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Previous issue date: 2014-02-28 / Financiadora de Estudos e Projetos / Among the sheep parasites, Haemonchus contortus is the most prevalent and pathogenic nematode in tropical areas, causing huge economic losses. Alterations in the gene encoding the membrane P-glycoprotein (PgP) have been associated with multidrug resistance. The goal of this study was to identify single nucleotide polymorphisms (SNPs) on the PgP gene in H. contortus by comparing two isolates with different status of anthelmintic resistance. For this purpose, two ewes were experimentally infected, one with a susceptible H. contortus isolate (McMaster, Australia) and the other with a multidrug-resistant isolate (Embrapa2010, Brazil). Feces from infected animals were submitted to coproculture in order to obtain larvae and, after the slaughter of the ewes, adults H. contortus were collected from abomasum and individually submitted to DNA extraction. For the evaluation of potential molecular markers of geographic isolation, larvae originating from coprocultures of two other Brazilian isolates (Bahia and Pernambuco), with no determined resistance status, were also submitted to DNA extraction. After PCR amplification of DNA extracted from adults H. contortus, a fragment of the PgP gene was sequenced and six SNPs (position described in relation to the sequence of contig 004690 from the Wellcome Trust Sanger Institute) were identified : 508 (A> G in exon), 580 (G> A), 601 (G> C), 800 (G> A), 845 (G> T), and 878 (G> T), the last five in introns. The Fisher's exact test, applying the Bonferroni correction, revealed a significant association (P<0.01) between 508, 580, 601, 845 and 878 SNPs and the state of resistance to anthelmintics. Among these SNPs, 601 and 878 are in linkage disequilibrium and form the CC haplotype associated (P < 0.05) to resistance and the GG haplotype associated to susceptibility. Considering that there is considerable genetic differentiation between different continental areas in H. contortus, the frequencies of the SNPs were compared between the Brazilian isolates and the susceptible Australian one. It was found that the SNPs 580 and 845 may be associated with geographic isolation. We conclude that the 508, 601 and 878 SNPs in the P-glycoprotein gene can be molecular markers for multiple resistance to anthelmintics, and that the 580 and 845 SNPs can be candidate markers of geographical isolation in H. contortus. We developed software for Risk Analysis Development of Parasitic Resistance to Anthelmintics in Sheep (SARA) which will provide information that may guide the rational use of anthelmintics. / Among the sheep parasites, Haemonchus contortus is the most prevalent and pathogenic nematode in tropical areas, causing huge economic losses. Alterations in the gene encoding the membrane P-glycoprotein (PgP) have been associated with multidrug resistance. The goal of this study was to identify single nucleotide polymorphisms (SNPs) on the PgP gene in H. contortus by comparing two isolates with different status of anthelmintic resistance. For this purpose, two ewes were experimentally infected, one with a susceptible H. contortus isolate (McMaster, Australia) and the other with a multidrug-resistant isolate (Embrapa2010, Brazil). Feces from infected animals were submitted to coproculture in order to obtain larvae and, after the slaughter of the ewes, adults H. contortus were collected from abomasum and individually submitted to DNA extraction. For the evaluation of potential molecular markers of geographic isolation, larvae originating from coprocultures of two other Brazilian isolates (Bahia and Pernambuco), with no determined resistance status, were also submitted to DNA extraction. After PCR amplification of DNA extracted from adults H. contortus, a fragment of the PgP gene was sequenced and six SNPs (position described in relation to the sequence of contig 004690 from the Wellcome Trust Sanger Institute) were identified : 508 (A> G in exon), 580 (G> A), 601 (G> C), 800 (G> A), 845 (G> T), and 878 (G> T), the last five in introns. The Fisher's exact test, applying the Bonferroni correction, revealed a significant association (P<0.01) between 508, 580, 601, 845 and 878 SNPs and the state of resistance to anthelmintics. Among these SNPs, 601 and 878 are in linkage disequilibrium and form the CC haplotype associated (P < 0.05) to resistance and the GG haplotype associated to susceptibility. Considering that there is considerable genetic differentiation between different continental areas in H. contortus, the frequencies of the SNPs were compared between the Brazilian isolates and the susceptible Australian one. It was found that the SNPs 580 and 845 may be associated with geographic isolation. We conclude that the 508, 601 and 878 SNPs in the P-glycoprotein gene can be molecular markers for multiple resistance to anthelmintics, and that the 580 and 845 SNPs can be candidate markers of geographical isolation in H. contortus. We developed software for Risk Analysis Development of Parasitic Resistance to Anthelmintics in Sheep (SARA) which will provide information that may guide the rational use of anthelmintics. / Entre os parasitas de ovinos, Haemonchus contortus é o nematoide mais prevalente e patogênico em áreas tropicais, causando grandes perdas econômicas. As alterações no gene que