Investigation on toxoplasma gondii by polymerase chain reaction and loop-mediated isothermal amplification in water samples from Giresun, Turkey

Giresun’da su örneklerinde toxoplasma gondii’nin polimeraz zincir reaksiyonu ve ilmiğe dayalı izotermal amplifikasyon yöntemleriyle araştırılması

Abstract

Toxoplasmosis is generally asymptomatic in immunocompetent subjects, however serious manifestations of the disease may develop in immunocompromised patients and in pregnant women. The mean Toxoplasma gondii seroprevalence which is approximately 40% in Turkish population, indicates the high risk for the development of acute toxoplasmosis in those cases. One of the transmission ways of T.gondii is the consumption of contaminated water. The aim of this study was to detect the presence of T.gondii in the environmental and drinking water samples by using standard polymerase chain reaction (PCR) and loop-mediated isothermal amplification (LAMP) methods. A total of 96 water samples, of them 76 were environmental water samples collected from creeks in Giresun province center and its various districts (Piraziz, Bulancak, Keşap, Espiye) and 20 from drinking water samples, were included in the study. The samples were precipitated by the aluminium sulfate method and DNAs were isolated from the pellets formed with the sucrose gradient method. PCR and LAMP were applied to the isolated DNAs, by the use of primers F3 and B3 specific to B1 gene of the parasite. In our study, T.gondii was detected in none of the drinking water samples by PCR and LAMP, however T.gondii DNAs were positive in 13.2% (10/76) of the environmental water samples. Both of the methods yielded the same results in those samples. The stations that were positive for T.gondii were Aksu creek in Giresun province center; Gelivera creek in Espiye; Yolağzı, Keşap, Keşap Login Bridge creeks in Keşap; Bulancak, Karadere and İncivez creeks in Bulancak; Piraziz and Çayırağzı creeks in Piraziz counties. Resistance of T.gondii to chlorination and the inadequacy of the filtration processes, create a serious threat among people in contact with rivers, sea and drinking waters particularly in areas with high humidity. As far as the national literature was considered, no report about the water-borne T.gondii infections were detected in Giresun province of Black Sea region, Turkey. Thus this study will aid to the literature related to water-borne T.gondii infections. The results of this study emphasizes the essential need for appropriate disinfection procedures and purification processes before the discharge of waste water to prevent the cases of water-borne toxoplasmosis.

Özet

Toksoplazmoz, immün sistemi yeterli yetişkinlerde çoğu zaman asemptomatik geçirilmekle birlikte, immün sistemi baskılanmış kişilerde ve gebe kadınlarda ciddi tablolara yol açabilir. Ülkemizde genel popülasyondaki ortalama Toxoplasma gondii seroprevalansının %40 oranında olması, bu grup olgularda akut toksoplazmoz gelişme riskinin yüksek olduğunu düşündürmektedir. T.gondii’nin bulaşma yollarından biri de kontamine suların tüketimidir. Bu çalışmada, çevresel su ve içme suyu örneklerinde, standart polimeraz zincir reaksiyonu (PCR) ve ilmiğe dayalı izotermal amplifikasyon (LAMP) yöntemleri ile T.gondii’nin varlığının araştırılması amaçlanmıştır. Çalışmaya, Giresun il merkezi ile çeşitli ilçelerindeki (Piraziz, Bulancak, Keşap, Espiye) derelerden alınan 76 çevresel kaynaklı su örneği ile 20 içme suyu örneği olmak üzere toplam 96 örnek dahil edilmiştir. Örnekler alüminyum sülfatla çöktürüldükten sonra sükroz gradient yöntemiyle pellet oluşturulmuş ve DNA izolasyonu yapılarak PCR ve LAMP yöntemleri uygulanmıştır. Her iki yöntemde de parazitin B1 genine özgül F3 ve B3 primerleri kullanılmıştır. Çalışmamızda, içme suyu örneklerinde PCR ve LAMP ile T.gondii varlığı saptanmamış; ancak çevresel su örneklerinin %13.2 (10/76)’sinde T.gondii DNA pozitifliği tespit edilmiştir. Her iki yöntem ile alınan sonuçların aynı olduğu izlenmiştir. Parazitin tespit edildiği istasyonlar, Giresun merkezinde Aksu; Espiye ilçesinde Gelivera; Keşap ilçesinde Yolağzı, Keşap, Keşap giriş köprüsü; Bulancak ilçesinde Bulancak, Karadere, İncivez; Piraziz ilçesinde Piraziz ve Çayırağzı dereleridir. T.gondii’nin klorlamaya karşı dayanıklı olması ve filtrasyon işlemlerinin yetersiz kalması nedeniyle, bu parazit, nem oranı yüksek yerlerde ve çevredeki dere, deniz ve içme suları ile temas eden insan ve hayvanlar üzerinde ciddi bir tehlike oluşturmaktadır. Yapılan literatür taramasında, ulaşılabildiği kadarıyla, bölgemizde su kaynaklı T.gondii konusunda bir çalışmaya rastlanmadığından, bu çalışmanın Karadeniz Bölgesinde bulunan Giresun ilinde su kökenli T.gondii hakkında literatüre bir katkı sağladığı düşünülmüştür. Sonuç olarak, gerekli dezenfeksiyon işlemlerinin ve atık su tahliye öncesinde arıtma işlemlerinin yapılmasının, su kaynaklı toksoplazmozu engelleyebileceği kanısına varılmıştır.