Experimental Frog Virus 3 infection using Brazilian strain: amphibians susceptibility / Infecção experimental utilizando estirpe brasileira de Frog Virus 3: suceptibilidade de anfíbios

An alarming number of global warnings concerning amphibian mortality outbreaks have been released in recent years. Emerging diseases stand out as the main potential causes. Ranavirus is a worldwide-spread highly infectious disease capable of affecting even other ectothermic animals such as fish and reptiles. One major issue regarding this pathology is the lack of clinical signs before it leads up to death. Aiming at having a better understanding of anurans susceptibility, this study analyzed bullfrog (Lithobates catesbeianus) survival rate, when challenged with three doses of a Brazilian strain of Frog Virus 3 (FV3). The qPCR analysis indicated a low infectivity rate in these animals both as larvae and as adults. To elucidate the results, the following hypothesis was performed: 1) The amount of inoculum used on the frogs was insufficient to trigger an infection; 2) For the FV3 to produce clinical signs in this species, there is the need for a cofactor; 3) The animals did undergo FV3 infection but recovered in the course of the experiment, and 4) The inoculum utilized might have been low-virulence. Finally, the presence of actual clinical signs of ranavirus is discussed, with the more likely hypothesis.(AU)

Um número alarmante de notificações globais sobre surtos de mortalidade de anfíbios tem sido realizado nos últimos anos. As doenças emergentes destacam-se como as principais causas potenciais. O ranavírus é uma doença altamente infecciosa disseminada em todo o mundo, capaz de afetar até outros animais ectotérmicos como peixes e répteis. Uma questão importante em relação a essa patologia é a falta de sinais clínicos antes de levar à morte. Com o objetivo de compreender melhor a suscetibilidade dos anuros, o presente trabalho analisou a taxa de sobrevivência de rãs-touro (Lithobates catesbeianus), desafiadas com três doses de uma estirpe brasileira do Frog virus 3 (FV3). A análise de qPCR indicou baixa taxa de infectividade nesses animais, tanto como larvas quanto como adultos. Procurando esclarecer os resultados, foram formuladas as seguintes hipóteses: 1) A quantidade de inóculo aplicada nas rãs foi insuficiente para desencadear uma infecção; 2) Para que o FV3 dê sinais clínicos nesta espécie, é necessário um cofator; 3) Os animais sofreram infecção por FV3, mas se recuperaram no decorrer do experimento, e 4) O inóculo utilizado pode ter sido de baixa virulência. Finalmente, foi discutida a presença de sinais clínicos reais de ranavírus e levantada a hipótese mais provável(AU)

Experimental Frog Virus 3 infection using Brazilian strain: amphibians susceptibility / Infecção experimental utilizando estirpe brasileira de Frog Virus 3: suceptibilidade de anfíbios

An alarming number of global warnings concerning amphibian mortality outbreaks have been released in recent years. Emerging diseases stand out as the main potential causes. Ranavirus is a worldwide-spread highly infectious disease capable of affecting even other ectothermic animals such as fish and reptiles. One major issue regarding this pathology is the lack of clinical signs before it leads up to death. Aiming at having a better understanding of anurans susceptibility, this study analyzed bullfrog (Lithobates catesbeianus) survival rate, when challenged with three doses of a Brazilian strain of Frog Virus 3 (FV3). The qPCR analysis indicated a low infectivity rate in these animals both as larvae and as adults. To elucidate the results, the following hypothesis was performed: 1) The amount of inoculum used on the frogs was insufficient to trigger an infection; 2) For the FV3 to produce clinical signs in this species, there is the need for a cofactor; 3) The animals did undergo FV3 infection but recovered in the course of the experiment, and 4) The inoculum utilized might have been low-virulence. Finally, the presence of actual clinical signs of ranavirus is discussed, with the more likely hypothesis.(AU)

