Evaluation of the double diffusion, enzyme immunoassay and immunoblotting techniques, for the diagnosis of human hydatid disease in tropical areas

Planchart, Sandra; Botto, Carlos; Alarcon de Noya, Belkis; Bonifacino, Rosario; Vivas, Livia; Spencer, Lilian; Vivas, Sarai

doi:10.1590/S0036-46651994000300003

Abstracts

Hydatid disease in tropical areas poses a serious diagnostic problem due to the high frequence of cross-reactivity with other endemic helminthic infections. The enzyme-linked-immunosorbent assay (ELISA) and the double diffusion arc 5 showed respectively a sensitivity of 73% and 57% and a specificity of 84-95% and 100%. However, the specificity of ELISA was greatly increased by using ovine serum and phosphorylcholine in the diluent buffer. The hydatic antigen obtained from ovine cyst fluid showed three main protein bands of 64,58 and 30 KDa using SDS PAGE and immunoblotting. Sera from patients with onchocerciasis, cysticercosis, toxocariasis and Strongyloides infection cross-reacted with the 64 and 58 KDa bands by immunoblotting. However, none of the analyzed sera recognized the 30 KDa band, that seems to be specific in this assay. The immunoblotting showed a sensitivity of 80% and a specificity of 100% when used to recognize the 30 KDa band.

Hydatid Disease; Cross Reactivity; Double Diffusion; ELISA; Immunoblotting

La Hidatidosis en áreas tropicales representa un serio problema diagnóstico por la alta frecuencia de reactividad cruzada con otras infecciones helmínticas. Las técnicas de inmunoensayo enzimático (ELISA) y doble difusión arco 5 (DD5) mostraron una sensibilidad de 73 y 57 % y una especificidad de 84-95% y 100%, respectivamente. La especificidad en la técnica de ELISA, fue mejorada sustancialmente al emplear como diluyente de los sueros una solución buffer conteniendo suero ovino normal y fosforilcolina. En líquido obtenido de hidátides de Echinococcus granulosus de origen ovino, se demostraron tres bandas de origen proteico de 64, 58 y 30 KDa de peso molecular, empleando SDS e inmunoblotting. Sueros de pacientes con estrongiloidiasis, oncocer-cosis, toxocariasis y cisticercosis reaccionaron con las bandas de 64 y 58 KDa en inmunoblotting. Sin embargo ninguno de los sueros reconoció la banda de 30 KD, la cual parece ser específica para este ensayo. La técnica de inmunobloting empleada para poner en evidencia la banda de 30 KDa con fines diagnósticos, exhibió una sensibilidad de 80% y una especificidad de 100%.

SEROLOGY

Evaluation of the double diffusion, enzyme immunoassay and immunoblotting techniques, for the diagnosis of human hydatid disease in tropical areas

Evaluación de las técnicas de Doble Difusión, Ensayo Inmunoenzimático e Inmunoblotting en el diagnóstico de la hidatidosis humana en áreas tropicales

Sandra Planchart^I; Carlos Botto^I; Belkis Alarcon de Noya^I; Rosario Bonifacino^II; Livia Vivas^I; Lilian Spencer^I; Sarai Vivas^I

^IInstituto de Medicina Tropical/UCV/Caracas

^IIDepartamento de Parasitología/Instituto de Higiene/Montevideo

^{Correspondence} Correspondence: Dr. Carlos Botto Sección de Ecología Parasitaria, Instituto de Medicina Tropical Apartado postal 47.881 Caracas 1041-A, UCV, Venezuela

SUMMARY

Hydatid disease in tropical areas poses a serious diagnostic problem due to the high frequence of cross-reactivity with other endemic helminthic infections.

The enzyme-linked-immunosorbent assay (ELISA) and the double diffusion arc 5 showed respectively a sensitivity of 73% and 57% and a specificity of 84-95% and 100%. However, the specificity of ELISA was greatly increased by using ovine serum and phosphorylcholine in the diluent buffer.

