DOI: https://doi.org/10.9775/kvfd.2024.32702
تاريخ النشر: 2024-01-01
المؤلف: Nüvit Coşkun وآخرون
الموضوع الرئيسي: الأمراض المعدية وعلم الفطريات
نظرة عامة
يؤدي سرطان الغدد الرئوية في الأغنام (OPA)، الناجم عن فيروس Jaagsiekte الخارجي (exJSRV)، إلى تحول سرطاني في رئتي الأغنام، مع تقدم بطيء للمرض يتميز بفترة حضانة تتراوح بين 2-4 سنوات. حاليًا، لا يوجد اختبار مصلي للكشف المبكر، وعادة ما يتم التشخيص بعد الوفاة. هدفت هذه الدراسة إلى تحديد الوجود الجزيئي لأنواع exJSRV في الدورة الدموية من خلال التحقيق في أنسجة الرئة من 25 حالة مشبوهة من OPA باستخدام طرق علم الأمراض النسيجية (HP) والطرق المناعية النسيجية (IHC)، بما في ذلك صبغة الهيماتوكسيلين والإيوزين (H&E) واكتشاف الأجسام المضادة لفيروس JSRV.
تم تأكيد جميع الحالات الـ 25 كحالات OPA من خلال تقنيات HP وIHC. تم استخراج الأحماض النووية من أنسجة الرئة المدمجة في البارافين، مع التركيز على جين الغلاف لفيروس JSRV باستخدام تفاعل البوليميراز المتسلسل العكسي (RT-PCR). نظرًا لقيود الحساسية للأنسجة المدمجة في البارافين، كانت النتائج إيجابية فقط في 10 من 25 عينة لاختبار exJSRV. سمح تسلسل الأمبليكون الإيجابي ببناء شجرة تطورية وتحليل تسلسلات الأحماض الأمينية المتوقعة. تشير النتائج إلى أن كل من النوع 1 والنوع 2 من exJSRV تتواجد في المنطقة، مع تغييرات في الأحماض الأمينية المكتشفة تشير إلى اختلافات محتملة في مسببات المرض.
مقدمة
تناقش مقدمة ورقة البحث سرطان الغدد الرئوية في الأغنام (OPA)، وهو مرض ورمي في الأغنام ناتج عن فيروس Jaagsiekte الخارجي (exJSRV)، وهو الفيروس المعروف الوحيد الذي يسبب سرطان الرئة بشكل طبيعي في الحيوانات. يتم تصنيف الفيروس تحت عائلة Retroviridae، وله جينوم RNA أحادي السلسلة موجب الاتجاه يتكون من حوالي 7400 قاعدة، ويُوجد بشكل أساسي في الأغنام، على الرغم من الإبلاغ عن حالات في الماعز. تسلط الدراسة الضوء على الدور السرطاني لبروتين الغلاف الفيروسي (env) وتفرق بين نوعين من exJSRV بناءً على الأصل الجغرافي، على الرغم من عدم ملاحظة أي اختلافات في المسببات المرضية.
يتميز OPA بأعراض سريرية ملحوظة، بما في ذلك ضيق التنفس والسعال، خاصة في المراحل المبكرة، مع وجود مؤشر تشخيصي ملحوظ وهو “اختبار عربة اليد”. يتميز المرض بفترة حضانة طويلة، تؤثر بشكل أساسي على الأغنام التي تتراوح أعمارها بين 2 إلى 4 سنوات، وينتقل بشكل رئيسي عبر الهباء الجوي، مع تعرض الحملان أيضًا للخطر عبر الحليب. تعقد غياب ثقافة الخلايا المسموح بها للفيروس وغياب الأجسام المضادة المتداولة عملية التشخيص والوقاية، حيث لا يتوفر لقاح أو اختبارات تشخيصية روتينية. تهدف الدراسة إلى التحقيق في وجود exJSRV في كتل الأنسجة المدمجة في البارافين وإجراء توصيف جزيئي للعزلات المتداولة، مع التأكيد على ضرورة التسلسل والتحليلات التطورية لتحديد أنواع exJSRV المتداولة.
الطرق
تحدد قسم “المواد والطرق” تصميم التجربة والإجراءات المستخدمة في الدراسة. يوضح المواد المستخدمة، بما في ذلك الكواشف المحددة، والمعدات، وأي عينات بيولوجية، لضمان إمكانية تكرار التجارب. تشمل المنهجية التقنيات المطبقة لجمع البيانات وتحليلها، مثل الأساليب الإحصائية، والبروتوكولات التجريبية، وأي أدوات حسابية مستخدمة.
بالإضافة إلى ذلك، قد يصف القسم حجم العينة، والضوابط، وعمليات العشوائية لتقليل التحيز. ويؤكد على أهمية الالتزام بالمعايير الأخلاقية في البحث، خاصة عند التعامل مع البشر أو الحيوانات. بشكل عام، يخدم هذا القسم كإطار شامل لفهم كيفية إجراء البحث وصحة النتائج.
