Infection with Ascaridia galli Does Not Significantly Alter Intestinal Microbiota and Is Cleared After Changes in the Expression of Cytokines.

Because of the trend of cage-free egg production, infections with the nematode Ascaridia galli are receiving increased attention. The aim of this study was to establish a timeline for the influence of A. galli on the expression of key cytokines related to a parasitic immune response, and on the composition of the jejunal microbiota. Twenty-eight male layer-type birds were challenged at 24, 25, and 26 days of age. An additional 28 birds were kept as uninfected controls. Starting on Day 31, three birds of each group were euthanized every week until 8 wk postinfection (PI). The number of larvae isolated from the intestinal wall decreased over time, until no larvae were seen at 7 and 8 wk PI. At 5 wk PI, there was a numerical upregulation of all cytokines (TGF-ß, IFN-γ, IL-4, IL-8, IL-10, IL-13) in the infected group, but this change was only statistically significant for IL-13. At this time point, larvae were expected to have developed into adults that would have shed eggs in the feces. However, no adult worms were seen and there was no egg shedding. For the microbiota analysis, there were significant differences in the alpha diversity (Faith's phylogenetic diversity) between challenge and control groups, and the beta diversity analysis showed slight differences between samples, suggesting that the age of the birds was the main reason for the separation of groups. These findings suggest that the upregulation of all cytokines evaluated in Week 5 might be the reason for resolution of the infection. Possible explanations are that a high infection dose and the fact that birds were fed with a more nutritionally dense feed might have contributed to the birds' immune system clearing the infection before the worms were able to reach maturity.

La infección por Ascaridia galli no altera significativamente la microbiota intestinal y se elimina tras cambios en la expresión de citocinas. Debido a la tendencia de la producción de huevos libres de jaulas, las infecciones con el nematodo Ascaridia galli están recibiendo una mayor atención. El objetivo de este estudio fue establecer una línea de tiempo para la influencia de A. galli en la expresión de citoquinas clave relacionadas con una respuesta inmune parasitaria y en la composición de la microbiota yeyunal. Veintiocho aves macho de tipo postura fueron desafiadas a los 24, 25 y 26 días de edad. Se mantuvieron 28 aves adicionales como controles no infectados. A partir del día 31, se practicó la eutanasia a tres aves de cada grupo cada semana hasta las 8 semanas posteriores a la infección (PI). El número de larvas aisladas de la pared intestinal disminuyó con el tiempo, hasta que no se observaron larvas a las 7 y 8 semanas después de la infección. A las cinco semanas post-infección, hubo una regulación ascendente numérica de todas las citoquinas (TGF-ß, IFN-γ, IL-4, IL-8, IL-10, IL-13) en el grupo infectado, pero este cambio solo fue estadísticamente significativo para IL-13. En ese momento, se esperaba que las larvas se hubieran convertido en adultos que eliminarían huevos en las heces. Sin embargo, no se observaron nemátodos adultos y no hubo eliminación de huevos. Para el análisis de microbiota, hubo diferencias significativas en la diversidad alfa (diversidad filogenética de Faith) entre los grupos de desafío y control y el análisis de diversidad beta mostró ligeras diferencias entre las muestras, lo que sugiere que la edad de las aves fue la razón principal de la separación de los grupos. Estos hallazgos sugieren que la regulación al alza de todas las citocinas evaluadas en la semana 5 podría ser el motivo de la resolución de la infección. Las posibles explicaciones son que una dosis alta de infección y el hecho de que las aves fueran alimentadas con un alimento más denso desde el punto de vista nutricional podrían haber contribuido a que el sistema inmunitario de las aves eliminara la infección antes de que los nemátodos pudieran alcanzar la madurez.

A Survey of Coccidia and Nematodes in Pastured Poultry in the State of Georgia.

