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.

Clostridial diseases diagnosed in cattle from the South of Rio Grande do Sul, Brazil. A forty-year survey (1978-2018) and a brief review of the literature / Clostridioses diagnosticadas em bovinos no sul do Rio Grande do Sul. Uma pesquisa de quarenta anos (1978-2018) e breve revisão da literatura

Clostridial diseases are important causes of livestock losses in the southern Rio Grande do Sul. Since 1978 annual surveys conducted at the "Laboratório Regional de Diagnóstico" of the "Universidade Federal de Pelotas" (LRD-UFPel) have shown that clostridial diseases represent 10.40% of the bacterial diseases diagnosed in cattle and 1.65% of all diseases diagnosis in cattle over a 40-year period. The purpose of this study is to review the clinical, epidemiological and pathological aspects of the clostridial diseases diagnosed in cattle from January 1978 to December 2018 at the LRD-UFPel in the hopes that it will constitute a useful guide for field veterinary practitioners and interested farmers. We assessed and review the necropsy protocols of 6,736 cattle; these necropsies were performed either by LRD-UFPel faculty or by field veterinary practitioners; 111 outbreaks (1.65%) were diagnosed as clostridial disease, distributed as follows: 35 outbreaks of tetanus, 34 of blackleg, 23 of bacillary hemoglobinuria, 11 of malignant edema (gas gangrene), and eight of botulism. Approximately 904, from a total of 42,480 cattle at risk, died in these outbreaks.(AU)

Clostridioses são doenças produzidas por alguma das espécies do gênero Clostridium e são importantes causas de perdas pecuárias no sul do Rio Grande do Sul. Pesquisas anuais realizadas no Laboratório Regional de Diagnóstico da Faculdade de Veterinária da Universidade Federal de Pelotas (LRD-UFPel) desde 1978 demonstraram que as clostridioses representaram 11,1% das doenças bacterianas diagnosticadas em bovinos e 1,65% de todos os diagnósticos de doenças em bovinos ao longo de 40 anos. O objetivo deste estudo é revisar os aspectos clínicos, epidemiológicos e patológicos das clostridioses diagnosticadas de janeiro de 1978 a dezembro de 2018, pelo LRD/UFPel com a intenção de que esse trabalho possa servir de guia útil para os veterinários de campo e fazendeiros interessados. Foram avaliados e revisados os protocolos de necropsia de 6.736 bovinos; essas necropsias foram realizadas pelo pessoal do LRD/UFPel ou por veterinários de campo. Cento e quatro (1,16%) casos foram diagnosticados como clostridioses, distribuídos da seguinte forma: 35 surtos de tétano, 34 de carbúnculo sintomático, 23 de hemoglobinúria bacilar, 11 de edema maligno (gangrena gasosa) e oito de botulismo. Aproximadamente 904, de um total de 42.480 bovinos sob-risco, morreram nesses surtos.(AU)

Clostridial diseases diagnosed in cattle from the South of Rio Grande do Sul, Brazil. A forty-year survey (1978-2018) and a brief review of the literature / Clostridioses diagnosticadas em bovinos no sul do Rio Grande do Sul. Uma pesquisa de quarenta anos (1978-2018) e breve revisão da literatura

Clostridial diseases are important causes of livestock losses in the southern Rio Grande do Sul. Since 1978 annual surveys conducted at the "Laboratório Regional de Diagnóstico" of the "Universidade Federal de Pelotas" (LRD-UFPel) have shown that clostridial diseases represent 10.40% of the bacterial diseases diagnosed in cattle and 1.65% of all diseases diagnosis in cattle over a 40-year period. The purpose of this study is to review the clinical, epidemiological and pathological aspects of the clostridial diseases diagnosed in cattle from January 1978 to December 2018 at the LRD-UFPel in the hopes that it will constitute a useful guide for field veterinary practitioners and interested farmers. We assessed and review the necropsy protocols of 6,736 cattle; these necropsies were performed either by LRD-UFPel faculty or by field veterinary practitioners; 111 outbreaks (1.65%) were diagnosed as clostridial disease, distributed as follows: 35 outbreaks of tetanus, 34 of blackleg, 23 of bacillary hemoglobinuria, 11 of malignant edema (gas gangrene), and eight of botulism. Approximately 904, from a total of 42,480 cattle at risk, died in these outbreaks.(AU)

Clostridioses são doenças produzidas por alguma das espécies do gênero Clostridium e são importantes causas de perdas pecuárias no sul do Rio Grande do Sul. Pesquisas anuais realizadas no Laboratório Regional de Diagnóstico da Faculdade de Veterinária da Universidade Federal de Pelotas (LRD-UFPel) desde 1978 demonstraram que as clostridioses representaram 11,1% das doenças bacterianas diagnosticadas em bovinos e 1,65% de todos os diagnósticos de doenças em bovinos ao longo de 40 anos. O objetivo deste estudo é revisar os aspectos clínicos, epidemiológicos e patológicos das clostridioses diagnosticadas de janeiro de 1978 a dezembro de 2018, pelo LRD/UFPel com a intenção de que esse trabalho possa servir de guia útil para os veterinários de campo e fazendeiros interessados. Foram avaliados e revisados os protocolos de necropsia de 6.736 bovinos; essas necropsias foram realizadas pelo pessoal do LRD/UFPel ou por veterinários de campo. Cento e quatro (1,16%) casos foram diagnosticados como clostridioses, distribuídos da seguinte forma: 35 surtos de tétano, 34 de carbúnculo sintomático, 23 de hemoglobinúria bacilar, 11 de edema maligno (gangrena gasosa) e oito de botulismo. Aproximadamente 904, de um total de 42.480 bovinos sob-risco, morreram nesses surtos.(AU)

