Molecular Detection and Genotyping of Hydatid Cysts in Slaughtered Livestock in the West Bank, Palestine
Date
2025-01-08
Authors
Walaa Habes Mohammad Yones
ولاء حابس محمد يونس
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Al-Quds University
Abstract
Despite the widespread occurrence of CE, there is a significant gap in understanding the specific Echinococcus genotypes present in various regions, including the West Bank of Palestine. This lack of knowledge hampers effective disease management and control strategies. Identifying and genotyping the parasites affecting the intermediate hosts is crucial for epidemiological surveillance, Public Health Implications by informing health authorities and policymakers to implement effective control measures based on local epidemiological data. This study aimed to identify and genotype the Echinococcus parasite genotypes causing CE in the West Bank of Palestine, specifically targeting the intermediate hosts (IMHs) such as sheep and goats.
Materials and Methods: A total of 54 cyst tissue samples were collected from livestock in the West Bank, 52 sheep samples from different slaughterhouses from areas known for high CE incidence in the West Bank consisting of hydatid cyst tissues were isolated from infected organs during examinations of the intermediate host, and two are human cysts tissue collected from hospitals after surgery as accidental intermediate hosts. DNA was extracted and amplified by PCR to ensure high-quality genomic DNA for sequencing using the EgG1 Hae III sequence (266 bp). The extracted DNA was subjected to NGS using two primers pools, allowing for comprehensive genetic analysis. Targeting all SNPs of both mitochondrial genes at once: COX-1 (Cytochrome c oxidase subunit 1) and NAD-1 (NADH dehydrogenase subunit 1) for the first time in the present study, which were selected for their variability and are useful for distinguishing between different Echinococcus species and genotypes. Finally, using the Variant Call Analysis platform for identifying and genotyping of Echinococcus specific sequences among thousands of sequences through online bioinformatics software Galaxy/Europe.
Results: An EgG1 Hae III sequence of 266 bp was identified in 98% of samples. NAD1 and COX-1 specific fragments were successfully amplified and sequenced through NGS platform from 53 cyst tissue samples. Genotyping analysis was successfully performed in 84% of sequenced samples, revealing that 58% were the G1 genotype and 42% were for the G3 genotype.
Conclusion: This study was to distinguish between s.s genotypes G1 and G3 in our isolates based on seven different informative regions together for the first time using NGS with high-quality outputs confirmed the predominance of the G1 genotype while also indicating a significant presence of the G3 genotype among the intermediate hosts in endemic areas of Palestine. While the sensitivity of NGS is widely acknowledged in the scientific community, our findings emphasize the importance of understanding the local epidemiology of CE. The identification of both G1 and G3 genotypes in this region
provides crucial data that can inform future public health strategies and control measures.
على الرغم من انتشار داء الكيسات المائية على نطاق واسع، إلا أن هناك فجوة كبيرة في فهم الأنماط الجينية المحددة لطفيلي الإكينوكوكس الموجودة في مناطق مختلفة، بما في ذلك الضفة الغربية في فلسطين. هذا النقص في المعرفة يعيق فعالية إدارة المرض واستراتيجيات مكافحته. يُعد تحديد الطفيليات التي تصيب العوائل الوسيطة والتنميط الجيني لها أمرًا بالغ الأهمية للمراقبة الوبائية وآثارها على الصحة العامة، من خلال توعية السلطات الصحية وصانعي السياسات لتطبيق تدابير مكافحة فعالة بناءً على البيانات الوبائية المحلية. هدفت هذه الدراسة إلى تحديد وتحديد النمط الجيني لطفيليات الإكينوكوكس المسببة لداء المشوكات الكيسي (CE) في الضفة الغربية بفلسطين، مع التركيز بشكل خاص على العوائل الوسيطة (IMHs) مثل الأغنام والماعز. المواد والطرق: جُمعت 54 عينة نسيجية من الماشية في الضفة الغربية، 52 عينة نسيجية من الأغنام من مسالخ مختلفة في مناطق معروفة بارتفاع معدل الإصابة بداء المشوكات الكيسي في الضفة الغربية، تتكون من أنسجة كيسات مائية، عُزلت من الأعضاء المصابة أثناء فحص العائل الوسيط، وعينتان من أنسجة كيسيات بشرية جُمعت من المستشفيات بعد الجراحة كعوائل وسيطة عرضية. استُخلص الحمض النووي (DNA) وضخّم بواسطة تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR) لضمان جودة عالية للحمض النووي الجينومي للتسلسل باستخدام تسلسل EgG1 Hae III (266 زوجًا قاعديًا). خضع الحمض النووي المستخرج لتقنية الجيل التالي (NGS) باستخدام مجموعتين من البادئات، مما يسمح بإجراء تحليل جيني شامل. استهداف جميع تعددات النوكليوتيدات المفردة (SNPs) لكلا الجينين الميتوكوندريا في آن واحد: COX-1 (الوحدة الفرعية 1 من أوكسيديز السيتوكروم سي) وNAD-1 (الوحدة الفرعية 1 من نازعة هيدروجين NADH) ، واللذين تم اختيارهما لتنوعهما وفائدتهما في التمييز بين أنواع وأنماط جينية مختلفة من الإكينوكوكس. وأخيرًا، استخدام منصة تحليل استدعاء المتغيرات لتحديد وتنميط التسلسلات الخاصة بالإكينوكوكس من بين آلاف التسلسلات من خلال برنامج المعلوماتية الحيوية الإلكتروني Galaxy/Europe. النتائج: تم تحديد تسلسل EgG1 Hae III بطول 266 زوجًا قاعديًا في 98% من العينات. تم تضخيم أجزاء NAD1 وCOX-1 الخاصة بنجاح وتسلسلها من خلال منصة NGS من 53 عينة من أنسجة الكيس. أُجري تحليل النمط الجيني بنجاح في 84% من العينات المتسلسلة، وكشف أن 58% منها تنتمي إلى النمط الجيني G1 و42% منها تنتمي إلى النمط الجيني G3. الخلاصة: هدفت هذه الدراسة إلى التمييز بين النمطين الجينيين s.s G1 وG3 في عزلاتنا بناءً على سبع مناطق معلوماتية مختلفة لأول مرة، أكد استخدام تقنية NGS بمخرجات عالية الجودة هيمنة النمط الجيني G1، مع الإشارة أيضًا إلى وجود كبير للنمط الجيني G3 بين العوائل الوسيطة في المناطق الموبوءة في فلسطين. وبينما تحظى تقنية NGS باعتراف واسع النطاق في الأوساط العلمية، تؤكد نتائجنا على أهمية فهم علم الأوبئة المحلي لداء المشوكات الكيسي. يوفر تحديد كل من النمطين الجينيين G1 وG3 في هذه المنطقة بيانات بالغة الأهمية يمكن أن تُثري استراتيجيات الصحة العامة وتدابير المكافحة المستقبلية.
