A defective mutant of Salmonella enterica Serovar Gallinarum in cobalamin biosynthesis is avirulent in chickens

Salmonella enterica serovar Gallinarum (SG) is a fowl typhoid agent in chickens and is a severe disease with worldwide economic impact as its mortality may reach up to 80%. It is one of a small group of serovars that typically produces typhoid-like infections in a narrow range of host species and which therefore represents a good model for human typhoid. The survival mechanisms are not considered to be virulent mechanisms but are essential for the life of the bacterium. Mutants of Salmonella Gallinarum containing defective genes, related to cobalamin biosynthesis and which Salmonella spp. has to be produced to survive when it is in an anaerobic environment, were produced in this study. Salmonella Gallinarum is an intracellular parasite. Therefore, this study could provide information about whether vitamin B12 biosynthesis might be essential to its survival in the host. The results showed that the singular deletion in cbiA or cobS genes did not interfere in the life of Salmonella Gallinarum in the host, perhaps because single deletion is not enough to impede vitamin B12 biosynthesis. It was noticed that diluted SG mutants with single deletion produced higher mortality than the wild strain of SG. When double mutation was carried out, the Salmonella Gallinarum mutant was unable to provoke mortality in susceptible chickens. This work showed that B12 biosynthesis is a very important step in the metabolism of Salmonella Gallinarum during the infection of the chickens. Further research on bacterium physiology should be carried out to elucidate the events described in this research and to assess the mutant as a vaccine strain.

Salmonella enterica serovar Gallinarum (SG) é o agente do tifo aviário, doença severa que provoca mortalidade em até 80% do plantel de aves. SG encontra-se entre os poucos sorotipos de Salmonella que são agentes etiológicos de enfermidade específica, à semelhança de Salmonella Typhi em seres humanos podendo, portanto, servir de modelo experimental para outras salmoneloses hospedeiro especíifcas. Além dos mecanismos de virulência, a bactéria utiliza mecanismos de sobrevivência para permanecer no hospedeiro. A ativação desses mecanismos pode ou não estar associada à ativação dos mecanismos de virulência. Entre os mecanismos fisiológicos, está a produção de vitamina B12 que Salmonella spp. realiza em ambientes anaeróbicos, como quando encontra-se intracelularmente no organismo hospedeiro. Neste estudo, analisou-se a infecção de aves por cepas de SG, que tiveram genes alterados que participam da biossíntese de vitamina B12. Foram produzidos mutantes de SG contendo os genes cbiA e cobS alterados e um terceiro, contendo ambos os genes alterados. A sobrevivência e a ação patogênica de SG não foi modificada pela alteração simples de um dos genes, mas tornou a cepa de SG completamente atenuada quando os dois foram modificados. A mortalidade provocada pela cepa selvagem de SG foi de 64,52%, enquanto que não observou-se mortalidade alguma no grupo de aves infectadas com SGNal r"cobs"cbiA. Estudos futuros deverão ser realizados para elucidar este processo fisiológico bacteriano e para avaliar a utilização desta cepa de SG como cepa vacinal.

Prevention of Salmonella infection by contact using intestinal flora of adult birds and/or a mixture of organic acids

This study was carried out to assess the ability of competitive exclusion and a mixture of organic acids to prevent Salmonella infection by contact between newly hatched chicks. A bird infected with Salmonella was placed in a box containing non-infected birds, previously treated with a broth culture of faeces of adult birds (CE) and/or a mixture of organic acids. The number of Salmonella organisms in the caeca of the contact birds was estimated at 4 and 8 days post-challenge. The birds were infected with Salmonella Typhimurium, Salmonella Enteritidis (both repeated 5 times), Salmonella Agona and Salmonella Infantis (3 repetitions). The same approach was used to test the mixture of organic acids alone. In this case the birds received feed containing 0.8% of a mixture of formic acid (70%) and propionic acid (30%). Also, a third trial was carried out with birds inoculated with the broth culture of faeces and fed with feed containing the mixture of organic acids. Appropriate controls were included. Whereas the birds from the control groups and the groups treated with the mixture of organic acids were heavily infected with Salmonella, those pre-treated with CE or CE plus the mixture of organic acids had no viable cells per gram of caecal contents.

O presente trabalho avaliou a prevenção da disseminação de quatro sorotipos de Salmonella, de interesse em avicultura e saúde pública (Salmonella Typhimurium, Salmonella Agona, Salmonella Infantis e Salmonella Enteritidis), entre aves recém-nascidas, com o intuito de diminuir a disseminação de salmonelas em rebanhos avícolas por aves que contraíram a infecção pela via vertical. Analisou-se experimentalmente a administração de microbiota intestinal de aves adultas em aves recém-nascidas, a incorporação de uma mistura de ácidos orgânicos na ração e a associação desses dois tratamentos, em grupos onde colocou-se uma ave infectada, para provocar a transmissão por contato. A microbiota intestinal de aves adultas mostrou-se eficiente no controle da colonização cecal nos quatro ensaios realizados, com os diferentes sorotipos. A mistura de ácidos orgânicos na ração não foi eficaz em prevenir a colonização cecal e a associação dos tratamentos demonstrou que não há interferência entre eles, permanecendo a ação da microbiota de aves adultas.

Experimental Salmonella Gallinarum infection in light laying hen lines

Although the epidemiology of fowl typhoid in chickens supposedly involves a vertical transmission stage, a previous work run by the authors has suggested that this did not happen in a commercial line of laying hens highly susceptible to systemic disease with Salmonella Gallinarum. A new experiment was carried out in two other lines of commercial layers, considerably more resistant than those used in the previous study. Clinical fowl typhoid was not observed, but Salmonella Gallinarum was isolated from the spleen and liver four weeks after infection and, sporadically, from the ovary.

Estudo anterior, realizado pelos mesmos autores com aves consideradas susceptíveis ao agente do tifo aviário, sugeriu que a relação entre a bactéria e a aves restringe-se ao período da enfermidade. Neste trabalho avaliou-se a relação hospedeiro-parasita entre Salmonella Gallinarum e aves leves de postura comercial, consideradas mais resistentes ao tifo aviário. As aves não desenvolveram a doença clínica, mas a bactéria foi isolada do baço e do fígado quatro semanas após a infecção e, em algumas ocasiões, também do ovário.