النتائج
تكشف نتائج الدراسة عن نتائج هامة في علم الأمراض النسيجية في أنسجة الرئة، تتميز بوجود بؤر ورمية متعددة تظهر امتدادات حليمية وهياكل غدية مشتقة من خلايا الشعب الهوائية أو الحويصلات الهوائية. عرضت خلايا الورم أشكالًا مكعبة أو عمودية مع تكرار منخفض للأشكال الانقسامية. من الجدير بالذكر أن النسيج المحيط بالأورام كان سميكًا بسبب زيادة وجود الخلايا أحادية النواة وتكاثر النسيج الضام. بالإضافة إلى ذلك، تم ملاحظة البلعميات الهوائية والخلايا أحادية النواة حول البؤر الورمية، مع ظهور بعض الحالات لعوامل طفيلية وتسلل كريات الدم البيضاء المتعادلة مما يدل على عدوى بكتيرية ثانوية.
أظهر التحليل المناعي النسيجي تفاعلات إيجابية لفيروس JSRV بشكل أساسي في السيتوبلازم لخلايا الورم المكعبة أو العمودية، وكذلك في البلعميات الهوائية بالقرب من مناطق الورم. حدد التحليل الجزيئي باستخدام RT-PCR الحمض النووي لفيروس JSRV في 10 من 25 عينة نسيجية مدمجة في البارافين، مع تسلسل الأمبليكون بالحجم المتوقع (398 قاعدة) وتم إيداعه في GenBank. كشفت التحليلات التطورية أن بعض العزلات تجمعت مع مراجع exJSRV من النوع 2، بينما توافقت أخرى مع exJSRV من النوع 1. على الرغم من عدم القدرة على اكتشاف الحمض النووي لفيروس exJSRV في جميع العينات، أكدت النتائج في علم الأمراض النسيجية والمناعية النسيجية وجود OPA في جميع الحالات، مما يشير إلى أن الـ 15 عينة المتبقية قد تكون سلبية خاطئة بسبب قيود استخدام الأنسجة المدمجة في البارافين. من الجدير بالذكر أن تغييرًا محددًا في الأحماض الأمينية (فالين إلى إيزوليوسين) في الموضع 19 لوحظ باستمرار في العزلات، مما يميزها عن تسلسلات المراجع.
المناقشة
استخدمت الدراسة، التي وافقت عليها لجنة الأخلاقيات المحلية لتجارب الحيوانات بجامعة كافكاس، 25 عينة من أنسجة رئة الأغنام المدمجة في البارافين التي تم جمعها من حيوانات يشتبه في إصابتها بسرطان الغدد الرئوية في الأغنام (OPA) بين عامي 2010 و2018. تم تكملة الفحوصات النسيجية باستخدام صبغة الهيماتوكسيلين والإيوزين (H&E) بتحليلات مناعية نسيجية (IHC) لتأكيد تشخيص OPA، حيث إن الاعتماد فقط على علم الأمراض النسيجي قد يؤدي إلى إيجابيات خاطئة. بينما كانت جميع الأنسجة إيجابية في البداية عبر H&E وIHC، تم تأكيد إيجابية 10 من 25 فقط من خلال تفاعل البوليميراز المتسلسل العكسي (RT-PCR)، مما يشير إلى احتمال تدهور RNA أثناء معالجة العينة.
تشير النتائج إلى أن كل من النوع 1 والنوع 2 من فيروس Jaagsiekte الخارجي (exJSRV) تتواجد في المنطقة، مع تداعيات لفهم وبائيات المرض. تسلط الدراسة الضوء على التحديات في تشخيص OPA، خاصة في المراحل المبكرة، بسبب نقص اختبارات التشخيص الموثوقة قبل الوفاة. يؤكد المؤلفون على الحاجة إلى مزيد من البحث لاستكشاف مسببات المرض لأنواع exJSRV المحددة وتطوير أدوات تشخيصية فعالة، والتي تعتبر ضرورية لإدارة OPA في تجمعات الأغنام. بشكل عام، تسهم الدراسة في تقديم رؤى قيمة حول التوصيف الجزيئي لـ OPA وتؤكد على أهمية الاستمرار في البحث في هذا المجال.
DOI: https://doi.org/10.9775/kvfd.2024.32702
Publication Date: 2024-01-01
Author(s): Nüvit Coşkun et al.
Primary Topic: Infectious Diseases and Mycology
Overview
Ovine pulmonary adenocarcinoma (OPA), caused by the exogenous Jaagsiekte sheep retrovirus (exJSRV), leads to oncogenic transformation in sheep lungs, with a slow disease progression characterized by a 2-4 year incubation period. Currently, there is no serological test for early detection, and diagnosis typically occurs post mortem. This study aimed to characterize the molecular presence of exJSRV types in circulation by investigating lung tissues from 25 suspected OPA cases using histopathological (HP) and immunohistochemical (IHC) methods, including Hematoxylin & Eosin (H&E) staining and anti-JSRV capsid antibody detection.
