haemaphysalis longicornis Ticks in Korea. Microbiol Immunol, 48, 125–130.
15. Marrie TJ, 1990: Q fever-a review. Can Vet J, 33, 555-563.
16. Nicollet P, Valognes A, 2007: Current review of Q fever diagnosis in animals. Bull Acad Vét France, 160: 289-295.
17. OIE, 2015: Q Fever, Chapter 2.1.16.World Organization for Animal health, Manual of diagnostic test and vaccines for terrestrial animals
18. Özgür NY, Hasöksüz M, Yılmaz H, İkiz S, Ilgaz A, 1996: Risk grubundaki insanlarda Coxiella burnetii antikorlarının araştırılması. Türk Mikrobiyol Der, 26, 109-113.
19. Özgür NY, Hasöksüz M, Yılmaz H, İkiz S, Ilgaz A, 1997: Infertilite sorunu olan dişi sığırlarda ve insanlarda Coxiella burnetii antikorlarının ELISA testi ile belirlenmesi ve sero-prevalansın saptanması, Pendik Vet Mikrobiyol Derg, 2, 207-218,
20. Özkaraca M, Çeribaşı S, Çeribaşı AO, Kılıç A, Altun S, Çomaklı S, Öngör H, 2016: Determination of Coxiella burnetii in bovine foetuses using PCR and immunohistochemistry. Vet Med, 61, 421-427.
21. Parın U, Kaya O, 2015: Detection of Coxiella burnetii Prevalence in bovine, ovine and caprine herds. Ankara Üniv Vet Fak Derg, 62, 177-181.
22. Payzın S, 1953: Epidemiological investigations on Q Fever in Turkey. Bull World Hlth Org, 9, 553-558.
23. Seyitoglu Ş, Özkurt Z, Dinler U, Okumuş B, 2006: The seroprevalence of Coxiellosis in farmers and cattle in Erzurum district in Turkey. Turk J Vet Anim Sci, 30, 71-75.
24. Sidi-Boumedine K, Rousset E, 2011: Molecular epidemiology of Q fever: a review of Coxiella burnetii genotyping methods and main achievements. Euroreference 5: 30–38.
25. Sidi–Boumedine K, Rousset ., Henning, Ziller M, Niemczuck K, Roest HIJ, Thiery R, 2010: Development of harmonized schemes for monitoring and reporting Q – fever in animals in European Union, EFSA scientific report. EFSA-Q-2009-00511.