The aim of this study was to evaluate and quantify the parasitological challenge in pastured poultry production in the state of Georgia. Over the course of 1 yr, fecal samples from six turkey flocks, 10 broiler flocks, and 13 layer flocks were collected on a pastured farm in 2-wk intervals to determine counts of Eimeria oocysts and nematode eggs. Average coccidia counts were 10,198 oocysts per gram of feces (OPG) in broiler flocks, 1470 OPG in layer flocks, and 695 OPG in turkey flocks. The means in broiler and turkey flocks were higher at their first week on pasture. Counts in broilers and layers were significantly higher in spring than in winter and summer. Coccidia counts in broilers were lower than published numbers in conventionally reared poultry, indicating the rotation system of the pastures might effectively reduce the infection pressure. Next-generation sequencing of PCR products showed the presence of most described Eimeria spp. in broilers, layers, and turkeys. In addition, operational taxonomic units (OTUs) x, y, and z were found. The frequency of species was similar for broilers and layers, with the exception that Eimeria praecox and OTU z were more common in layers. In layer flocks, the average count of roundworm eggs per gram of feces (EPG) was 509 EPG with 80% of the samples being positive. The mean counts had no clear pattern related to age. There was an increase of EPG with the increase of temperatures during spring and summer with the peak at midfall. Worm eggs from laying hens were identified as Ascaridia galli. The seasonal differences suggest that higher temperatures might result in an increase of egg survival and sporulation in the environment.

Artículo regular­Muestreo de coccidias y nematodos en aves en pastoreo en el estado de Georgia El objetivo de este estudio fue evaluar y cuantificar el desafío parasitológico en la producción avícola en pastoreo en el estado de Georgia. En el transcurso de un año, se recolectaron muestras fecales de seis parvadas de pavos, 10 parvadas de pollos de engorde y 13 parvadas de gallinas de postura en una granja de pastoreo en intervalos de dos semanas para determinar los conteos de ooquistes de Eimeria y huevos de nematodos. Los recuentos promedio de coccidias fueron 10,198 ooquistes por gramo de heces (OPG) en parvadas de pollos de engorde, 1470 ooquistes por gramo de heces en parvadas ponedoras y 695 ooquistes por gramo de heces en parvadas de pavos. Los promedios en las parvadas de pollos de engorde y pavos fueron más altos en su primera semana en pastoreo. Los conteos en pollos de engorde y ponedoras fueron significativamente más altos en primavera que en invierno y verano. Los recuentos de coccidios en pollos de engorde fueron más bajos que los números publicados en aves criadas de manera convencional, lo que indica que el sistema de rotación de pastizales podría reducir efectivamente la presión de infección. La secuenciación de próxima generación de los productos de PCR mostró la presencia de la mayoría de las especies de Eimeria spp descritas en pollos de engorde, gallinas de postura y pavos. Además, se encontraron unidades taxonómicas operativas (OTU) x, y, z. La frecuencia de especies fue similar para pollos de engorde y gallinas de postura, con la excepción de que Eimeria praecox y las unidades taxonómicas operativas z fueron más comunes en gallinas de postura. En las parvadas de gallinas de postura, el recuento promedio de huevos de helmintos intestinales por gramo de heces (EPG) fue de 509 EPG, con el 80% de las muestras positivas. Los recuentos medios no tenían un patrón claro relacionado con la edad. Hubo un aumento de huevos de helmintos intestinales por gramo de heces con el aumento de las temperaturas durante la primavera y el verano con el pico a la mitad del otoño. Los huevos de helmintos de las gallinas de postura se identificaron como Ascaridia galli. Las diferencias estacionales sugieren que las temperaturas más altas podrían resultar en un aumento de la supervivencia de los huevos y su esporulación en el medio ambiente.

Prevalence of Select Intestinal Parasites in Alabama Backyard Poultry Flocks.

Keeping chickens as backyard pets has become increasingly popular in the United States in recent years. However, biosecurity is generally low in backyard flocks. As a consequence, they can serve as reservoirs for various pathogens that pose a risk for commercial poultry or human health. Eighty-four fecal samples, 82 from chickens and two from turkeys, from 64 backyard flocks throughout the state of Alabama were collected in the summers of 2017 and 2018. Coccidia oocysts were seen in 64.1% of flocks with oocyst counts in most samples below 10,000 oocysts per gram. Eggs of Ascaridia spp. or Heterakis gallinarum were observed in 20.3% of the flocks, and eggs of Capillaria spp. in 26.6% of the flocks. Egg counts were low, rarely exceeding 1000 eggs per gram. DNA extracted directly from fecal samples was investigated by PCR for other relevant parasites. The results showed that 4.7% of flocks were positive for Histomonas meleagridis, 18.8% of flocks for Tetratrichomonas gallinarum, 18.8% of flocks for Cryptosporidium spp. and 87.5% of flocks for Blastocystis spp. The results will help to provide information that can be used to design outreach programs to improve health and wellbeing of birds in backyard flocks.

