Resumo
Bovine herpesvirus 5 is an alphaherpesvirus that causes nonsuppurative meningoencephalitis in cattle. This disease occurs naturally in either outbreaks or isolated cases, and exhibits low morbidity and high lethality. Although previous studies elucidated crucial aspects involved in the pathogenesis of the disease, there is a paucity of information regarding the molecular events contributing to infection and replication of BoHV-5. The objective of the present study was to determine the in vitro gene expression pattern of BoHV-5 (e.g., alpha, beta, and gamma genes) and host cells genes (GAPDH and 18S) over time utilizing different quantities of inoculated virus. Three BoHV-5 genes (bICP0, UL9, US4) and one structural bovine cell gene had their expression accessed by real-time PCR. While the expression of BoHV-5 genes increased during the course of infection, GAPDH gene expression decreased in the host cells, evidencing the effect of viral infection on the expression of bovine cell genes. The 18S ribosomal RNA (rRNA) gene was constitutively expressed throughout BoHV-5 infection. Our data clearly demonstrates that GAPDH gene should not be used as a reference gene in studies of BoHV-5 infection because it was influenced by viral infection. However, 18S rRNA was constitutively expressed and, therefore, is recommended for normalization of BoHV-5 infection studies in bovine cells. The expression of viral genes transcripts was not altered by increasing number of viral particles added to the culture. All viral genes included here demonstrated the same expression pattern over time and there was no difference in the expression of viral genes among the various time points. Our data show important differences comparing to classical studies regarding herpesvirus alpha, beta, and gamma genes expression. More research is necessary to improve our understanding about the BoHV-5 biology during infection. Studies employing next-generation sequencing (i.e., RNA-seq), using both in vitro and in vivo models, would be the next logical step to grasp the virus and host cell's transcriptome changes over the course of infection.(AU)
Herpesvirus bovino 5 é um alfaherpesvírus causador de meningoencefalite não supurativa em bovinos. Esta doença possui ocorrência natural em surtos ou casos isolados, associadas a baixa morbidade e alta letalidade. Embora estudos anteriores tenham elucidado aspectos relacionados a patogenia da doença, há uma lacuna de conhecimento relacionado aos eventos moleculares que contribuem para a infecção e replicação do BoHV-5. O objetivo do presente estudo foi determinar a expressão gênica in vitro de genes virais (i.e., alfa, beta e gama) e das células hospedeiras (GAPDH e 18S) durante a infecção considerando diferentes momentos de infecção e quantidade de vírus utilizado. Três genes do BoHV-5 (bICP0, UL9, US4), um gene estrutural (GAPDH) e um gene constitutivo (18S) da célula bovina tiveram suas expressões avaliadas por PCR quantitativa (qPCR). Enquanto os genes virais tiveram sua expressão aumentada ao longo do tempo de infecção, o gene hospedeiro teve sua expressão diminuída, demonstrando a ação do vírus na expressão gênica de células bovinas in vitro. O gene constitutivo 18S teve sua expressão mantida durante todos os momentos do experimento. Nossos resultados claramente demonstraram que o GAPDH não deve ser usado como gene de referência em estudos com infecção por BoHV-5 pois é influenciado pela infecção viral. Entretanto, o 18S rRNA foi constitutivamente expresso e pode ser recomendado para normalização em células bovinas infectadas pelo vírus. A expressão de mRNA viral não foi alterada pela quantidade de vírus usada. Todos os genes virais demonstraram o mesmo padrão de expressão ao longo do tempo de infecção. Nossos resultados trazem importantes diferenças comparando aos estudos clássicos que avaliaram a expressão de genes alfa, beta e gama. Mais estudos são necessários para aumentar o conhecimento da biologia molecular do BoHV-5. Estudo utilizando sequenciamento de última geração (i.e., RNA-seq), usando modelos in vitro e in vivo, aparentam ser o próximo passo lógico para acessar as alterações do transcriptoma do hospedeiro e viral ao longo do curso da infecção.(AU)
Assuntos
Expressão Gênica , Reação em Cadeia da Polimerase/veterinária , Herpesvirus Bovino 5/classificação , Biologia MolecularResumo
