Research Article

Development of a workflow for identification of nuclear genotyping markers for Cyclospora cayetanensis

Développement d’un flux de travail pour l’identification de marqueurs de génotypage nucléaire pour Cyclospora cayetanensis

¹ Parasitic Diseases Branch, Division of Parasitic Diseases and Malaria, Center for Global Health, Centers for Disease Control and Prevention, Atlanta, GA 30329, USA
² Malaria Branch, Division of Parasitic Diseases and Malaria, Center for Global Health, Centers for Disease Control and Prevention, Atlanta, GA 30329, USA
³ Waterborne Disease Prevention Branch, Division of Foodborne, Waterborne, and Environmental Diseases, National Center for Emerging and Zoonotic Infectious Diseases, Centers for Disease Control and Prevention, Atlanta, GA 30329, USA
⁴ Wallace H. Coulter Department of Biomedical Engineering, Georgia Institute of Technology, Atlanta, GA 30332, USA

^* Corresponding author: oim2@cdc.gov

Received: 27 November 2019
Accepted: 2 April 2020

Abstract

Cyclospora cayetanensis is an intestinal parasite responsible for the diarrheal illness, cyclosporiasis. Molecular genotyping, using targeted amplicon sequencing, provides a complementary tool for outbreak investigations, especially when epidemiological data are insufficient for linking cases and identifying clusters. The goal of this study was to identify candidate genotyping markers using a novel workflow for detection of segregating single nucleotide polymorphisms (SNPs) in C. cayetanensis genomes. Four whole C. cayetanensis genomes were compared using this workflow and four candidate markers were selected for evaluation of their genotyping utility by PCR and Sanger sequencing. These four markers covered 13 SNPs and resolved parasites from 57 stool specimens, differentiating C. cayetanensis into 19 new unique genotypes.

Résumé

Cyclospora cayetanensis est un parasite intestinal responsable de la cyclosporose, maladie diarrhéique. Le génotypage moléculaire, utilisant le séquençage ciblé des amplicons, fournit un outil complémentaire pour les enquêtes sur les épidémies, en particulier lorsque les données épidémiologiques sont insuffisantes pour relier les cas et identifier les grappes. Le but de cette étude était d’identifier des marqueurs candidats de génotypage à l’aide d’un nouveau flux de travail pour la détection des polymorphismes d’un seul nucléotide (SNP) différentiateurs dans les génomes de C. cayetanensis. Quatre génomes entiers de C. cayetanensis ont été comparés à l’aide de ce flux de travail et quatre marqueurs candidats ont été sélectionnés pour l’évaluation de leur utilité de génotypage par PCR et séquençage Sanger. Ces quatre marqueurs couvraient 13 SNP et ont résolu les parasites provenant de 57 spécimens de selles, différenciant C. cayetanensis en 19 nouveaux génotypes uniques.