Analysis of Information for Backyard Flock Owners Provided by Extension Websites.

Early recognition and prevention of infectious diseases in poultry flocks are essential to reduce spread from bird to bird, to prevent zoonoses, and to keep losses low. Backyard flock owners often have little knowledge about poultry health, and specialized veterinarians are difficult to find. Alternative sources for support, education, and training for noncommercial poultry are the websites of cooperative extension services offering online webinars, presentations, and programs about poultry health and diseases. The aim of this investigation was to survey 23 websites of the extension services of the top 13 states in poultry production for information on backyard poultry health. The eXtension website by the United States Cooperative Extension System was added as a nation-wide source of information. Structure, content, and presentation form were compared and analyzed. The results displayed large differences between the investigated webpages and identified opportunities for improving the sites, especially in completeness, accessibility, and presentation of the information. From 23 extension websites, 13 provided none to very limited online information and 5 websites covered almost all of the investigated content. The primary media used were articles with pictures, and only three universities added videos and webinars. Based on these results and according to the increased need for online sources about poultry health, the extension websites should provide complete and correct information or at least links to approved sources. Videos, podcasts, and webinars can increase outreach and learning achievement. This survey may help to improve the presentation and content of poultry health-related extension websites.

Análisis de la información disponible para propietarios de parvadas de traspatio proporcionada por páginas de extensión en la red internet. El reconocimiento temprano y la prevención de enfermedades infecciosas en las parvadas avícolas son esenciales para reducir su propagación entre aves, para prevenir las zoonosis y para mantener posibles pérdidas bajo control. Los propietarios de parvadas de traspatio a menudo tienen poco conocimiento sobre salud avícola y es difícil encontrar veterinarios especializados. Las fuentes alternativas de apoyo, educación y capacitación para aves de corral no comerciales son las páginas en la red internet preparadas por los servicios de extensión cooperativa que ofrecen seminarios en línea, presentaciones y programas sobre salud y enfermedades de las aves de corral. El objetivo de esta investigación fue analizar 23 páginas en la red internet de los servicios de extensión de los 13 estados principales en producción avícola para obtener información sobre la salud de las aves de corral de traspatio. La página de internet eXtension del Sistema de Extensión Cooperativa de los Estados Unidos se agregó como fuente de información a nivel nacional. Se compararon y analizaron la estructura, el contenido y la forma de presentación. Los resultados mostraron grandes diferencias entre las páginas de internet investigadas y se identificaron oportunidades para mejorar los sitios, especialmente en cuanto a la profundidad, accesibilidad y presentación de la información. De 23 páginas de extensión en la internet, 13 proporcionaron ninguna o muy poca información en línea y cinco páginas cubrieron casi la totalidad del contenido investigado. Los medios principales utilizados fueron artículos con imágenes y solo tres universidades agregaron videos y seminarios en línea. Con base en estos resultados y de acuerdo con la creciente necesidad de fuentes en línea sobre salud aviar, las páginas de extensión en la internet deben proporcionar información completa y verídica o al menos enlaces con fuentes aprobadas. Los videos, cápsulas informativas en línea también denominadas "podcasts" y seminarios en línea pueden aumentar el alcance y los logros de aprendizaje. Esta encuesta puede ayudar a mejorar la presentación y el contenido de las páginas de extensión en la internet que están relacionadas con la salud avícola.

Influence of Eimeria spp. Infection on Chicken Jejunal Microbiota and the Efficacy of Two Alternative Products Against the Infection.