Bovine herpesvirus 5 is an alphaherpesvirus that causes nonsuppurative meningoencephalitis in cattle. This disease occurs naturally in either outbreaks or isolated cases, and exhibits low morbidity and high lethality. Although previous studies elucidated crucial aspects involved in the pathogenesis of the disease, there is a paucity of information regarding the molecular events contributing to infection and replication of BoHV-5. The objective of the present study was to determine the in vitro gene expression pattern of BoHV-5 (e.g., alpha, beta, and gamma genes) and host cells genes (GAPDH and 18S) over time utilizing different quantities of inoculated virus. Three BoHV-5 genes (bICP0, UL9, US4) and one structural bovine cell gene had their expression accessed by real-time PCR. While the expression of BoHV-5 genes increased during the course of infection, GAPDH gene expression decreased in the host cells, evidencing the effect of viral infection on the expression of bovine cell genes. The 18S ribosomal RNA (rRNA) gene was constitutively expressed throughout BoHV-5 infection. Our data clearly demonstrates that GAPDH gene should not be used as a reference gene in studies of BoHV-5 infection because it was influenced by viral infection. However, 18S rRNA was constitutively expressed and, therefore, is recommended for normalization of BoHV-5 infection studies in bovine cells. The expression of viral genes transcripts was not altered by increasing number of viral particles added to the culture. All viral genes included here demonstrated the same expression pattern over time and there was no difference in the expression of viral genes among the various time points. Our data show important differences comparing to classical studies regarding herpesvirus alpha, beta, and gamma genes expression. More research is necessary to improve our understanding about the BoHV-5 biology during infection. Studies employing next-generation sequencing (i.e., RNA-seq), using both in vitro and in vivo models, would be the next logical step to grasp the virus and host cell's transcriptome changes over the course of infection.(AU)
Herpesvirus bovino 5 é um alfaherpesvírus causador de meningoencefalite não supurativa em bovinos. Esta doença possui ocorrência natural em surtos ou casos isolados, associadas a baixa morbidade e alta letalidade. Embora estudos anteriores tenham elucidado aspectos relacionados a patogenia da doença, há uma lacuna de conhecimento relacionado aos eventos moleculares que contribuem para a infecção e replicação do BoHV-5. O objetivo do presente estudo foi determinar a expressão gênica in vitro de genes virais (i.e., alfa, beta e gama) e das células hospedeiras (GAPDH e 18S) durante a infecção considerando diferentes momentos de infecção e quantidade de vírus utilizado. Três genes do BoHV-5 (bICP0, UL9, US4), um gene estrutural (GAPDH) e um gene constitutivo (18S) da célula bovina tiveram suas expressões avaliadas por PCR quantitativa (qPCR). Enquanto os genes virais tiveram sua expressão aumentada ao longo do tempo de infecção, o gene hospedeiro teve sua expressão diminuída, demonstrando a ação do vírus na expressão gênica de células bovinas in vitro. O gene constitutivo 18S teve sua expressão mantida durante todos os momentos do experimento. Nossos resultados claramente demonstraram que o GAPDH não deve ser usado como gene de referência em estudos com infecção por BoHV-5 pois é influenciado pela infecção viral. Entretanto, o 18S rRNA foi constitutivamente expresso e pode ser recomendado para normalização em células bovinas infectadas pelo vírus. A expressão de mRNA viral não foi alterada pela quantidade de vírus usada. Todos os genes virais demonstraram o mesmo padrão de expressão ao longo do tempo de infecção. Nossos resultados trazem importantes diferenças comparando aos estudos clássicos que avaliaram a expressão de genes alfa, beta e gama. Mais estudos são necessários para aumentar o conhecimento da biologia molecular do BoHV-5. Estudo utilizando sequenciamento de última geração (i.e., RNA-seq), usando modelos in vitro e in vivo, aparentam ser o próximo passo lógico para acessar as alterações do transcriptoma do hospedeiro e viral ao longo do curso da infecção.(AU)
Assuntos
Expressão Gênica , Reação em Cadeia da Polimerase/veterinária , Herpesvirus Bovino 5/classificação , Biologia MolecularResumo
