Diseño, optimización y evaluación de la utilidad de los principales métodos de tipificación para el estudio epidemiológico de leptospirosis

Abstract

La identificación de Leptospira spp. en suero representa una oportunidad para aumentar el conocimiento de especies y serogrupos que causan enfermedad. Objetivos: Optimizar la tipificación molecular de Leptospira spp. para aplicarla sobre muestras clínicas humanas, y, evaluar su utilidad para conocer la frecuencia relativa de las variedades de Leptospira spp. circulantes en Argentina, y su distribución espacial. Mediante ARNr 16S (16S) y MLST, se estudiaron 228 muestras de suero de fase septicémica de pacientes con leptospirosis confirmada en Argentina durante el período 2005-2016. En 52/228 muestras se identificaron las especies L. interrogans (98.1%) y L. borgpertesenii (1.9%), Mediante MLST se asignaron secuencias tipo (ST) (n= 26) y serogrupos probables (n=24): Canicola (ST37), Sejroe (ST20), Icterohaemorrhagiae (ST17), Pyrogenes (ST13), Pomona (ST38) y Ballum (ST149). El 71.15% de estas muestras provenían de Santa Fe y Entre Ríos. Las tasas de tipificación resultaron 21.9% (16S) y 11.4% (MLST), y el grado de acuerdo entre resultados positivos y negativos resultó moderado (κ: 0.5665). En 5 pacientes se identificaron las mismas especies y serogrupos en aislamientos y muestras de fase septicémica, excepto en el serogrupo de un caso. El 16S presenta mayores ventajas que el MLST. El último ofrece mayor resolución taxonómica. Se diseñó un esquema secuencial de 4 qPCR para identificación de género, L. interrogans, especies patógenas e intermedias. Se obtuvieron resultados satisfactorios durante la optimización de las dos primeras reacciones. Los hallazgos proporcionan herramientas valiosas para la vigilancia de la enfermedad en Argentina y para la toma de decisiones en salud pública.

Leptospira identification in serum represents an opportunity to increase knowledge of the causative leptospirosis species and serogroups. Objectives: To optimize Leptospira spp. molecular typing for application to human clinical samples, and to evaluate its utility to determine the relative frequency of circulating Leptospira strains in Argentina, and their spatial distribution. 16S rRNA and MLST analysis were performed in 228 serum samples from the septicemic phase of patients with confirmed leptospirosis in Argentina between 2005 and 2016. In 52/228 samples, L. interrogans (98.1%) and L. borgpertesenii (1.9%) were identified. Sequence type (ST) (n=26) and probable serogroups (n=24) were assigned by MLST: Canicola (ST37), Sejroe (ST20), Icterohaemorrhagiae (ST17), Pyrogenes (ST13), Pomona (ST38), and Ballum (ST149). Of the 228 samples, 71.15% came from Santa Fe and Entre Ríos. Typing rates were 21.9% (16S) and 11.4% (MLST), and the degree of agreement between positive and negative results was moderate (κ: 0.5665). In 5 patients, the same species and serogroups were identified in isolates and septicemic-phase samples, except for one case. The 16S method offers greater advantages over the MLST assay. The latter provides higher taxonomic resolution. A sequential scheme of four qPCR assays was designed for the identification of genus L. interrogans, pathogenic and intermediate species. Satisfactory optimization results were obtained in the first two reactions. These findings provide valuable tools for disease surveillance in Argentina and for public health decision-making.