Eimeria spp. are important intestinal pathogens of chickens (Gallus gallus domesticus). Anticoccidial feed additives, chemicals, and ionophores have traditionally been used to control Eimeria infections in broiler production. Thus, the trend toward antibiotic-free and organic production requires new approaches to coccidiosis prevention. Two not mutually exclusive methods are the use of plant extracts with antiparasitic activity and manipulation of the intestinal microbiota by pre- and probiotics. In the present study, birds were inoculated with a combination of Eimeria acervulina, Eimeria maxima, and Eimeria tenella. We profiled the jejunal microbiome at multiple time points postinfection to investigate the changes in jejunum microbiota and to identify the time point of the maximum difference between infected and noninfected birds. Additionally, we assessed the anticoccidial effects of two anecdotal treatment methods, green tea and apple cider vinegar, as well as amprolium. Green tea and apple cider vinegar had no effect on oocyst shedding, but green tea reduced the mild unspecific lesions in coccidia-infected birds; there was no influence on unspecific lesions in uninfected controls. Jejunal contents were collected on the day of the infection and 1, 2, 4, 6, 10, and 14 days postinfection (dpi) for investigation of the intestinal microbiota by 16S ribosomal (r)RNA gene sequencing. Comparison of the untreated-uninfected and the untreated-infected groups showed a maximum community dissimilarity of 10 dpi. From 4 days after infection, Clostridiales were significantly enriched at the expense of Lactobacillales in infected compared with uninfected birds. Interestingly, treatment with green tea prevented proliferation of Clostridiales induced by the coccidia and increased the relative abundance of Melainabacteria.

Influencia de la infección de Eimeria spp. en el microbiota yeyunal del pollo y en la eficacia de dos productos alternativos contra la infección. Los protozoarios del género Eimeria spp. son importantes patógenos intestinales de los pollos (Gallus gallus domesticus). Los aditivos anticoccidiales en el alimento, los productos químicos y los ionóforos se han utilizado tradicionalmente para controlar las infecciones por Eimeria en la producción de pollos de engorde. Por lo tanto, la tendencia hacia la producción orgánica y libre de antibióticos requiere nuevos enfoques para la prevención de la coccidiosis. Dos métodos no mutuamente excluyentes son el uso de extractos de plantas con actividad antiparasitaria y la manipulación de la microbiota intestinal por prebióticos y probióticos. En el presente estudio, las aves fueron inoculadas con una combinación de Eimeria acervulina, Eimeria maxima y Eimeria tenella. Se determinó el perfil del microbioma yeyunal en múltiples puntos de tiempo después de la infección, para investigar los cambios en la microbiota del yeyuno e identificar el momento donde se observa la diferencia máxima entre las aves infectadas y no infectadas. Además, se evaluaron los efectos anticoccidiales de dos métodos de tratamiento basados por datos anecdóticos, el té verde y el vinagre de sidra de manzana, así como el amprolium. El té verde y el vinagre de sidra de manzana no tuvieron ningún efecto sobre el desprendimiento de oocistos, pero el té verde redujo las lesiones leves inespecíficas en aves infectadas con coccidia; no hubo influencia en lesiones inespecíficas en controles no infectados. Los contenidos yeyunales se recogieron el día de la infección y a los días 1, 2, 4, 6, 10 y 14 después de la infección (dpi) para la investigación de la microbiota intestinal mediante secuenciación del gene del ARN ribosómico 16S. La comparación de los grupos no tratados-no infectados y no tratados-infectados mostró una diferencia máxima en la comunidad a los diez días después de la inoculación. A partir de los cuatro días después de la infección, los agentes Clostridiales se enriquecieron significativamente a expensas de los Lactobacillales en aves infectadas en comparación con las aves no infectadas. Curiosamente, el tratamiento con té verde evitó la proliferación de Clostridiales inducida por los coccidios y aumentó la abundancia relativa de melainabacterias.

Evaluation of Next-Generation Amplicon Sequencing to Identify Eimeria spp. of Chickens.