Meningoencephalitis caused by Bovine herpesvirus 5 (BoHV-5) is an important neurological disease that affects Brazilian cattle herds. The present study investigated the presence of BoHV-5 DNA in cattle diagnosed with meningoencephalitis at Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia, UNESP - Univ Estadual Paulista from 1980 to 2009. The records obtained from the Large Animal Internal Medicine Service and the Animal Pathology Service were reviewed to identify clinical and epidemiological data from cattle with neurological signs. Excluding rabies cases, we found 115 cases of cattle with neurological signs that had been necropsied. Non-suppurative meningoencephalitis was diagnosed in 28 animals of the 115 initially selected based on histopathological examination of brain tissues. Of these 28 animals, 15 (54%) were positive for BoHV-5 DNA by polymerase chain reaction (PCR) of formalin-fixed paraffin-embedded (FFPE) brain samples. PCR target was 159-bp fragment from the BoHV-5 glycoprotein C gene. The oldest case identified in the present study was from 1988. PCR was a good tool for the diagnosis of BoHV-5 DNA extracted from FFPE tissues, allowing retrospective studies of samples stored for more than 20 years.(AU)
A meningoencefalite por herpesvírus bovino-5 (BoHV-5) é uma doença neurológica importante no rebanho bovino brasileiro. Este estudo tem por objetivo verificar a presença do DNA de BoHV-5 em bovinos diagnosticados com meningoencefalite na Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia da Universidade Estadual Paulista, entre os anos de 1980 e 2009. Foram revisados os arquivos do Serviço de Clínica de Grandes Animais e da Patologia Animal em busca dos dados clínicos e epidemiológicos de bovinos com sinais neurológicos. Excluídos os casos de raiva, foram encontrados 115 casos de bovinos com sinais neurológicos, que foram necropsiados. O exame histopatológico realizado nos tecidos encefálicos desses animais constatou lesões de meningoencefalite não supurativa em 28 animais. Destes, em 15 (54%) casos foi identificada a presença do DNA de BoHV-5 por meio de PCR realizada em amostras de tecido encefálico fixadas em formalina e incluídas em parafina (FFPE). O alvo da PCR foi um fragmento de 159 pb do gene da glicoproteína C do BoHV-5. O caso mais antigo identificado neste estudo foi de 1988. A PCR apresentou-se como boa ferramenta para o diagnóstico do DNA de BoHV-5 extraído de tecidos FFPE, possibilitando estudos retrospectivos e diagnóstico de amostras com mais de 20 anos de armazenamento.(AU)
Assuntos
Animais , Bovinos , Encéfalo/patologia , Glicoproteínas/análise , Herpesvirus Bovino 5/isolamento & purificação , Meningoencefalite/veterinária , Inclusão em Parafina/veterinária , Reação em Cadeia da Polimerase/veterináriaResumo
Meningoencephalitis caused by Bovine herpesvirus 5 (BoHV-5) is an important neurological disease that affects Brazilian cattle herds. The present study investigated the presence of BoHV-5 DNA in cattle diagnosed with meningoencephalitis at Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia, UNESP - Univ Estadual Paulista from 1980 to 2009. The records obtained from the Large Animal Internal Medicine Service and the Animal Pathology Service were reviewed to identify clinical and epidemiological data from cattle with neurological signs. Excluding rabies cases, we found 115 cases of cattle with neurological signs that had been necropsied. Non-suppurative meningoencephalitis was diagnosed in 28 animals of the 115 initially selected based on histopathological examination of brain tissues. Of these 28 animals, 15 (54%) were positive for BoHV-5 DNA by polymerase chain reaction (PCR) of formalin-fixed paraffin-embedded (FFPE) brain samples. PCR target was 159-bp fragment from the BoHV-5 glycoprotein C gene. The oldest case identified in the present study was from 1988. PCR was a good tool for the diagnosis of BoHV-5 DNA extracted from FFPE tissues, allowing retrospective studies of samples stored for more than 20 years.(AU)