Clostridial diseases diagnosed in cattle from the South of Rio Grande do Sul, Brazil. A forty-year survey (1978-2018) and a brief review of the literature

ABSTRACT: Clostridial diseases are important causes of livestock losses in the southern Rio Grande do Sul. Since 1978 annual surveys conducted at the Laboratório Regional de Diagnóstico of the Universidade Federal de Pelotas (LRD-UFPel) have shown that clostridial diseases represent 10.40% of the bacterial diseases diagnosed in cattle and 1.65% of all diseases diagnosis in cattle over a 40-year period. The purpose of this study is to review the clinical, epidemiological and pathological aspects of the clostridial diseases diagnosed in cattle from January 1978 to December 2018 at the LRD-UFPel in the hopes that it will constitute a useful guide for field veterinary practitioners and interested farmers. We assessed and review the necropsy protocols of 6,736 cattle; these necropsies were performed either by LRD-UFPel faculty or by field veterinary practitioners; 111 outbreaks (1.65%) were diagnosed as clostridial disease, distributed as follows: 35 outbreaks of tetanus, 34 of blackleg, 23 of bacillary hemoglobinuria, 11 of malignant edema (gas gangrene), and eight of botulism. Approximately 904, from a total of 42,480 cattle at risk, died in these outbreaks.

RESUMO: Clostridioses são doenças produzidas por alguma das espécies do gênero Clostridium e são importantes causas de perdas pecuárias no sul do Rio Grande do Sul. Pesquisas anuais realizadas no Laboratório Regional de Diagnóstico da Faculdade de Veterinária da Universidade Federal de Pelotas (LRD-UFPel) desde 1978 demonstraram que as clostridioses representaram 11,1% das doenças bacterianas diagnosticadas em bovinos e 1,65% de todos os diagnósticos de doenças em bovinos ao longo de 40 anos. O objetivo deste estudo é revisar os aspectos clínicos, epidemiológicos e patológicos das clostridioses diagnosticadas de janeiro de 1978 a dezembro de 2018, pelo LRD/UFPel com a intenção de que esse trabalho possa servir de guia útil para os veterinários de campo e fazendeiros interessados. Foram avaliados e revisados os protocolos de necropsia de 6.736 bovinos; essas necropsias foram realizadas pelo pessoal do LRD/UFPel ou por veterinários de campo. Cento e quatro (1,16%) casos foram diagnosticados como clostridioses, distribuídos da seguinte forma: 35 surtos de tétano, 34 de cartbúnculo sintomático, 23 de hemoglobinúria bacilar, 11 de edema maligno (gangrena gasosa) e oito de botulismo. Aproximadamente 904, de um total de 42.480 bovinos sob-risco, morreram nesses surtos.

CINÉTICA DE CRESCIMENTO DO Clostridium haemolyticum PARA PRODUÇÃO DE VACINA VETERINÁRIA

O gênero Clostridium representa um grupo extenso de bactérias anaeróbicas que são encontradas no solo e no trato gastrintestinal dos animais e do homem. Essas bactérias são capazes de sobreviver por longos períodos em condições adversas, graças à capacidade que possuem de formar esporos. São consideradas de importância tanto para a medicina quanto para a economia devida às inúmeras doenças que acometem aos bovinos, ovinos e caprinos.O Clostridium haemolyticum é o microrganismo responsável por provocar a doença hemoglobinúria bacilar, a qual acomete bovinos em sua maioria, sendo fatal nos casos agudos.A principal forma de prevenção da doença é através da vacinação, cuja produção é realizada utilizando corpo bacteriano inativado. O Clostridium haemolyticumé difícil de ser cultivado em alta densidade celular em escala industrial por ser um microrganismo fastidiososendo, portanto, um obstáculo importante de ser superado. Este trabalho teve por objetivo conhecer a influência da glicose e pH na cinética de crescimento do Clostridium haemolyticum, no intuito de estabelecer parâmetros para produção em alta densidade celular para formulação de vacinas contra hemoglobinúria bacilar.Neste estudo, foi observado que o cultivo do Clostridium haemolyticum com glicose inicial em 10 g.L-1 e pH controlado em 6,5 apresentou os melhores resultados para produtividade. Os dados cinéticos debaixa formação de ácidos orgânicos, menor fase lag e maior velocidade específica de crescimentovisto neste ensaio são requisitos essências para obtenção crescimento em alta densidade celular para produção de vacina contraClostridium haemolyticum.

The genus Clostridium is an extensive group of anaerobic bacteria that are found in soil and in the gastrointestinal tract of animals and man. These bacteria are able to survive for long periods in adverse conditions due to the capacity they have to form spores. They are considered of importance both for medicine and for the economy due to the many diseases affecting the cattle, sheep and goats. Clostridium haemolyticum is the microorganism responsible for causing bacillary hemoglobinuria disease, which affects cattle mostly be fatal in acute cases. The main way to prevent the disease is through vaccination, where production is performed using inactivated bacterial body. Clostridium haemolyticum is difficult to be grown in high density cell on an industrial scale to be a fastidious organism is therefore a major obstacle to overcome.This study aimed to know the influence of glucose and ph in Clostridium haemolyticum growth kinetics, in order to establish parameters for production in high cell density for the formulation of vaccines against bacillary hemoglobinuria. In this study, it was observed that the cultivation of Clostridium haemolyticum with initial glucose in 10 g.l-1 and ph controlled at 6.5 showed the best results for productivity. The kinetic data for low formation of organic acids, shorter lag phase and higher specific growth rate seen in this test are requirements for obtaining essences growth in high cell density for clostridialvaccine production haemolyticum.