Um número alarmante de notificações globais sobre surtos de mortalidade de anfíbios tem sido realizado nos últimos anos. As doenças emergentes destacam-se como as principais causas potenciais. O ranavírus é uma doença altamente infecciosa disseminada em todo o mundo, capaz de afetar até outros animais ectotérmicos como peixes e répteis. Uma questão importante em relação a essa patologia é a falta de sinais clínicos antes de levar à morte. Com o objetivo de compreender melhor a suscetibilidade dos anuros, o presente trabalho analisou a taxa de sobrevivência de rãs-touro (Lithobates catesbeianus), desafiadas com três doses de uma estirpe brasileira do Frog virus 3 (FV3). A análise de qPCR indicou baixa taxa de infectividade nesses animais, tanto como larvas quanto como adultos. Procurando esclarecer os resultados, foram formuladas as seguintes hipóteses: 1) A quantidade de inóculo aplicada nas rãs foi insuficiente para desencadear uma infecção; 2) Para que o FV3 dê sinais clínicos nesta espécie, é necessário um cofator; 3) Os animais sofreram infecção por FV3, mas se recuperaram no decorrer do experimento, e 4) O inóculo utilizado pode ter sido de baixa virulência. Finalmente, foi discutida a presença de sinais clínicos reais de ranavírus e levantada a hipótese mais provável(AU)

Use of polyclonal antibodies, electron microscopy and histopathology to detect iridovirus-like particles in bullfrogs / Uso de anticorpos policlonais, microscopia eletrônica e histologia para detecção de partículas semelhantes ao iridovírus em rãs-touro

Iridoviruses of the Ranavirus genus have been implicated in the decline in amphibians worldwide, capable of affecting animals both in the wild and in captivity. This study aimed to detect iridovirus-like particles from three frog farms in southeastern Brazil using primary polyclonal antibodies, transmission electron microscopy (TEM) and histologic findings. The target organs were liver and kidneys. Sixty adults and sixty tadpoles of bullfrogs (Lithobates catesbeianus) were used in the study. TEM revealed the presence of iridovirus-like particles in hepatic tissue using the negative staining technique. Positive results were also observed by immunoelectron microscopy and immunocytochemistry (ICC). The histological analysis of the samples showed liver hemorrhage and corpuscles inclusion in hepatocytes as well as glomerulotubular degeneration and necrosis in the kidneys. The methods used in this study were highly efficient to detect the presence of iridovirus-like particles and possible infection of ranavirus.(AU)

Os iridovirus do gênero Ranavirus têm sido implicados no declínio dos anfíbios em todo o mundo afetando animais de vida livre e aqueles em cativeiro. O objetivo deste estudo foi detectar a presença de partículas semelhantes ao iridovírus em três ranários na região sudeste do Brasil, utilizando anticorpos policlonais primários, microscopia eletrônica de transmissão (MET) e achados histológicos. Os órgãos alvo foram o fígado e os rins. Sessenta rãs-touro adultas (Lithobates catesbeianus) e sessenta girinos da mesma espécie foram usados para o estudo. A MET revelou a presença de partículas semelhantes ao iridovírus em tecido hepático utilizando a técnica de contrastação negativa. Os resultados positivos foram também observados por imunomicroscopia eletrônica e imunocitoquímica. As análises histológicas nas mesmas amostras evidenciaram hemorragia no fígado e corpúsculos de inclusão em hepatócitos, e degeneração glomerulotubular e necrose nos rins. Os métodos usados neste estudo foram altamente eficientes na detecção de partículas semelhantes ao iridovírus e possivel infecção por ranavirus.(AU)

Use of polyclonal antibodies, electron microscopy and histopathology to detect iridovirus-like particles in bullfrogs / Uso de anticorpos policlonais, microscopia eletrônica e histologia para detecção de partículas semelhantes ao iridovírus em rãs-touro

Iridoviruses of the Ranavirus genus have been implicated in the decline in amphibians worldwide, capable of affecting animals both in the wild and in captivity. This study aimed to detect iridovirus-like particles from three frog farms in southeastern Brazil using primary polyclonal antibodies, transmission electron microscopy (TEM) and histologic findings. The target organs were liver and kidneys. Sixty adults and sixty tadpoles of bullfrogs (Lithobates catesbeianus) were used in the study. TEM revealed the presence of iridovirus-like particles in hepatic tissue using the negative staining technique. Positive results were also observed by immunoelectron microscopy and immunocytochemistry (ICC). The histological analysis of the samples showed liver hemorrhage and corpuscles inclusion in hepatocytes as well as glomerulotubular degeneration and necrosis in the kidneys. The methods used in this study were highly efficient to detect the presence of iridovirus-like particles and possible infection of ranavirus.