A meningoencefalite por herpesvírus bovino-5 (BoHV-5) é uma doença neurológica importante no rebanho bovino brasileiro. Este estudo tem por objetivo verificar a presença do DNA de BoHV-5 em bovinos diagnosticados com meningoencefalite na Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia da Universidade Estadual Paulista, entre os anos de 1980 e 2009. Foram revisados os arquivos do Serviço de Clínica de Grandes Animais e da Patologia Animal em busca dos dados clínicos e epidemiológicos de bovinos com sinais neurológicos. Excluídos os casos de raiva, foram encontrados 115 casos de bovinos com sinais neurológicos, que foram necropsiados. O exame histopatológico realizado nos tecidos encefálicos desses animais constatou lesões de meningoencefalite não supurativa em 28 animais. Destes, em 15 (54%) casos foi identificada a presença do DNA de BoHV-5 por meio de PCR realizada em amostras de tecido encefálico fixadas em formalina e incluídas em parafina (FFPE). O alvo da PCR foi um fragmento de 159 pb do gene da glicoproteína C do BoHV-5. O caso mais antigo identificado neste estudo foi de 1988. A PCR apresentou-se como boa ferramenta para o diagnóstico do DNA de BoHV-5 extraído de tecidos FFPE, possibilitando estudos retrospectivos e diagnóstico de amostras com mais de 20 anos de armazenamento.(AU)
Assuntos
Animais , Bovinos , Meningoencefalite/veterinária , Herpesvirus Bovino 5/isolamento & purificação , Glicoproteínas/análise , Encéfalo/patologia , Reação em Cadeia da Polimerase/veterinária , Inclusão em Parafina/veterináriaResumo
Bovine meningoencephalitis caused by BHV-5, a double-stranded DNA enveloped virus that belongs to the family Herpesviridae and subfamily Alphaherpesvirinae, is an important differential diagnosis of central nervous diseases. The aim of this study was to describe the histological changes in the central nervous system of calves experimentally infected with BHV-5 and compare these changes with the PCR and IHC results. Formalin-fixed paraffin-embedded central nervous system samples from calves previously inoculated with BHV-5 were microscopically evaluated and tested using IHC and PCR. All the animals presented with nonsuppurative meningoencephalitis. From 18 evaluated areas of each calf, 32.41% and 35.19% were positive by IHC and PCR, respectively. The telencephalon presented more accentuated lesions and positive areas in the PCR than other encephalic areas and was the best sampling area for diagnostic purposes. Positive areas in the IHC and PCR were more injured than IHC and PCR negative areas. The animal with neurological signs showed more PCR- and IHC-positive areas than the other animals.(AU)
A meningoencefalite bovina causada pelo BHV-5, um vírus DNA fita dupla envelopado que pertence à família Herpesviridae e subfamília Alphaherpesvirinae, é um importante diagnóstico diferencial das doenças do sistema nervoso central. O objetivo deste estudo foi descrever as alterações histológicas no sistema nervoso central de bovinos experimentalmente infectados com BHV-5 e comparar estas alterações com os resultados de imunoistoquímica (IHQ) e PCR. Amostras do sistema nervoso central de bezerros previamente inoculados com BHV-5 foram microscopicamente avaliadas e submetidas à IHQ e PCR. Todos os animais apresentaram meningoencefalite não-supurativa. Das 18 áreas avaliadas de cada bezerro, 32,41% e 35,13% foram positivas na IHQ e PCR, respectivamente. O telencéfalo apresentou lesões mais acentuadas e foi mais positivo na PCR do que as demais áreas encefálicas e se apresentou como a melhor área para coleta de material para o diagnóstico. As áreas positivas na IHQ e na PCR apresentaram lesões mais acentuadas do que as áreas negativas para as mesmas técnicas. O animal com sinais neurológicos apresentou mais áreas positivas para PCR e IHQ do que os demais animais.(AU)
Assuntos
Animais , Bovinos , Sistema Nervoso Central/fisiopatologia , Herpesvirus Bovino 5/isolamento & purificação , Meningoencefalite/veterinária , Doenças do Sistema Nervoso/veterinária , Imuno-Histoquímica/veterinária , Reação em Cadeia da Polimerase/veterináriaResumo
