Development and evaluation of a loop-mediated isothermal amplification assay (lamp) for the diagnosis of campylobacteriosis

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Background: Different species of Campylobacter are the most common cause of bacterial gastroenteritis. There are many methods to detect the presence of Campylobacter, including PCR, but it takes no less than 5 -6 hours. Development of fast molecular diagnostic tests based on a loop-mediated amplification assay will allow simplifying the procedure and reducing the time of detection for a bedside application.

Aims: To develop a loop-mediated isothermal amplification assay (LAMP) with a fluorescent probe for the diagnosis of campylobacteriosis.

Methods: Stool suspensions were prepared and bacterial fractions were separated as described in the methodological recommendations of the Central Research Institute of Epidemiology. DNA was extracted using AmpliTest RIBO-prep (FSBI SPC FMBA, Russian Federation) according to the manufacturer's instruction and detected with AmpliSens® OKI-screen-FL (FBIS CRIE, Russian Federation). Primers and probes were selected in a 16S rDNA gene region. Analytical specificity was confirmed on bacterial cultures, analytical sensitivity was assessed using a recombinant plasmid containing the target Campylobacter DNA sequence fragment. LAMP amplification was performed at 65°C for 30 min.

Results: An assay for the detection of Campylobacter spp. based on loop-mediated isothermal amplification has been developed, the reaction time does not exceed 30 minutes. The analytical sensitivity of the developed technique is comparable to the real-time PCR and is equal to 103 copies/ml, the analytical specificity is 100%. The evaluation of 127 clinical samples, previously characterized by a commercial kit, AmpliSens® OKI-screen-FL (FBIS CRIE, Russian Federation), showed high diagnostic specificity and sensitivity of the developed LAMP-method. No false positive results were found, 108 samples were negative by LAMP and PCR. Campylobacter spp. DNA was detected by the LAMP method in 18 out of 19 PCR-positive samples. One discordant LAMP negative sample can be attributed to the low bacterial load of Campylobacter spp. for a given sample. Conclusions: A method for the rapid detection of Campylobacter spp. loop-mediated isothermal amplification has been developed, and its high analytical and diagnostic characteristics have been shown experimentally.

About the authors

Anna K. Shuryaeva

Centre for Strategic Planning and Management of Biomedical Health Risks

Author for correspondence.
Email: ashuryaeva@cspmz.ru
ORCID iD: 0000-0003-2227-1840

Junior Research Associate

Russian Federation, 15A, building 54, 3rd Cherepkovskaya street, 121552, Moscow

Tatyana V. Malova

Centre for Strategic Planning and Management of Biomedical Health Risks

Email: TMalova@cspmz.ru
ORCID iD: 0000-0001-8546-1444

Junior Research Associate

Russian Federation, Moscow

Anna A. Tolokonceva

Centre for Strategic Planning and Management of Biomedical Health Risks

Email: ATolokonceva@cspmz.ru
ORCID iD: 0000-0002-8757-081X

Biologist

Russian Federation, Moscow

Sofia A. Karseka

Centre for Strategic Planning and Management of Biomedical Health Risks

Email: SKarseka@cspmz.ru
ORCID iD: 0000-0002-9988-6918

Laboratory Assistant

Russian Federation, Moscow

Ekaterina E. Davydova

Centre for Strategic Planning and Management of Biomedical Health Risks

Email: EDavydova@cspmz.ru
ORCID iD: 0000-0003-2926-0490

Cand. Sci. (Chem.)

Russian Federation, Moscow

German A. Shipulin

Centre for Strategic Planning and Management of Biomedical Health Risks

Email: shipgerman@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-3668-6601

MD, Cand. Sci. (Med.)

Russian Federation, Moscow

References

  1. ВОЗ. Кампилобактериоз [электронный ресурс]. [WHO. Campylobacteriosis [electronic resource]. (In Russ).] Режим доступа: https://www.who.int/ru/news-room/fact-sheets/detail/campylobacter. Дата обращения: 12.08.2021.
  2. О состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения в Российской Федерации в 2020 году: Государственный доклад. Москва: Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, 2021. [On the state of sanitary and epidemiological welfare of the population in the Russian Federation in 2020: State report. Moscow: Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Well-being; 2021. (In Russ).]
  3. Notomi T, Okayama H, Masubuchi H, et al. Loop-mediated isothermal amplification of DNA. Nucleic acids research. 2000;28(12):E63. doi: 10.1093/nar/28.12.e63
  4. Becherer L, Borst N, Bakheit M, et al. Loop-mediated isothermal amplification (LAMP): review and classification of methods for sequence-specific detection. Analytical Methods. 2020;12:717–746. doi: 10.1039/C9AY02246E
  5. Yaren O, Alto BW, Gangodkar PV, et al. Point of sampling detection of Zika virus within a multiplexed kit capable of detecting dengue and chikungunya. BMC Infect Dis. 2017;17:293. doi: 10.1186/s12879-017-2382-0

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2021 Shuryaeva A.K., Malova T.V., Tolokonceva A.A., Karseka S.A., Davydova E.E., Shipulin G.A.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».