codifica a glicoproteína-P de membrana (PgP) foram associadas com a resistência a múltiplas drogas. Assim, o objetivo deste estudo foi identificar polimorfismos de nucleotídeo único (SNPs) no gene PgP em H. contortus por comparação de dois isolados com diferentes status de resistência a anti-helmínticos. Para esse fim, uma ovelha foi infectada experimentalmente com o isolado suscetível (McMaster, Austrália) e outra ovelha com o isolado multirresistente (Embrapa2010, Brasil) de H. contortus. Fezes dos animais infectados foram submetidas à coprocultura para a obtenção de larvas e, após o abate das ovelhas, H. contortus adultos foram colhidos do abomaso e individualmente submetidos à extração de DNA. Para a avaliação de possíveis marcadores moleculares de isolamento geográfico, larvas oriundas de coprocultura de dois outros isolados brasileiros (Bahia e Pernambuco), com status de resistência não determinado, também foram submetidas à extração de DNA. Após amplificação por PCR do DNA extraído de H. contortus adultos, um fragmento do gene PgP foi sequenciado e foram identificados seis SNPs (posição descrita em relação à sequência do contig 004690 do Wellcome Trust Sanger Institute): 508 (A>G, em éxon), 580 (G>A), 601 (G>C), 800 (G>A), 845 (G>T) e 878 (G>T), os cinco últimos em íntrons. O teste exato de Fisher, por meio da correção de Bonferroni, revelou associação significativa (P<0,01) entre os SNPs 508, 580, 601, 845 e 878 e o estado de resistência a anti-helmínticos. Desses SNPs, o 601 e o 878 estão em desequilíbrio de ligação e formam os haplótipos CC, que está associado (P<0,05) à resistência, e GG, à suscetibilidade. Levando em consideração que em H. contortus há considerável diferenciação genética entre áreas continentais distintas, as frequências dos SNPs foram comparadas entre os isolados brasileiros e o isolado suscetível australiano e foi verificado que os SNPs 580 e 845 podem estar associados ao isolamento geográfico. Conclui-se que os SNPs 508, 601 e 878 no gene de glicoproteína-P podem ser marcadores moleculares para a resistência múltipla a anti-helmínticos, e os SNPs 580 e 845 candidatos a marcadores de isolamento geográfico em H. contortus. Nós desenvolvemos um software para Análise de Risco de Desenvolvimento de Resistência Parasitária a Anti- Helmínticos em Ovinos (SARA) que fornecerá informações que poderão orientar a utilização racional de anti-helmínticos. / Entre os parasitas de ovinos, Haemonchus contortus é o nematoide mais prevalente e patogênico em áreas tropicais, causando grandes perdas econômicas. As alterações no gene que codifica a glicoproteína-P de membrana (PgP) foram associadas com a resistência a múltiplas drogas. Assim, o objetivo deste estudo foi identificar polimorfismos de nucleotídeo único (SNPs) no gene PgP em H. contortus por comparação de dois isolados com diferentes status de resistência a anti-helmínticos. Para esse fim, uma ovelha foi infectada experimentalmente com o isolado suscetível (McMaster, Austrália) e outra ovelha com o isolado multirresistente (Embrapa2010, Brasil) de H. contortus. Fezes dos animais infectados foram submetidas à coprocultura para a obtenção de larvas e, após o abate das ovelhas, H. contortus adultos foram colhidos do abomaso e individualmente submetidos à extração de DNA. Para a avaliação de possíveis marcadores moleculares de isolamento geográfico, larvas oriundas de coprocultura de dois outros isolados brasileiros (Bahia e Pernambuco), com status de resistência não determinado, também foram submetidas à extração de DNA. Após amplificação por PCR do DNA extraído de H. contortus adultos, um fragmento do gene PgP foi sequenciado e foram identificados seis SNPs (posição descrita em relação à sequência do contig 004690 do Wellcome Trust Sanger Institute): 508 (A>G, em éxon), 580 (G>A), 601 (G>C), 800 (G>A), 845 (G>T) e 878 (G>T), os cinco últimos em íntrons. O teste exato de Fisher, por meio da correção de Bonferroni, revelou associação significativa (P<0,01) entre os SNPs 508, 580, 601, 845 e 878 e o estado de resistência a anti-helmínticos. Desses SNPs, o 601 e o 878 estão em desequilíbrio de ligação e formam os haplótipos CC, que está associado (P<0,05) à resistência, e GG, à suscetibilidade. Levando em consideração que em H. contortus há considerável diferenciação genética entre áreas continentais distintas, as frequências dos SNPs foram comparadas entre os isolados brasileiros e o isolado suscetível australiano e foi verificado que os SNPs 580 e 845 podem estar associados ao isolamento geográfico. Conclui-se que os SNPs 508, 601 e 878 no gene de glicoproteína-P podem ser marcadores moleculares para a resistência múltipla a anti-helmínticos, e os SNPs 580 e 845 candidatos a marcadores de isolamento geográfico em H. contortus. Nós desenvolvemos um software para Análise de Risco de Desenvolvimento de Resistência Parasitária a Anti- Helmínticos em Ovinos (SARA) que fornecerá informações que poderão orientar a utilização racional de anti-helmínticos.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/5546 |
| Date | 28 February 2014 |
| Creators | Mello, Suelen Scarpa de |
| Contributors | Niciura, Simone Cristina Méo |
| Publisher | Universidade Federal de São Carlos, Programa de Pós-graduação em Genética Evolutiva e Biologia Molecular, UFSCar, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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