Bovine meningoencephalitis caused by BHV-5, a double-stranded DNA enveloped virus that belongs to the family Herpesviridae and subfamily Alphaherpesvirinae, is an important differential diagnosis of central nervous diseases. The aim of this study was to describe the histological changes in the central nervous system of calves experimentally infected with BHV-5 and compare these changes with the PCR and IHC results. Formalin-fixed paraffin-embedded central nervous system samples from calves previously inoculated with BHV-5 were microscopically evaluated and tested using IHC and PCR. All the animals presented with nonsuppurative meningoencephalitis. From 18 evaluated areas of each calf, 32.41% and 35.19% were positive by IHC and PCR, respectively. The telencephalon presented more accentuated lesions and positive areas in the PCR than other encephalic areas and was the best sampling area for diagnostic purposes. Positive areas in the IHC and PCR were more injured than IHC and PCR negative areas. The animal with neurological signs showed more PCR- and IHC-positive areas than the other animals.(AU)
A meningoencefalite bovina causada pelo BHV-5, um vírus DNA fita dupla envelopado que pertence à família Herpesviridae e subfamília Alphaherpesvirinae, é um importante diagnóstico diferencial das doenças do sistema nervoso central. O objetivo deste estudo foi descrever as alterações histológicas no sistema nervoso central de bovinos experimentalmente infectados com BHV-5 e comparar estas alterações com os resultados de imunoistoquímica (IHQ) e PCR. Amostras do sistema nervoso central de bezerros previamente inoculados com BHV-5 foram microscopicamente avaliadas e submetidas à IHQ e PCR. Todos os animais apresentaram meningoencefalite não-supurativa. Das 18 áreas avaliadas de cada bezerro, 32,41% e 35,13% foram positivas na IHQ e PCR, respectivamente. O telencéfalo apresentou lesões mais acentuadas e foi mais positivo na PCR do que as demais áreas encefálicas e se apresentou como a melhor área para coleta de material para o diagnóstico. As áreas positivas na IHQ e na PCR apresentaram lesões mais acentuadas do que as áreas negativas para as mesmas técnicas. O animal com sinais neurológicos apresentou mais áreas positivas para PCR e IHQ do que os demais animais.(AU)
Assuntos
Animais , Bovinos , Sistema Nervoso Central/anatomia & histologia , Sistema Nervoso Central/química , Sistema Nervoso Central/imunologia , Sistema Nervoso Central/patologia , MeningoencefaliteResumo
A meningoencefalite por herpesvírus bovino 5 (BHV5) foi descrita em várias regiões do mundo. A doença ocorre na forma de surtos ou de casos isolados. No Brasil, encefalites causadas pelo BHV5 têm sido confirmadas de forma crescente nos rebanhos, sendo considerada a segunda maior causa de encefalite com etiologia determinada em bovinos. Nesse sentido, o presente estudo objetivou caracterizar as regiões do sistema nervoso central (SNC) com maior freqüência do BHV5, o envolvimento de diferentes populações de lincócitos e a expressão de citocinas relacionadas ao processo inflamatório. As amostras (n=8) foram submetidas às análises histopatológica, imuno-histoquímica e molecular. A principal lesão observada foi caracterizada como infiltrado perivascular, classificado em leve, moderado e severo. Em todos os casos o infiltrado perivascular foi notado de forma severa no bulbo olfatório, lobos frontal, temporal e parietal. A expressão de citocinas foi principalmente detectada nas regiões do bulbo olfatório e lobo piriforme. Este estudo abordou que a incidência do BHV5 ocorreu principalmente na região frontal, visto que a contaminação pelo vírus ocorre de forma nasal, tendo como primeiro contato a região frontal do cérebro com o BHV5.
Meningoencephalitis caused by bovine Herpesvirus 5 (BHV5) has been described worldwide. The disease occurred as outbreaks of isolates clinical cases. In Brazil, encephalitis caused by BHV5 has been confirmed by the increase of positive animals, being the second major cause of bovine viral encephalitis. Likewise, the aim of this study was to characterize brain regions from central n ervous system (CNS) presenting high frequency of BHV5 antigen and genome, phenotype lymphocytes subpopulations among perivascular cuffs and compare these results with cytokines transcription. The samples (n=8) were submitted to histopathological analysis, immunohistochemistry and molecular evaluation. The main histopathological lesions were characterized as perivascular cuffs, classified as severe, and sometimes moderate. All cases, perivascular infiltrates were severe in olfactory bulb, and frontal, temporal and parietal lobes. The cytokines expression was considered up regulated in olfactory bulb and piriform lobe. This study addressed the BHV5 distribution mainly observed in frontal regions from CNS, what confirmed the respiratory route as important for virus infection.