The hydatic antigen obtained from ovine cyst fluid showed three main protein bands of 64,58 and 30 KDa using SDS PAGE and immunoblotting.

Sera from patients with onchocerciasis, cysticercosis, toxocariasis and Strongyloides infection cross-reacted with the 64 and 58 KDa bands by immunoblotting. However, none of the analyzed sera recognized the 30 KDa band, that seems to be specific in this assay. The immunoblotting showed a sensitivity of 80% and a specificity of 100% when used to recognize the 30 KDa band.

Keywords: Hydatid Disease; Cross Reactivity; Double Diffusion; ELISA; Immunoblotting.

RESUMEN

La Hidatidosis en áreas tropicales representa un serio problema diagnóstico por la alta frecuencia de reactividad cruzada con otras infecciones helmínticas. Las técnicas de inmunoensayo enzimático (ELISA) y doble difusión arco 5 (DD5) mostraron una sensibilidad de 73 y 57 % y una especificidad de 84-95% y 100%, respectivamente. La especificidad en la técnica de ELISA, fue mejorada sustancialmente al emplear como diluyente de los sueros una solución buffer conteniendo suero ovino normal y fosforilcolina.

En líquido obtenido de hidátides de Echinococcus granulosus de origen ovino, se demostraron tres bandas de origen proteico de 64, 58 y 30 KDa de peso molecular, empleando SDS e inmunoblotting.

Sueros de pacientes con estrongiloidiasis, oncocer-cosis, toxocariasis y cisticercosis reaccionaron con las bandas de 64 y 58 KDa en inmunoblotting. Sin embargo ninguno de los sueros reconoció la banda de 30 KD, la cual parece ser específica para este ensayo. La técnica de inmunobloting empleada para poner en evidencia la banda de 30 KDa con fines diagnósticos, exhibió una sensibilidad de 80% y una especificidad de 100%.

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ACKNOWLEDGEMENTS

We would like to thank Alena Panze for translating assistance and to CDCH (Consejo de Desarrollo Científico y Humanístico/UCV/Caracas. Proyecto CDCH 10.34.245390) for finantial support.

Recebido para publicação em 13/07/1993.

Aceito para publicação em 17/03/1994.

