Pencirian kepatogenan Leptospira yasudae strain bj3, bakteria leptospirosis daripada Pulau Orang Utan Bukit Merah (BMOUI), Perak

Abstract

Leptospirosis merupakan sejenis penyakit zoonotik yang disebabkan oleh bakteria heliks daripada genus Leptospira yang menjangkiti haiwan dan manusia. Kajian ini dijalankan untuk mengesahkan spesies Leptospira novel (ID: BJ3) yang dipencil daripada Pulau Orang Utan Bukit Merah, Perak serta mengenal pasti potensi sebagai agen Leptospirosis yang baharu dengan menciri genomik dan kepatogenannya. Kaedah penjujukan keseluruhan genom (WGS) dilaksanakan BJ3. Ujian kepatogenan berdasarkan kesan jangkitannya terhadap tikus belanda dalam dos yang berbeza. Secara umumnya, pencilan ini dikenali sebagai L. yasudae strain BJ3. Saiz draf genom adalah ~4.54 Mbp dengan keseluruhan kandungan GC sebanyak 45.23% dan 4134 jujukan pengekodan (CDS). Strain BJ3 mempunyai 57 CDS yang mengekod protein flagelum, 35 protein pengangkutan membran, 54 protein pengawalaturan isyarat sel, 31 protein biosintesis vitamin B12, 17 protein biosintesis alginat, 34 protein tekanan oksidatif serta 66 faktor sigma. Sebanyak 29 protein kevirulenan yang berkait dengan kemotilan, pelekatan, pencerobohan, pengkolonisasian sel dan aktiviti hemolitik dikesan dalam genom strain BJ3. Dari segi penjenisan antigen pula, ujian serologi menunjukkan tindak balas negatif terhadap panel antiserum yang diuji menandakan kebaharuan antigen strain BJ3. Untuk kehadiran genetik mudah alih, genom strain BJ3 mengesan kewujudan CRISPR sub-jenis I-A yang dipercayai menyumbang kepada pertahanan dan kevirulenan bakteria. Strain BJ3 juga mempunyai 13 pulau genom yang bersaiz antara ~6 kb hingga ~44 kb yang mengekod sistem toksin-antitoksin. Analisis genom teras dan genom pan menunjukkan strain BJ3 mempunyai 603 gen teras, 3215 gen aksesori dan 166 gen unik. Jujukan unik berkaitan biosintesis kluster lipopolisakarida dan lipoprotein membran luar mungkin menyumbang kepada variasi antigen seterusnya mempengaruhi kevirulenan dan adaptasi strain ini dalam perumah. Dalam ujian kepatogenan, strain BJ3 adalah virulen dalam tikus belanda kerana kehadirannya dalam darah dan organ dalaman seperti paru-paru, hati dan ginjal. Simptom seperti kurang selera makan dan penurunan berat badan yang signifikan diperhatikan pada dos 1 × 108 sel. Jangkitan pada dos yang lebih tinggi pula (3 × 108 - 4 × 108 sel) menunjukkan manifestasi yang lebih teruk seperti keguguran bulu, kelesuan, penurunan berat badan yang signifikan dan lesion pada paru-paru, hati dan ginjal. Kesimpulannya, protein berkaitan kevirulenan, pengawalaturan isyarat sel, tindak balas tekanan dan biosintesis vitamin B12 serta antigen yang novel strain BJ3 menyumbang kepada keupayaannya untuk bermandiri di persekitaran luar dan dalam perumah. Kebolehan strain BJ3 menjangkiti perumah sehingga menyebabkan manifestasi klinikal membezakannya daripada strain Leptospira tanah yang lain. Hal ini menunjukkan kehadiran strain BJ3 mengundang risiko terhadap haiwan liar dan manusia secara keseluruhannya.