Os iridovirus do gênero Ranavirus têm sido implicados no declínio dos anfíbios em todo o mundo afetando animais de vida livre e aqueles em cativeiro. O objetivo deste estudo foi detectar a presença de partículas semelhantes ao iridovírus em três ranários na região sudeste do Brasil, utilizando anticorpos policlonais primários, microscopia eletrônica de transmissão (MET) e achados histológicos. Os órgãos alvo foram o fígado e os rins. Sessenta rãs-touro adultas (Lithobates catesbeianus) e sessenta girinos da mesma espécie foram usados para o estudo. A MET revelou a presença de partículas semelhantes ao iridovírus em tecido hepático utilizando a técnica de contrastação negativa. Os resultados positivos foram também observados por imunomicroscopia eletrônica e imunocitoquímica. As análises histológicas nas mesmas amostras evidenciaram hemorragia no fígado e corpúsculos de inclusão em hepatócitos, e degeneração glomerulotubular e necrose nos rins. Os métodos usados neste estudo foram altamente eficientes na detecção de partículas semelhantes ao iridovírus e possivel infecção por ranavirus.

Utilização da rã-touro americana (Lithobates catesbeianus) como modelo experimental para infecção por ranavírus

Os anfíbios figuram entre um dos grupos mais diversos e de importância ecológica para o meio em que habitam porém, a redução da diversidade em nível global e a ameaça de extinção de diversas espécies os trouxe a mais uma preocupante posição de destaque. Nas últimas décadas, diversos fatores foram listados como os possíveis agentes para o declínio, em especial as causas de origem antrópica, porém as doenças emergentes, como a quitridiomicose e a ranavirose, se mostraram fortes pressões negativas a esta comunidade. A ranavirose é o termo dado a doença provocada pelos vírus do gênero ranavírus, em especial a espécie Frog virus 3 (FV3) que é a mais estudada. Sua pluralidade de hospedeiros ectotérmicos (peixes, répteis e anfíbios), distribuição geográfica abrangente e altas taxas de infectividade e letalidade tornaram a doença de notificação obrigatória por órgãos reguladores nacionais e internacionais. No país ainda existe uma incipiência de estudos a qual dificulta estimar qual a real situação de disseminação viral. Apesar de reportes de casos no país desde 2003 a única espécie atualmente afetada é a Lithobates castebeianus, popularmente conhecida como rã-touro Americana. Em nosso estudo a utilizamos como um modelo experimental para avaliar o processo de infecção que acomete os animais e tentar compreender sua evolução clínica. Para isso utilizamos um controle negativo, sem a presença viral, e três tratamentos com diferentes concentrações virais (T1: 1,9 x 10¹ p.f.u./0,05mL; T2: 1,9x 103 p.f.u/0,05mL e T3:3,1 x 105 p.f.u/0,05mL). Durante 21 dias os animais foram observados buscando manifestação de sinais clínicos. Análises moleculares de PCR convencional e Tempo-Real foram utilizadas para confirmar e quantificar a presença viral nos animais infectados, assim como análises histológicas buscaram correlacionar e avaliar as lesões observadas . Neste estudo demonstramos a suscetibilidade da rã-touro pode como um modelo apropriado para esta patologia, em especial quando relacionada a aquicultura.

Amphibians are among one of the most diverse and ecologically important groups in the environment they inhabit, but the reduction of diversity on a global level and the threat of extinction of several species has brought them to another worrying position. In recent decades, several factors were listed as potential agents for the decline, especially the causes of anthropogenic origin, but emerging diseases such as chytridmicosis and ranavirose, have shown strong negative contributions to this community. Ranavirose is the term given to the disease caused by viruses of the genus ranavirus, especially the Frog virus 3 (FV3) species that is the most studied. His plurality of ectothermic hosts (fish, reptiles and amphibians), wide geographic distribution and high rates of infectivity and lethality made a notifiable disease required by national and international regulatory bodies. In the country there is still incipient studies which makes it difficult to estimate what the actual viral spread situation. Although case reports in the country since 2003 the only species currently affected is Lithobates castebeianus, popularly known as the American bullfrog. In our study we used it as an experimental model to evaluate the infection process that affects the animals and try to understand their clinical evolution. For this we used a negative control, without viral presence, and three treatments with different viral concentrations (T1: 1,9 x 10¹ p.f.u./0,05mL; T2: 1,9x 103 p.f.u/0,05mL e T3:3,1 x 105 p.f.u/0,05mL). For 21 days the animals were observed seeking manifestation of clinical signs. Molecular analyzes of conventional and real-time PCR were used to confirm and quanitify viral presence on infected animals, as well as correlate the histological tissue damage were observed. In this study we show whether bullfrog can be used as an appropriate model for this pathology, especially when related to aquaculture

