Strategies for detecting pathogenic protists in water: the point on Cryptosporidium

Stratégies de détection des protistes pathogènes dans les eaux : le point sur Cryptosporidium

¹ Ecologie du Parasitisme - EA 3609 - Institut Pasteur de Lille, 1 rue du Pr-Calmette, BP 245,59019 Lille Cedex, France
² CHRU de Lille (Université de Lille-2), Lille, France

Abstract

Parasitic infections having a well known impact in tropical pathology play also a role in the opportunistic pathology area, which affects in a same way developed and developing countries. The growing number of severely immunocompromised individuals - as a result of AIDS pandemic, cancer chemotherapy, and organ transplantations - has entailed the increasing prevalence of emerging parasitic infections. This increase in the number of individuals exposed to parasitic infection has made essential an accurate assessment of these infectious risks. The detection of pathogen protists in the environment is therefore becoming a crucial problematic that concerns as well protists as other parasites of oro-fecal transmission.

In this paper, we present an overview of the different strategies to detect protists in water by focusing on the conventional and more novel techniques that are currently available for Cryptosporidium. Concentration, purification, and detection, that are the three key steps in ail methods that have been approved in standard protocols, are here considered separately with advantages and drawbacks presented for each. Monoclonal antibodies specific to Cryptosporidium have significantly improved the purification and the detection of ooeysts in water concentrates. However, the limiting factor for most protozoa (except Giardia) remains the lack of commercially available antibodies to perform these two steps. To date conventional and new PCR-based detection methods allow to identify or/and quantify the species and genotypes of Cryptosporidium sp. As there is great interest in determining whether Cryptosporidium ooeysts recovered from the environment are still alive and infectious, viability and infectivity parameters been also considered here. Cell culture techniques can be used to examine oocyst infectivity. With the availability of numerous target markers, RT PCR should also likely emerge as an important method to assess oocyst viability.

Résumé

Les affections parasitaires dont l'impact en pathologie tropicale est bien connu, jouent aussi un rôle dans le domaine de la pathologie opportuniste, qui touche en même temps les régions industrialisées et celles en voie de développement. Le nombre croissant d'individus sévèrement immunodéprimés - résultant de la pandémie du SIDA, des chimiothérapies pour cancers et des transplantations d'organes - a entraîné le développement de maladies parasitaires émergentes. Cet accroissement du nombre d'individus exposés aux infections parasitaires a rendu nécessaire l'évaluation précise ces risques infectieux. Ainsi, la détection de pathogènes parasitaires dans l'environnement est devenue à l'heure actuelle une problématique capitale, qui concerne aussi bien les protistes que les autres parasites à transmission féco-orale.

Dans ce papier, nous présentons une vue générale des stratégies utilisées pour détecter les protistes dans l'eau en nous focalisant sur les techniques conventionnelles les techniques plus récentes qui sont aujourd'hui disponibles pour Cryptosporidium. Concentration, purification et détection, qui sont les trois étapes clés retrouvées toutes les procédures standardisées, sont ici considérées séparément avec présentation des avantages et inconvénients de chacune. Les anticorps monoclonaux spécifiques de Cryptosporidium ont amélioré de manière significative les étapes de purification et de détection des oocystes à partir des concentrais d'eau. Au contraire, le facteur limitant dans la détection de la plupart des autres protozoaires (à l'exception de Giardia) reste manque d'anticorps disponible commercialement pour réaliser ces deux étapes. Aujourd'hui, les techniques conventionnelles, et celles plus nouvelles, de PCR permettent d'identifier ou/et quantifier les espèces et génotypes de Cryptosporidium sp. Puisqu'il a un grand intérêt à déterminer si les oocystes de Cryptosporidium issus de l'environnement sont toujours vivants et infectieux, les paramètres de viabilité d'infectivité sont aussi ici considérés. Les techniques de culture cellulaire peuvent utilisées afin d'évaluer l'infectivité des oocystes. Avec la disponibilité de nombreux marqueurs cibles, la technique de RT PCR devrait également émerger comme une méthode importante pour apprécier la viabilité des oocystes.