على الرغم من انتشار داء الكيسات المائية على نطاق واسع، إلا أن هناك فجوة كبيرة في فهم الأنماط الجينية المحددة لطفيلي الإكينوكوكس الموجودة في مناطق مختلفة، بما في ذلك الضفة الغربية في فلسطين. هذا النقص في المعرفة يعيق فعالية إدارة المرض واستراتيجيات مكافحته. يُعد تحديد الطفيليات التي تصيب العوائل الوسيطة والتنميط الجيني لها أمرًا بالغ الأهمية للمراقبة الوبائية وآثارها على الصحة العامة، من خلال توعية السلطات الصحية وصانعي السياسات لتطبيق تدابير مكافحة فعالة بناءً على البيانات الوبائية المحلية. هدفت هذه الدراسة إلى تحديد وتحديد النمط الجيني لطفيليات الإكينوكوكس المسببة لداء المشوكات الكيسي (CE) في الضفة الغربية بفلسطين، مع التركيز بشكل خاص على العوائل الوسيطة (IMHs) مثل الأغنام والماعز. المواد والطرق: جُمعت 54 عينة نسيجية من الماشية في الضفة الغربية، 52 عينة نسيجية من الأغنام من مسالخ مختلفة في مناطق معروفة بارتفاع معدل الإصابة بداء المشوكات الكيسي في الضفة الغربية، تتكون من أنسجة كيسات مائية، عُزلت من الأعضاء المصابة أثناء فحص العائل الوسيط، وعينتان من أنسجة كيسيات بشرية جُمعت من المستشفيات بعد الجراحة كعوائل وسيطة عرضية. استُخلص الحمض النووي (DNA) وضخّم بواسطة تفاعل البوليميراز المتسلسل (PCR) لضمان جودة عالية للحمض النووي الجينومي للتسلسل باستخدام تسلسل EgG1 Hae III (266 زوجًا قاعديًا). خضع الحمض النووي المستخرج لتقنية الجيل التالي (NGS) باستخدام مجموعتين من البادئات، مما يسمح بإجراء تحليل جيني شامل. استهداف جميع تعددات النوكليوتيدات المفردة (SNPs) لكلا الجينين الميتوكوندريا في آن واحد: COX-1 (الوحدة الفرعية 1 من أوكسيديز السيتوكروم سي) وNAD-1 (الوحدة الفرعية 1 من نازعة هيدروجين NADH) ، واللذين تم اختيارهما لتنوعهما وفائدتهما في التمييز بين أنواع وأنماط جينية مختلفة من الإكينوكوكس. وأخيرًا، استخدام منصة تحليل استدعاء المتغيرات لتحديد وتنميط التسلسلات الخاصة بالإكينوكوكس من بين آلاف التسلسلات من خلال برنامج المعلوماتية الحيوية الإلكتروني Galaxy/Europe. النتائج: تم تحديد تسلسل EgG1 Hae III بطول 266 زوجًا قاعديًا في 98% من العينات. تم تضخيم أجزاء NAD1 وCOX-1 الخاصة بنجاح وتسلسلها من خلال منصة NGS من 53 عينة من أنسجة الكيس. أُجري تحليل النمط الجيني بنجاح في 84% من العينات المتسلسلة، وكشف أن 58% منها تنتمي إلى النمط الجيني G1 و42% منها تنتمي إلى النمط الجيني G3. الخلاصة: هدفت هذه الدراسة إلى التمييز بين النمطين الجينيين s.s G1 وG3 في عزلاتنا بناءً على سبع مناطق معلوماتية مختلفة لأول مرة، أكد استخدام تقنية NGS بمخرجات عالية الجودة هيمنة النمط الجيني G1، مع الإشارة أيضًا إلى وجود كبير للنمط الجيني G3 بين العوائل الوسيطة في المناطق الموبوءة في فلسطين. وبينما تحظى تقنية NGS باعتراف واسع النطاق في الأوساط العلمية، تؤكد نتائجنا على أهمية فهم علم الأوبئة المحلي لداء المشوكات الكيسي. يوفر تحديد كل من النمطين الجينيين G1 وG3 في هذه المنطقة بيانات بالغة الأهمية يمكن أن تُثري استراتيجيات الصحة العامة وتدابير المكافحة المستقبلية.
Description
Keywords
Citation
Yones، Walaa Habes. (2025). Molecular Detection and Genotyping of Hydatid Cysts in Slaughtered Livestock in the West Bank، Palestine [رسالة ماجستير منشورة، جامعة القدس، فلسطين]. المستودع الرقمي لجامعة القدس.