Identifying Eimeria spp. circulating in a poultry flock assists in designing vaccine preventive programs, as different species do not cross-protect. Because species differ in anticoccidial drug susceptibility, species identification can also be used to optimize anticoccidial medication. In the present study, we designed pan-Eimeria-specific primers for the 18S rDNA and the cytochrome oxidase I (COI) genes, and tested whether next-generation sequencing of their amplicons allowed reliable identification of Eimeria spp. in samples of isolated oocysts. For each gene, two sets of primers to be used in a nested PCR (nPCR) system were designed. In silico evaluation of the primers using published sequences showed that nucleotide sequence identities of the nested amplicons were less than 97% between most species, while only identities of 18S rDNA genes of Eimeria necatrix and Eimeria tenella and between the COI genes of Eimeria mitis and Eimeria mivati were higher than 97%. Three vaccines and five Eimeria samples from chickens in backyard flocks were investigated by nPCRs and by direct PCRs (dPCR) using the nested (inner) primers with genomic DNA as the template. Seventeen further Eimeria samples from chickens in backyard flocks and three Eimeria samples from commercial broiler flocks were investigated only by nPCR. Sequencing nPCR products tended to detect more species than sequencing dPCR products and sequencing 18S rDNA products tended to detect more species than sequencing COI products. Regarding the detected species, there was a clear difference between the commercial broiler flocks and the backyard flocks. Eimeria acervulina, Eimeria maxima, and E. tenella/E. necatrix were the only species detected in broiler flocks, while the population in the backyard flocks was more varied, with Eimeria brunetti and E. mitis/E. mivati and the previously described operational taxonomic unit Y being more prevalent. Several sequences having less than 97% identity with one of the sequences used for clustering were detected in samples from backyard flocks. In conclusion, next-generation amplicon sequencing can be a useful tool to determine which Eimeria spp. are circulating in chicken flocks.

Evaluación de la secuenciación de nueva generación de amplicones para identificar Eimeria spp. de pollos. La identificación de Eimeria spp.que está circulando en una parvada avícola ayuda a diseñar programas preventivos de vacunas, ya que entre las diferentes especies no existe protección cruzada. Debido a que las especies difieren en la susceptibilidad a los medicamentos anticoccidiales, la identificación de especies también se puede utilizar para optimizar la medicación anticoccidial. En el presente estudio, se diseñaron iniciadores específicos genéricos de Eimeria para los genes de ADNr 18S y de citocromo oxidasa I (COI) y se evaluó si la secuenciación de nueva generación de los amplicones permitía la identificación confiable de Eimeria spp. en muestras de ooquistes aislados. Para cada gene, se diseñaron dos conjuntos de iniciadores que se utilizaron en un sistema de PCR anidado (nPCR). La evaluación in silico de los iniciadores usando secuencias publicadas mostró que las identidades de la secuencia de nucleótidos de los amplicones anidados eran inferiores al 97% entre la mayoría de las especies, mientras que solo las identidades de los genes de ADNr 18S de Eimeria necatrix y Eimeria tenella y entre los genes de citocromo oxidasa I de Eimeria mitis y Eimeria mivati fueron superiores al 97%. Se analizaron tres vacunas y cinco muestras de Eimeria de parvadas de pollos de traspatio con el sistema de PCR anidado y con PCR directa (dPCR) utilizando los iniciadores anidados (internos) con ADN genómico como modelo. Diecisiete muestras adicionales de Eimeria de parvadas de pollos de traspatio y tres muestras de Eimeria de parvadas de pollos de engorde comerciales fueron analizadas solo por PCR anidada. La secuenciación de productos PCR anidada tendió a detectar más especies que la secuenciación de productos por el método directo de PCR y la secuenciación de productos de ADNr 18S pareció detectar más especies que la secuenciación de productos de citocromo oxidasa I. Con respecto a las especies detectadas, hubo una clara diferencia entre las parvadas comerciales de engorde y las parvadas de traspatio. Eimeria acervulina, Eimeria maxima y E. tenella/E. Necatrix fueron las únicas especies detectadas en las parvadas de engorde, mientras que la población en las parvadas de traspatio fue más variada, con Eimeria brunetti y E. mitis/E. mivati, también la unidad taxonómica operativa Y descrita anteriormente fue más prevalente. Varias secuencias con menos del 97% de identidad con una de las secuencias utilizadas para la agrupación fueron detectadas en muestras de parvadas de traspatio. En conclusión, la secuenciación de nueva generación de amplicones puede ser una herramienta útil para determinar que especies de Eimeria spp. están circulando en parvadas de pollos.