Resumo
O herpesvírus bovino 5 (BoHV-5) é o agente da menigoencefalite herpética bovina. A doença neurológica, associada à infecção pelo BoHV-5, apresenta altas taxas de letalidade em bovinos jovens e está disseminada no Brasil. A prevenção das perdas causadas pela infecção pelo herpesvírus está baseada, principalmente, na imunização dos animais. Nesse sentido, foi delineada uma comparação entre isolados de BoHV-5, buscando selecionar o isolado mais antigênico para a formulação de vacinas. As formulações inativadas foram produzidas com os isolados ISO9898292, SV507, SV163, 1807 e EVI145 e administradas a cinco grupos de 10 ovelhas cada, que receberam duas doses vacinais por via intramuscular com intervalo de 21 dias. Foram realizadas coletas de sangue para análise de presença de anticorpos por soroneutralização e acompanhamento dos animais até o 63° dia após a primo-vacinação. Foram observados dois picos na curva de anticorpos, o primeiro no dia 14, após a vacinação, quando os títulos médios de anticorpos variaram entre 23,1 e 138,6. O segundo pico foi observado 14 dias após a revacinação, quando os títulos médios variaram entre 301,3 e 1017,5. No 42° dia após a revacinação, foi observada variação de título entre 82,4 e 305,9. A diferença entre as médias de títulos de anticorpos de cada grupo de animais sugere uma menor antigenicidade do isolado ISO9898292 em relação aos demais, demonstrando uma possível variação antigênica entre os isolados. Todos os isolados, com exceção do ISO9898292, mostraram-se imunogênicos para a indução de anticorpos.(AU)
Herpesvirus bovine 5 (BoHV-5) is the agent of bovine herpetic menigoencephalitis. The neurological disease associated with the infection is highly lethal in young cattle and it is widespread in Brazil. Control of the clinical signs caused by herpesviruses is based mainly on the immunization of cattle. A comparative study was performed among Brazilian BoHV-5 isolates to select the more antigenic virus. Inactivated vaccines were formulated using isolates ISO9898292, SV507, SV163, 1807 and EVI145 and administered to five groups of 10 sheep, each animal receiving two intramuscular doses with a 21 days interval. Blood collection for serology by virusneutralization were performed until the 63rd day after the first vaccination, two peaks in the curve of antibodies were observed, the first on day 14, ranged from 23.l to 138.6. The second peak was observed 14 days after the booster, and ranged from 301.3 to 1017.5. In the 42nd day after the booster, it was observed a titer variation from 82.4 to 305.9. The differences among antibody titers of each group of suggests a lower antigenicity of isolate ISO9898292 in comparison with the others, demonstrating a possible antigenic variation among the isolates. Thus, all isolates, with exception of ISO9898292, were immunogenic for the induction of neutralizing antibodies.(AU)
Assuntos
Animais , Ovinos/imunologia , Herpesvirus Bovino 5/isolamento & purificação , Vacinas contra Herpesvirus/administração & dosagem , Formação de Anticorpos , Anticorpos/análiseResumo
Bovine herpesvirus 5 (BoHV-5) is an important cause of meningoencephalitis in young and adult cattle. The multiple etiology of neurological disturbances in cattle makes the quick and conclusive diagnosis of BoHV-5 infection important for animal and public health, mainly because of herbivore rabies that is endemic in Brazilian cattle herds. The objective of this retrospective study was to use a multiplex-polymerase chain reaction (multiplex-PCR) for BoHV-5 and BoHV-1 glycoprotein C gene detection from stored central nervous system (CNS) tissue fragments of cattle with neurological clinical signs. Forty-seven frozen CNS samples of young and adult cattle from 31 herds in three Brazilian geographical regions (South, Southeast, and Center-west) were evaluated. Eighteen (38.3%) of these CNS samples were BoHV-positive by virus isolation in cell culture. By multiplex-PCR 30 (63.8%) CNS samples were BoHV-5 positive. All 18 positive samples by virus isolation were confirmed as BoHV-5 by the multiplex-PCR, that provided a increase of 25.5% (12/47) in the BoHV-5 diagnosis rate. BoHV-1 was not detected in any CNS sample. This retrospective study demonstrated the wide regional distribution of BoHV-5 infection in Brazilian cattle herds since positive results were obtained in CNS samples of cattle with neurological disease from Paraná, São Paulo, Minas Gerais, Mato Grosso, and Mato Grosso do Sul States.
