Detection of Microsporum canis and Trichophyton mentagrophytes by loop-mediated isothermal amplification (LAMP) and real-time quantitative PCR (qPCR) methods

Vet Dermatol. 2022 Dec;33(6):516-522. doi: 10.1111/vde.13111. Epub 2022 Aug 24.

Abstract

Background: Dermatophytes are infectious zoonotic fungal agents that are common in animals worldwide. A new loop-mediated isothermal amplification (LAMP) method and quantitative (q)PCR can be used for identifying these agents. Both methods have high specificity and sensitivity, and are simple and quick to use.

Hypothesis/objectives: To develop a LAMP and a rapid multiplex qPCR method for detecting Microsporum canis and Trichophyton mentagrophytes, which are the most common fungal species isolated from cats and dogs.

Material and methods: Both methods targeted the CHS-1 gene. Their specificity and sensitivity were tested using 64 M. canis and 44 T. mentagrophytes field strains. The validation of the methods was performed using 250 clinical fungal-positive hair samples.

Results: The specificity value was 100% for both methods. For LAMP, the sensitivity value was 96.9% for M. canis and 93.2% for T. mentagrophytes. For qPCR, the sensitivity values were 98.4% for M. canis and 97.7% for T. mentagrophytes. Similar specificity and sensitivity results were obtained from the validation study using 250 clinical hair samples. LAMP and multiplex qPCR took 30 and 45 min (respectively) for both targets. The limit of detection (LOD) assays for both targets were 10 and 1 spore/mL for LAMP and multiplex qPCR, respectively.

Conclusion: These findings demonstrate that the LAMP and multiplex qPCR methods targeting CHS-1 gene developed in this study can be used both for point-of-care testing and in the laboratory for detecting M. canis and T. mentagrophytes with high specificity and sensitivity with an internal control.

Contexte: Les dermatophytes sont des agents fongiques zoonotiques infectieux qui sont courants chez l’animal dans le monde entier. Une nouvelle méthode d'amplification isotherme médiée par les boucles (LAMP) et une PCR(q) quantitative peuvent être utilisées pour identifier ces agents. Les deux méthodes ont une spécificité et une sensibilité élevées, et sont simples et rapides à utiliser. HYPOTHÈSES/OBJECTIFS: Développer une LAMP et une méthode PCRq multiplexe rapide pour détecter Microsporum canis et Trichophyton mentagrophytes, qui sont les espèces fongiques les plus courantes isolées chez les chats et les chiens. MATÉRIEL ET MÉTHODES: Les deux méthodes ciblaient le gène CHS-1. Leur spécificité et leur sensibilité ont été testées à l'aide de 64 souches de M. canis et 44 de T. mentagrophytes. La validation des méthodes a été réalisée à l'aide de 250 échantillons cliniques de poils fongiques positifs. RÉSULTATS: La valeur de spécificité était de 100 % pour les deux méthodes. Pour LAMP, la valeur de sensibilité était de 96,9 % pour M. canis et de 93,2 % pour T. mentagrophytes. Pour la PCRq, les valeurs de sensibilité étaient de 98,4 % pour M. canis et de 97,7 % pour T. mentagrophytes. Des résultats de spécificité et de sensibilité similaires ont été obtenus à partir de l'étude de validation utilisant 250 échantillons cliniques de poils. LAMP et PCRq multiplex ont pris 30 min et 45 min (respectivement) pour les deux cibles. La limite de détection (LOD) pour les deux cibles était respectivement de 10 spores/mL et 1 spore/mL pour LAMP et multiplex PCRq.

Conclusion: Ces résultats démontrent que les méthodes LAMP et PCRq multiplex ciblant le gène CHS-1 développées dans cette étude peuvent être utilisées à la fois pour les tests au chevet du patient et en laboratoire pour détecter M. canis et T. mentagrophytes avec une spécificité et une sensibilité élevées avec un contrôle interne.

