Protective efficacy of commercial vaccines against a virulent field strain of Clostridium chauvoei / Eficácia protetiva de vacinas comerciais contra uma cepa de campo virulenta de Clostridium chauvoei

Blackleg is an acute and frequently fatal infection that mainly affects cattle and is caused by Clostridium chauvoei. Formalin-killed, whole-cell vaccines are commonly used to control blackleg. The aim of this study was to verify the protective efficacy of two commercial vaccines against the infection of guinea pigs with two strains of C. chauvoei, a virulent field strain (SBP 07/09) and the reference strain used in official tests (Manguinhos-Teixeira or MT). The strains used in the challenge were characterized by whole genome sequencing, and the minimal inhibitory concentrations of 15 antimicrobials were determined. To assess the protective efficacy, guinea pigs were vaccinated and subsequently challenged with C. chauvoei. All four vaccinated and challenged groups seroconverted after vaccination, while the control group remained seronegative, as determined by indirect ELISA. The identical performance of the two C. chauvoei strains in terms of virulence after challenge and their inability to infect vaccinated animals was correlated with their high genetic homology. Both commercial vaccines showed good protective efficacy against both the reference and field strains. Although C. chauvoei vaccination failures have been reported, the results from our study and others reported high similarity among C. chauvoei strains from all over the world, which suggests that the vaccine failures are not due to antigenic variability but inadequate vaccine management.(AU)

O carbúnculo sintomático é uma infecção aguda e frequentemente fatal que afeta principalmente os bovinos, causada pelo Clostridium chauvoei. A administração de vacinas formolizadas compostas pelas células bacterianas inteiras é comumente utilizada no controle desta doença. O objetivo deste estudo foi verificar, em cobaios, a eficácia protetiva de duas vacinas comerciais contra duas cepas de Clostridium chauvoei, uma cepa de campo virulenta (SBP 07/09) e a cepa de referência utilizada nos testes oficiais (MT, Manguinhos-Teixeira). Adicionalmente, realizar a caracterização das cepas utilizadas no desafio pelo sequenciamento completo do genoma e pela determinação da concentração inibitória mínima frente a 15 antimicrobianos. Para tanto, os cobaios foram vacinados e subsequentemente desafiados com. Os quatro grupos vacinados e desafiados soroconverteram, enquanto que o grupo controle permaneceu soronegativo pelo teste de ELISA indireto. O desempenho idêntico das duas cepas de C. chauvoei após o desafio in vivo e a incapacidade de infectar os animais vacinados está correlacionado com a homologia genética das cepas. Além disso, ambas as vacinas comerciais demonstraram uma adequada eficácia protetiva contra as cepas de campo e de referência. Embora o insucesso das vacinações contra C. chauvoei tenha sido previamente relatado, os resultados deste estudo, juntamente com a alta similaridade genética reportada previamente em cepas provenientes de diferentes continentes sugerem que as falhas vacinais não estão relacionadas à variabilidade antigênica, mas sim ao manejo vacinal inadequado.(AU)

Protective efficacy of commercial vaccines against a virulent field strain of Clostridium chauvoei / Eficácia protetiva de vacinas comerciais contra uma cepa de campo virulenta de Clostridium chauvoei

Blackleg is an acute and frequently fatal infection that mainly affects cattle and is caused by Clostridium chauvoei. Formalin-killed, whole-cell vaccines are commonly used to control blackleg. The aim of this study was to verify the protective efficacy of two commercial vaccines against the infection of guinea pigs with two strains of C. chauvoei, a virulent field strain (SBP 07/09) and the reference strain used in official tests (Manguinhos-Teixeira or MT). The strains used in the challenge were characterized by whole genome sequencing, and the minimal inhibitory concentrations of 15 antimicrobials were determined. To assess the protective efficacy, guinea pigs were vaccinated and subsequently challenged with C. chauvoei. All four vaccinated and challenged groups seroconverted after vaccination, while the control group remained seronegative, as determined by indirect ELISA. The identical performance of the two C. chauvoei strains in terms of virulence after challenge and their inability to infect vaccinated animals was correlated with their high genetic homology. Both commercial vaccines showed good protective efficacy against both the reference and field strains. Although C. chauvoei vaccination failures have been reported, the results from our study and others reported high similarity among C. chauvoei strains from all over the world, which suggests that the vaccine failures are not due to antigenic variability but inadequate vaccine management.