All 25 cases were confirmed as OPA through HP and IHC techniques. Nucleic acid extraction from paraffin-embedded lung tissues was performed, focusing on the envelope gene of JSRV using reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR). Due to the sensitivity limitations of paraffinized tissues, only 10 out of 25 samples tested positive for exJSRV. Subsequent sequencing of positive amplicons allowed for the construction of a phylogenetic tree and analysis of predicted amino acid sequences. The findings indicate that both type 1 and type 2 exJSRV are circulating in the region, with detected amino acid changes suggesting potential differences in pathogenesis.
Introduction
The introduction of the research paper discusses ovine pulmonary adenocarcinoma (OPA), a neoplastic disease in sheep caused by the exogenous Jaagsiekte sheep retrovirus (exJSRV), the only known virus to naturally induce lung cancer in animals. The virus, classified under the Retroviridae family, has a single-stranded, positive-sense RNA genome of approximately 7400 bases and is primarily found in sheep, although cases have been reported in goats. The study highlights the oncogenic role of the viral envelope protein (env) and distinguishes between two types of exJSRV based on geographical origin, although no differences in pathogenicity have been observed.
OPA is characterized by significant clinical symptoms, including dyspnea and cough, particularly in the early stages, with a notable diagnostic indicator being the “wheelbarrow test.” The disease has a long incubation period, primarily affecting sheep aged 2 to 4 years, and is transmitted mainly through aerosols, with lambs also at risk via milk. The absence of a permissive cell culture for the virus and the lack of circulating antibodies complicate diagnosis and prevention, as no vaccine or routine diagnostic tests are available. The study aims to investigate the presence of exJSRV in paraffin-embedded tissue blocks and to perform molecular characterization of circulating isolates, emphasizing the necessity of sequencing and phylogenetic analyses to identify circulating exJSRV types.
Methods
The “Material and Methods” section outlines the experimental design and procedures employed in the study. It details the materials used, including specific reagents, equipment, and any biological samples, ensuring reproducibility of the experiments. The methodology encompasses the techniques applied for data collection and analysis, such as statistical methods, experimental protocols, and any computational tools utilized.
Additionally, the section may describe the sample size, controls, and randomization processes to mitigate bias. It emphasizes the importance of adhering to ethical standards in research, particularly when involving human or animal subjects. Overall, this section serves to provide a comprehensive framework for understanding how the research was conducted and the validity of the findings.
Results
The results of the study reveal significant histopathological findings in lung tissues, characterized by multiple tumor foci exhibiting papillary extensions and acinar structures derived from bronchiolar or alveolar cells. The tumor cells displayed cuboidal or columnar shapes with a low frequency of mitotic figures. Notably, the stroma surrounding the tumors was thickened due to an increased presence of mononuclear cells and connective tissue proliferation. Additionally, alveolar macrophages and mononuclear cells were observed around the neoplastic foci, with some cases showing parasitic agents and neutrophil infiltration indicative of secondary bacterial infections.
Immunohistochemical analysis demonstrated positive reactions for JSRV primarily in the cytoplasm of cuboidal or columnar tumor cells, as well as in alveolar macrophages near the tumor regions. Molecular analysis using RT-PCR identified JSRV nucleic acid in 10 out of 25 paraffin-embedded tissue samples, with amplicons of the expected size (398 bp) sequenced and deposited in GenBank. Phylogenetic analysis revealed that some isolates clustered with type 2 exogenous JSRV references, while others aligned with type 1 exogenous JSRVs. Despite the inability to detect exJSRV nucleic acid in all samples, histopathological and immunohistochemical findings confirmed the presence of OPA in all cases, suggesting that the remaining 15 samples may have been false negatives due to the limitations of using paraffin-embedded tissues. Notably, a specific amino acid change (valine to isoleucine) at the 19th position was consistently observed in the isolates, distinguishing them from reference sequences.
Discussion
The study, approved by Kafkas University Animal Experiments Local Ethics Committee, utilized 25 paraffin-embedded sheep lung tissues collected from animals suspected of having ovine pulmonary adenocarcinoma (OPA) between 2010 and 2018. Histopathological examinations using Hematoxylin & Eosin (H&E) staining were complemented by immunohistochemical (IHC) analyses to confirm OPA diagnoses, as relying solely on histopathology could lead to false positives. While all tissues were initially positive via H&E and IHC, only 10 out of 25 were confirmed positive through reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR), suggesting potential RNA degradation during sample processing.
The findings indicate that both type 1 and type 2 exogenous Jaagsiekte sheep retrovirus (exJSRV) are circulating in the region, with implications for understanding the disease’s epidemiology. The study highlights the challenges in diagnosing OPA, particularly in early stages, due to the lack of reliable ante mortem diagnostic tests. The authors emphasize the need for further research to explore the pathogenesis of the identified exJSRV types and to develop effective diagnostic tools, which are crucial for managing OPA in sheep populations. Overall, the research contributes valuable insights into the molecular characterization of OPA and underscores the importance of continued investigation in this area.