INTRODUCCIÓN: los dermatofitos son agentes fúngicos zoonóticos infecciosos que son comunes en los animales de todo el mundo. Se puede utilizar un nuevo método de amplificación isotérmica mediada por bucle (LAMP) y PCR cuantitativa (q)PCR para identificar estos agentes. Ambos métodos tienen alta especificidad y sensibilidad, y son simples y rápidos de usar. HIPÓTESIS/OBJETIVOS: Desarrollar un método LAMP y un método qPCR multiplex rápido para la detección de Microsporum canis y Trichophyton mentagrophytes, que son las especies fúngicas más comunes aisladas de gatos y perros. MATERIAL Y MÉTODOS: Ambos métodos se dirigieron al gen CHS-1. Su especificidad y sensibilidad se probaron utilizando 64 cepas de campo de M. canis y 44 de T. mentagrophytes. La validación de los métodos se realizó utilizando 250 muestras clínicas de pelos positivas para hongos. RESULTADOS: La especificidad fue del 100% para ambos métodos. Para LAMP, el valor de sensibilidad fue del 96,9 % para M. canis y del 93,2 % para T. mentagrophytes. Para qPCR, los valores de sensibilidad fueron del 98,4 % para M. canis y del 97,7 % para T. mentagrophytes. Se obtuvieron resultados similares de especificidad y sensibilidad del estudio de validación utilizando 250 muestras clínicas de pelol. LAMP y multiplex qPCR tardaron 30 min y 45 min (respectivamente) para ambos objetivos. Los ensayos de límite de detección (LOD) para ambos objetivos fueron 10 esporas/mL y 1 espora/mL para LAMP y multiplex qPCR, respectivamente. CONCLUSIÓN: estos hallazgos demuestran que los métodos LAMP y multiplex qPCR dirigidos al gen CHS-1 desarrollados en este estudio pueden usarse tanto para pruebas en primer punto de atención como en el laboratorio para detectar M. canis y T. mentagrophytes con alta especificidad y sensibilidad con un control interno.

Hintergrund: Dermatophyten sind infektiöse zoonotische Pilzelemente, die bei Tieren weltweit häufig vorkommen. Eine neue Loop-mediierte isothermale Amplifizierungsmethode (LAMP) sowie eine quantitative (q) PCR können bei der Identifizierung dieser Elemente eingesetzt werden. Beide Methoden haben eine hohe Spezifität und Sensitivität und sind einfach und rasch anzuwenden.

Hypothese/ziele: Die Entwicklung einer LAMP und einer rapiden Multiplex qPCR Methode, um Microsporum canis und Trichophyton mentagrophytes zu finden, die die am häufigsten bei Katzen und Hunden isolierte Pilzspezies darstellen.

Material und methoden: Beide Methoden zielten auf das CHS-1 Gen ab. Ihre Spezifität und Sensibilität wurden mittels 64 M. canis und 44 T. mentagrophytes Feldstämmen getestet. Die Validierung dieser Methoden wurde anhand von 250 klinischen Pilz-positiven Haarproben durchgeführt.

Ergebnisse: Die Spezifität lag bei beiden Methoden bei 100%. Für LAMP lag die Sensitivität bei 96,9% für M. canis und 93,2% für T. mentagrophytes. Für die qPCR lagen die Sensibilitätswerte für M. canis bei 98,4% und für T. mentagrophytes bei 97,7%. Ähnliche Ergebnisse in Bezug auf Spezifität und Sensibilität wurden bei der Validierungsstudie anhand der 250 klinischen Haarproben gefunden. LAMP und Multiplex qPCR benötigten 30 min beziehungsweise 45 min für beide Targets. Die niedrigste Nachweisgrenze (LOD) lag bei beiden Targets bei 10 Sporen/mL und 1 Spore/mL für LAMP beziehungsweise für multiplex qPCR.

Schlussfolgerung: Diese Ergebnisse zeigen, dass die LAMP und die Multiplex qPCR Methoden, die auf das CHS-1 Gen abzielen, welche in dieser Studie entwickelt wurden, sowohl für Point-of care Untersuchungen sowie im Labor zur Identifizierung von M. canis und T. mentagrophytes mit einer hohen Spezifität und Sensitivität mit einer internen Kontrolle eingesetzt werden können.

背景: 皮膚糸状菌は人獣共通感染症の原因となる真菌であり,世界中の動物に広く感染している。皮膚糸状菌の同定には,新しいLAMP法および定量PCR法を用いることができる。両手法とも高い特異度および感度を有し、簡便かつ迅速に使用できる。 仮説/目的: 本研究の目的は、犬猫から最も多く分離される真菌であるMicrosporum canisとTrichophyton mentagrophytesを検出するためのLAMP法および迅速なmultiplex qPCR法を開発することであった。 材料と方法: 両手法ともCHS-1遺伝子を標的とした。M. canis 64株およびT. mentagrophytes 44株の野外株を用いて,両者の特異度および感度を検証した。また、臨床真菌陽性毛250検体を用いて、両手法の妥当性を検証した。 結果: 特異度は両法とも100%であった。LAMP法では、M. canisに対して96.9%の感度、T. mentagrophytesに対して93.2%の感度を示した。また、qPCR法では、M. canisに対して98.4%、T. mentagrophytesに対して97.7%の感度が得られた。また,臨床毛250検体を用いた検証試験においても、同様の特異度、感度が得られた。LAMP法では30分、multiplex qPCR法では45分という短い時間で両ターゲットの検出が可能であった。また、検出限界はLAMP法で10 spore/mL、multiplex法では1 spore/mLであった。 結論: 本研究で開発したCHS-1遺伝子を標的としたLAMP法およびmultiplex qPCR法は、内部コントロールによる高い特異性および感度でM. canisおよびT. mentagrophytesを検出するため、ポイントオブケア検査およびラボの両方で使用できることが示された。.