1. AMBROISE-THOMAS, P.; DESGEORGES, P.T. & MONGET, D. - Diagnostic immuno-enzymologique (ELISA) des maladies parasitaires par une microméthode modifiée. Bull. Wld. Hlth. Org., 56: 797-804, 1978.
2. BONIFACINO, R.; MALGOR, R.; BARBEITO, R. et al. - Seroprevalence of Echinococcus granulosus infection in an Uruguayan rural human population. Trans. roy. Soc. trop. Med. Hyg., 85: 769-772, 1991.
3. BRILES, D.; SCOTT, G.; GRAY, B. et al. - Naturally occuring antibodies to phosphorylcholine as a potential index of antibodies responsives to polysaccharides. J. infect. Dis., 155: 1307-1314, 1987.
⁴
CEPANZO (PAHO/WHO) - Hidatidosis humana, diagnóstico inmunológico mediante prueba de doble difusión arco 5. Buenos Aires, 1979. p. 9-40 (Nota técnica No. 22).
5. COLTORTI, E.A. - Standarization and evaluation of an enzyme immunoassay as a screening test for the seroepidemiology of human hydatidosis. Amer. J. trop. Med. Hyg., 35: 1000-1005, 1986.
6. COLTORTI, E.A.; FERNANDEZ, E. & SANTTLLAN, G. - Estandarización y evaluación de un enzimoinmunoensayo para diagnóstico de Triquinosis humana. Rev. Inst. Med. trop. S. Paulo, 29: 329-336, 1987.
7. COLTORTI, E.A.; FERNANDEZ, E.; GUARNERA, E.; LAGO, J. & IRIARTE, J. - Field evaluation of an enzyme immunoassay for detection of asymptomatic patients in a hydatid control program. Amer. J. trop. Med. Hyg., 38: 603-607, 1988.
8. COLTORTI, E.A.; DELARZES, S.; CAMMARIER, G. & FERNANDEZ, E. - Inmunodiagnóstico de hidatidosis humana, evaluación de tres tipos de ensayos inmunoenzimáticos. Parasit. al Dia, 15: 69-73, 1991.
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10. CRAIG, P.S. - Detection of specific circulating antigen, immune complexes and antibodies in human hydatidosis from Turkana (Kenya) and Great Britain, by enzyme immunoassay. Parasit Immunol., 8: 171-188, 1986.
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19. ORIOL, R.; WILLIAMS, J.F.; PEREZ-ESANDI, M.V. & ORIOL, C. - Purification of lipoprotein antigens of Echimococcus granulosus from sheep hydatid fluid. Amer. J. trop. Med. Hyg., 20: 569-574, 1971.
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23. SHEPHERD, J.C. & McMANUS, D.P. - Specific and cross-reactive antigens of Echinococcus granulosus hydatid cyst fluid. Molec. Biochem. Parasit., 25: 143-154, 1987.
24. TOWBIN, H.; STAEHELELIN, T. & GORDON, J. - Electrophoretic transfer of proteins from polyacrylamide gels to nitrocellulose sheets: procedure and some applications. Proc. nat. Acad. Sci. (Wash.), 76: 4350-4354, 1979.
25. VARELA DIAS, V.M.; GUARNERA, A.E. & COLTORTI, A.E. - Ventajas y limitaciones de los metodos inmunológicos y de detección por imágenes para el diagnóstico de la hidatidosis. Bol. Ofic. sanit. panamer., 100: 369-383, 1986.
26. YARZABAL, L.; BOUT, D.; NAQUIRA, F. & CAPRON, A. Further observations on the specificity of antigen 5 of Echinococcus granulosus. J. Parasit., 63: 459-499, 1977.

Correspondence:

Dr. Carlos Botto

Sección de Ecología Parasitaria, Instituto de Medicina Tropical

Apartado postal 47.881

Caracas 1041-A, UCV, Venezuela

Publication Dates

Publication in this collection
21 Sept 2006
Date of issue
June 1994

History

Accepted
17 Mar 1994
Received
13 July 1993

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

[1] 1. AMBROISE-THOMAS, P.; DESGEORGES, P.T. & MONGET, D. - Diagnostic immuno-enzymologique (ELISA) des maladies parasitaires par une microméthode modifiée. Bull. Wld. Hlth. Org., 56: 797-804, 1978.

[2] 2. BONIFACINO, R.; MALGOR, R.; BARBEITO, R. et al. - Seroprevalence of Echinococcus granulosus infection in an Uruguayan rural human population. Trans. roy. Soc. trop. Med. Hyg., 85: 769-772, 1991.

[3] 3. BRILES, D.; SCOTT, G.; GRAY, B. et al. - Naturally occuring antibodies to phosphorylcholine as a potential index of antibodies responsives to polysaccharides. J. infect. Dis., 155: 1307-1314, 1987.

[4] ⁴
CEPANZO (PAHO/WHO) - Hidatidosis humana, diagnóstico inmunológico mediante prueba de doble difusión arco 5. Buenos Aires, 1979. p. 9-40 (Nota técnica No. 22).

[5] 5. COLTORTI, E.A. - Standarization and evaluation of an enzyme immunoassay as a screening test for the seroepidemiology of human hydatidosis. Amer. J. trop. Med. Hyg., 35: 1000-1005, 1986.

[6] 6. COLTORTI, E.A.; FERNANDEZ, E. & SANTTLLAN, G. - Estandarización y evaluación de un enzimoinmunoensayo para diagnóstico de Triquinosis humana. Rev. Inst. Med. trop. S. Paulo, 29: 329-336, 1987.