O herpesvírus bovino 5 (BoHV-5) é um importante agente etiológico de meningoencefalite em bovinos jovens e adultos. A etiologia múltipla dos distúrbios neurológicos em bovinos torna o diagnóstico conclusivo do BoHV-5 importante tanto em termos de sanidade animal quanto de saúde pública, principalmente pela característica endêmica da raiva dos herbívoros nos rebanhos bovinos brasileiros. O objetivo desse estudo retrospectivo foi utilizar a reação em cadeia da polimerase (multiplex-PCR) para a detecção do gene da glicoproteína C do BoHV-5 e do BoHV-1 em fragmentos estocados de sistema nervoso central (SNC) de bovinos com sinais clínicos neurológicos. Foram avaliadas 47 amostras congeladas de fragmentos de SNC de bovinos jovens e adultos pertencentes a 31 rebanhos de três regiões geográficas brasileiras (Sul, Sudeste e Centro-oeste). Por meio do isolamento viral em cultivo celular foi possível o isolamento do BoHV em 18 (38,3%) amostras. Pela técnica de multiplex-PCR 30 (63,8%) amostras de SNC foram positivas para o BoHV-5. Todas as 18 amostras positivas no isolamento viral foram confirmadas como BoHV-5 pela multiplex-PCR, proporcionando um incremento na taxa de diagnóstico do BoHV-5 de 25,5% (12/47). Em nenhuma das amostras avaliadas foi possível a identificação do BoHV-1 pela multiplex-PCR. Esse estudo retrospectivo demonstrou a ampla distribuição da infecção pelo BoHV-5 nos rebanhos bovinos brasileiros uma vez que resultados positivos foram obtidos em amostras de SNC colhidas de bovinos com doença neurológica, provenientes dos estados do Paraná, São Paulo, Minas Gerais, Mato Grosso e Mato Grosso do Sul.
Resumo
Bovine herpesvirus 5 (BoHV-5) is a important cause of viral encephalitis in cattle in South America. Within the framework of developing a differential vaccine against BoHV-5, a deletion mutant was constructed based on a Brazilian BoHV-5 isolate. The target of the deletions were genes that code proteins implicated in the neurovirulence of BoHV-5, the glycoprotein I (gI), glycoprotein E (gE) and membrane protein US9. To construct the deletion mutant of BoHV-5, the flanking regions of all three genes were cloned in a prokaryotic plasmid. This deletion fragment was co-transfected with the viral DNA into bovine cells. Identification of deletion mutants was performed by immunostaining with an anti-gE monoclonal antibody. One of the gE negative viral populations found was purified, amplified and further examined by restriction endonuclesase analysis of its genomic DNA. The plaque sizes and penetration kinetics of the deletion mutant and wild type viruses were compared. The plaque sizes of the deletion mutant were significantly smaller than those of the parental strain (p = 0.05), but no statistical differences were observed in penetration kinetics. The results indicate that the gI/gE/US9 deletion mutant of BoHV-5 may have a reduced virulence in the host and is still viable enough to be a good candidate for the development of a BoHV-5 vaccine.