O carbúnculo sintomático é uma infecção aguda e frequentemente fatal que afeta principalmente os bovinos, causada pelo Clostridium chauvoei. A administração de vacinas formolizadas compostas pelas células bacterianas inteiras é comumente utilizada no controle desta doença. O objetivo deste estudo foi verificar, em cobaios, a eficácia protetiva de duas vacinas comerciais contra duas cepas de Clostridium chauvoei, uma cepa de campo virulenta (SBP 07/09) e a cepa de referência utilizada nos testes oficiais (MT, Manguinhos-Teixeira). Adicionalmente, realizar a caracterização das cepas utilizadas no desafio pelo sequenciamento completo do genoma e pela determinação da concentração inibitória mínima frente a 15 antimicrobianos. Para tanto, os cobaios foram vacinados e subsequentemente desafiados com. Os quatro grupos vacinados e desafiados soroconverteram, enquanto que o grupo controle permaneceu soronegativo pelo teste de ELISA indireto. O desempenho idêntico das duas cepas de C. chauvoei após o desafio in vivo e a incapacidade de infectar os animais vacinados está correlacionado com a homologia genética das cepas. Além disso, ambas as vacinas comerciais demonstraram uma adequada eficácia protetiva contra as cepas de campo e de referência. Embora o insucesso das vacinações contra C. chauvoei tenha sido previamente relatado, os resultados deste estudo, juntamente com a alta similaridade genética reportada previamente em cepas provenientes de diferentes continentes sugerem que as falhas vacinais não estão relacionadas à variabilidade antigênica, mas sim ao manejo vacinal inadequado.

Análise comparativa das lesões causadas por clostrídios histotóxicos em mionecrose induzida experimentalmente / Comparative analysis of lesions caused by histotoxic clostridia in experimentally induced myonecrosis

O estudo comparativo das lesões anatomo-histopatológicas causadas pelos diferentes clostrídios histotóxicos é considerado uma etapa importante no diagnóstico epidemiológico das mionecroses. Para reproduzir experimentalmente a gangrena gasosa causada por Clostridium septicum, C. chauvoei, C. novyi tipo A, C. perfringens tipo A e C. Sordellii foram utilizados cobaios (Cavia porcellus). Os sinais clínicos, lesões macroscópicas e histopatológicas foram comparadas entre os grupos inoculados e uma imuno-istoquímica (IHQ) foi padronizada para detecção dos agentes nos tecidos das cobaias experimentalmente infectadas. Na avaliação clínica os animais apresentaram aumento de volume no ponto de inoculação, desconforto e dificuldade de locomoção. A intensidade e extensão das lesões macroscópicas e microscópicas variaram com o agente inoculado. Na IHQ foi possível identificar cada um dos agentes inoculados, sem a detecção de reações cruzadas. Todos os resultados observados demonstram que este tipo de avaliação das lesões é de extrema importância para o diagnóstico etiológico conclusivo, possibilitando assim a adoção de medidas preventivas acertivas.

The comparative anatomical and histopathological lesions caused by different histotoxic clostridia are considered an important step in the diagnosis of epidemiological mionecrosis. In the present study, guinea pigs (Cavia porcellus) were used to reproduce gas gangrene caused by Clostridium septicum, C. chauvoei, C. novyi type A, C. perfringens type A and C. sordellii. The clinical signs, gross and histopathological lesions were compared between inoculated groups and an immunohistochemistry (IHC) was standardized for detection of agents in tissues. On clinical evaluation, animals showed swelling at the injection point, discomfort and limited mobility. The intensity and extent of gross and microscopic lesions varied with the inoculated agent. IHC was able to identify each agents inoculated without cross reactions. All observed results demonstrate that the evaluation of lesions could be usefull in the presumptive etiologic diagnosis.

Análise comparativa das lesões causadas por clostrídios histotóxicos em mionecrose induzida experimentalmente / Comparative analysis of lesions caused by histotoxic clostridia in experimentally induced myonecrosis

O estudo comparativo das lesões anatomo-histopatológicas causadas pelos diferentes clostrídios histotóxicos é considerado uma etapa importante no diagnóstico epidemiológico das mionecroses. Para reproduzir experimentalmente a gangrena gasosa causada por Clostridium septicum, C. chauvoei, C. novyi tipo A, C. perfringens tipo A e C. Sordellii foram utilizados cobaios (Cavia porcellus). Os sinais clínicos, lesões macroscópicas e histopatológicas foram comparadas entre os grupos inoculados e uma imuno-istoquímica (IHQ) foi padronizada para detecção dos agentes nos tecidos das cobaias experimentalmente infectadas. Na avaliação clínica os animais apresentaram aumento de volume no ponto de inoculação, desconforto e dificuldade de locomoção. A intensidade e extensão das lesões macroscópicas e microscópicas variaram com o agente inoculado. Na IHQ foi possível identificar cada um dos agentes inoculados, sem a detecção de reações cruzadas. Todos os resultados observados demonstram que este tipo de avaliação das lesões é de extrema importância para o diagnóstico etiológico conclusivo, possibilitando assim a adoção de medidas preventivas acertivas.

The comparative anatomical and histopathological lesions caused by different histotoxic clostridia are considered an important step in the diagnosis of epidemiological mionecrosis. In the present study, guinea pigs (Cavia porcellus) were used to reproduce gas gangrene caused by Clostridium septicum, C. chauvoei, C. novyi type A, C. perfringens type A and C. sordellii. The clinical signs, gross and histopathological lesions were compared between inoculated groups and an immunohistochemistry (IHC) was standardized for detection of agents in tissues. On clinical evaluation, animals showed swelling at the injection point, discomfort and limited mobility. The intensity and extent of gross and microscopic lesions varied with the inoculated agent. IHC was able to identify each agents inoculated without cross reactions. All observed results demonstrate that the evaluation of lesions could be usefull in the presumptive etiologic diagnosis.