[7] 7. COLTORTI, E.A.; FERNANDEZ, E.; GUARNERA, E.; LAGO, J. & IRIARTE, J. - Field evaluation of an enzyme immunoassay for detection of asymptomatic patients in a hydatid control program. Amer. J. trop. Med. Hyg., 38: 603-607, 1988.

[8] 8. COLTORTI, E.A.; DELARZES, S.; CAMMARIER, G. & FERNANDEZ, E. - Inmunodiagnóstico de hidatidosis humana, evaluación de tres tipos de ensayos inmunoenzimáticos. Parasit. al Dia, 15: 69-73, 1991.

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[14] 14. LAEMMLI, U.K. - Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. Nature, 227: 680-685, 1970.

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[16] 16. LORCA, M.; ESCALANTE, H.; GARCIA, A. et al. - Estandarización y evaluación de una técnica de ELISA para el diagnóstico de la hidatidosis humana. Parasit. al Dia., 15: 74-78, 1991.

[17] 17. MADDISON, S.; SLEMENDA, S.B.; SCHANTZ, P.M. et al. - A specific diagnostic antigen of Echimococcus granulosus with an apparent molecular weight of 8 Kda. Amer. J. trop. Med. Hyg., 40: 377-383, 1989.

[18] 18. MAHDI, N.K. & BENYAN, A.K.Z. - Hydatidosis among Iraqui children. Ann. trop. Med. Parasit., 84: 289-292, 1990.

[19] 19. ORIOL, R.; WILLIAMS, J.F.; PEREZ-ESANDI, M.V. & ORIOL, C. - Purification of lipoprotein antigens of Echimococcus granulosus from sheep hydatid fluid. Amer. J. trop. Med. Hyg., 20: 569-574, 1971.

[20] 20. OSIMANI, J.S. - Parasitología medica. Montevideo, Editorial Libreria Médica, 1982. v. 2, p. 431-506.

[21] 21. RICKARD, M.D. & LIGHTOWLERS, M. - Immunodiagnosis of hydatid disease. In: THOMPSON, R.C.A., ed. - The Biology of Echimococcus and hydatid diseases. London, George Allen & Unwin, 1986. Part. 8, p. 219-232.

[22] 22. SIRACUSANO, A.; IOPPOLO, S.; NOTARGIACOMO, S. et al. - Detection of antibodies against Echinococcus granulosus major antigens and their subunits by immunoblotting. Trans. roy. Soc. trop. Med. Hyg., 85: 239-243, 1991.

[23] 23. SHEPHERD, J.C. & McMANUS, D.P. - Specific and cross-reactive antigens of Echinococcus granulosus hydatid cyst fluid. Molec. Biochem. Parasit., 25: 143-154, 1987.

[24] 24. TOWBIN, H.; STAEHELELIN, T. & GORDON, J. - Electrophoretic transfer of proteins from polyacrylamide gels to nitrocellulose sheets: procedure and some applications. Proc. nat. Acad. Sci. (Wash.), 76: 4350-4354, 1979.

[25] 25. VARELA DIAS, V.M.; GUARNERA, A.E. & COLTORTI, A.E. - Ventajas y limitaciones de los metodos inmunológicos y de detección por imágenes para el diagnóstico de la hidatidosis. Bol. Ofic. sanit. panamer., 100: 369-383, 1986.

[26] 26. YARZABAL, L.; BOUT, D.; NAQUIRA, F. & CAPRON, A. Further observations on the specificity of antigen 5 of Echinococcus granulosus. J. Parasit., 63: 459-499, 1977.

Brasil

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Evaluation of the double diffusion, enzyme immunoassay and immunoblotting techniques, for the diagnosis of human hydatid disease in tropical areas

Evaluación de las técnicas de Doble Difusión, Ensayo Inmunoenzimático e Inmunoblotting en el diagnóstico de la hidatidosis humana en áreas tropicales

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