Isolamento e caracterização de estirpe de Frog Virus 3-símile detectada em rãs-touro gigante (Lithobates catesbeianus) no Estado de São Paulo

A aquicultura é apontada como um mercado estratégico para o desenvolvimento sustentável, produção de alimentos e ampliação de fronteiras inexploradas no Brasil. No entanto, como outros sistemas de produção animal, este setor enfrenta problemas com doenças resultantes de sua intensificação, como os aspectos sanitários da produção e a falta de estrutura para o diagnóstico das principais enfermidades infecciosas. Durante os últimos 20 anos, os vírus da família Iridoviridae, em especial membros do gênero Ranavirus, têm sido responsáveis por epizootias de grande impacto ecológico e econômico, envolvendo um grande número de espécies de peixes, anfíbios e répteis de importância na aquicultura de várias partes do mundo. No entanto, as informações sobre a ocorrência de infecções de peixes e anfíbios causadas por ranavírus no Brasil são limitadas. O presente projeto compreendeu o isolamento em cultivo celular de estirpe de Frog Virus 3-símile, no Estado de São Paulo, confirmada por sequenciamento nucleotídico do gene MCP e subsequente RFLP, assim como caracterização fenotípica e de cinética de replicação do isolado. Amostras de fígado, baço e rins de rãs-touro gigante provenientes de ranário comercial, positivas ao diagnóstico molecular para Ranavirus, foram utilizadas para isolamento viral em cultivo celular. Efeito citopático foi detectado na segunda passagem em células BF-2 e posterior confirmação do isolamento foi feita por PCR e RFLP. A caracterização fenotípica viral foi feita com microscopia eletrônica de transmissão, a qual permitiu a confirmação de morfologia semelhante às partículas de Ranavirus, além da realização de curva de replicação, indicando maiores títulos virais no quarto dia após inoculação. Também foi feito teste de susceptibilidade a solventes, que confirmou a presença de partículas envelopadas. Os resultados obtidos nesse estudo poderão contribuir para a futura compreensão da biologia dos iridovírus circulantes como agentes etiológicos de ranaviroses em anfíbios no Estado de São Paulo.

Aquaculture is appointed as a strategic market for sustainable development, food production and expansion of unexplored frontiers in Brazil. However, just like other animal production systems, this area faces problems due its intensification, like the production sanitation aspects and the lack of structure for the diagnosis of major infectious diseases. During the last 20 years, viruses from Iridoviridae family, especially Ranavirus genera, have been responsible for major economic and ecological impactant epizootic diseases in a great number of fish, amphibian and reptile species in many parts of the world. However, information on the occurrence of infections in fishes and amphibians caused by ranavirus in Brazil are limited. In this context, this project aimed to isolate a Frog Virus 3-like strain detected in São Paulo state in cell culture, which was later confirmed by nucleotide sequencing of MCP gene and further RLFP technique and also phenotipical characterization and replication kinetics of the obtained strain. Liver, spleen and kidney samples from american bullfrogs from commercial frog ponds, positive by molecular diagnostic for Ranavirus, were used for viral isolation in cell culture. Citopathic effect was detected during the second passage in cells and later confirmed by PCR and RFLP. The viral characterization was carried out with transmission electronic microscopy, which confirmed similar morphology of viral particles to those of Ranavirus, besides the construction of a growth curve which indicated larger titres on the fourth day post inoculation. A test for solvent sensitivity was also performed and confirmed the presence of enveloped particles. The results obtained in this study will contribute to the understanding of the biology of the circulating iridovirus in São Paulo state as an etiological agent of ranavirus infection in amphibians.