背景: 皮肤癣菌是世界范围内动物常见的传染性人畜共患真菌。一种新的环介导等温扩增 (LAMP) 方法和定量 (q)PCR 可用于鉴定这些试剂。两种方法均具有较高的特异性和敏感性,且使用简单、快捷。 假设/目的: 开发用于检测犬小孢子菌和须毛癣菌(从猫和犬中分离的最常见真菌菌种)的 LAMP 和快速多重 qPCR 方法。 材料和方法: 两种方法均靶向 CHS-1 基因。采用64株犬小孢子菌和44株须癣毛癣菌田间菌株检测其特异性和敏感性。采用250例临床真菌阳性毛发样本进行方法的验证。 结果: 两种方法的特异性值均为100%。对于LAMP,犬小孢子菌的灵敏度值为96.9%,须癣毛癣菌的灵敏度值为93.2%。对于qPCR,犬小孢子菌的灵敏度值为98.4%,须毛癣菌的灵敏度值为97.7%。使用250份临床毛发样本的验证研究获得了相似的特异性和灵敏度结果。两个靶标的 LAMP 和多重 qPCR 分别需要 30 min 和45 min。对于 LAMP 和多重qPCR,两种靶标的检测限 (LOD) 试验分别为10个孢子/mL 和1个孢子/mL。 结论: 这些发现证明,有内部对照组的情况下,本研究开发的靶向 CHS-1 基因的 LAMP 和多重 qPCR 方法既可用于临床检测,也可用于实验室检测犬小孢子菌和须癣毛癣菌,具有较高的特异性和敏感性。.

Contexto: Dermatófitos são fungos causadores de infecções zoonóticas comuns em animais mundialmente. Um novo método de amplificação isotérmica mediada por loop (LAMP) e PCR quantitativa (qPCR) podem ser utilizados para identificar esses agentes. Ambos os métodos têm alta especificidade e sensibilidade, e são simples e rápidos para utilizar. HIPÓTESE/OBJETIVOS: Desenvolver um método de LAMP e qPCR multiplex rápida para detectar Microsporum canis e Trichophyton mentagrophytes, que são as espécies fúngicas mais comumente isoladas de cães e gatos. MATERIAL E MÉTODOS: Ambos os métodos foram focados no gene CHS-1. A sua sensibilidade e especificidade foram testadas utilizando 64 amostras de campo de M. canis e 44 de T. mentagrophytes. A validação foi realizada usando 250 amostras de pelo positivas para fungos.

Resultados: O valor da especificidade foi 100% para ambos os métodos. Para o LAMP, o valor da sensibilidade foi 96,9% para M. canis e 93,25 para T. mentagrophytes. Para o qPCR, o valor de sensibilidade foi de 98,4% para M.canis e de 97,7% para T. mentagrophytes. Valores de sensibilidade e especificidade similares foram obtidos no estudo de validação utilizando 250 amostras de pelo positivas para fungos. LAMP e qPCR multiplex levaram 30 min e 45 min (respectivamente) para ambos os alvos. Os ensaios de limite de detecção (LOD) para ambos os alvos foram 10 esporos/mL e 1 esporo/mL para LAMP e qPCR multiplex, respectivamente. CONCLUSÃO: Esses achados demonstram que os métodos LAMP e qPCR multiplex visando o gene CHS-1 desenvolvidos neste estudo podem ser usados tanto para testes no local do atendimento quanto no laboratório para detectar M. canis e T. mentagrophytes com alta especificidade e sensibilidade com controle interno.

MeSH terms

  • Animals
  • Arthrodermataceae*
  • Cats
  • Dogs
  • Microsporum / genetics
  • Real-Time Polymerase Chain Reaction / veterinary
  • Sensitivity and Specificity
  • Trichophyton / genetics

Supplementary concepts

  • Microsporum canis
  • Trichophyton mentagrophytes
  • LAMP assay