O herpesvírus bovino 5 (BoHV-5) é uma causa importante de encefalite viral em bovinos na América do Sul. Buscando o desenvolvimento de uma vacina diferencial contra o BoHV-5, um mutante deletado foi construído com base em um isolado brasileiro deste vírus. O alvo das deleções foram genes que codificam proteínas implicadas na neurovirulência do BoHV-5, a glicoproteína I (gI), a glicoproteína E (gE) e a proteína de membrana US9. Para construir o mutante deletado de BoHV-5, as regiões flanqueadoras dos três genes foram clonadas em um plasmídeo procarioto. Este fragmento de deleção foi co-transfectado com o DNA viral em células de bovinos. A identificação dos mutantes deletados foi feita por meio da técnica de imunoperoxidase com um anticorpo monoclonal anti-gE. Uma das populacões virais gE negativas encontradas foi purificada, amplificada e seu genoma foi examinado por análise de restrição enzimática. Os tamanhos de placas virais e taxas de penetração do vírus mutante foram determinados e comparados com os do vírus selvagem. As placas virais do vírus mutante deletado foram significativamente menores do que as do vírus selvagem (p = 0,05), mas não foram encontradas diferenças significativas quando comparadas as taxas de penetração dos dois vírus. Estes resultados indicam que o vírus mutante deletado gI/gE/US9 de BoHV-5 pode apresentar virulência reduzida e é viável o suficiente para ser um bom candidato para o desenvolvimento de uma vacina contra o BoHV-5.
Resumo
Bovine herpesvirus 5 is an alphaherpesvirus that causes nonsuppurative meningoencephalitis in cattle. This disease occurs naturally in either outbreaks or isolated cases, and exhibits low morbidity and high lethality. Although previous studies elucidated crucial aspects involved in the pathogenesis of the disease, there is a paucity of information regarding the molecular events contributing to infection and replication of BoHV-5. The objective of the present study was to determine the in vitro gene expression pattern of BoHV-5 (e.g., alpha, beta, and gamma genes) and host cells genes (GAPDH and 18S) over time utilizing different quantities of inoculated virus. Three BoHV-5 genes (bICP0, UL9, US4) and one structural bovine cell gene had their expression accessed by real-time PCR. While the expression of BoHV-5 genes increased during the course of infection, GAPDH gene expression decreased in the host cells, evidencing the effect of viral infection on the expression of bovine cell genes. The 18S ribosomal RNA (rRNA) gene was constitutively expressed throughout BoHV-5 infection. Our data clearly demonstrates that GAPDH gene should not be used as a reference gene in studies of BoHV-5 infection because it was influenced by viral infection. However, 18S rRNA was constitutively expressed and, therefore, is recommended for normalization of BoHV-5 infection studies in bovine cells. The
Herpesvirus bovino 5 é um alfaherpesvírus causador de meningoencefalite não supurativa em bovinos. Esta doença possui ocorrência natural em surtos ou casos isolados, associadas a baixa morbidade e alta letalidade. Embora estudos anteriores tenham elucidado aspectos relacionados a patogenia da doença, há uma lacuna de conhecimento relacionado aos eventos moleculares que contribuem para a infecção e replicação do BoHV-5. O objetivo do presente estudo foi determinar a expressão gênica in vitro de genes virais (i.e., alfa, beta e gama) e das células hospedeiras (GAPDH e 18S) durante a infecção considerando diferentes momentos de infecção e quantidade de vírus utilizado. Três genes do BoHV-5 (bICP0, UL9, US4), um gene estrutural (GAPDH) e um gene constitutivo (18S) da célula bovina tiveram suas expressões avaliadas por PCR quantitativa (qPCR). Enquanto os genes virais tiveram sua expressão aumentada ao longo do tempo de infecção, o gene hospedeiro teve sua expressão diminuída, demonstrando a ação do vírus na expressão gênica de células bovinas in vitro. O gene constitutivo 18S teve sua expressão mantida durante todos os momentos do experimento. Nossos resultados claramente demonstraram que o GAPDH não deve ser usado como gene de referência em estudos com infecção por BoHV-5 pois é influenciado pela infecção viral. Entretanto, o 18S rRNA foi constitutivamente expresso e pode ser reco
Resumo
Fifteen outbreaks of bovine herpesvirus-type 5 (BHV-5) infection were diagnosed from August 1993 to December 1996. Fourteen outbreaks occurred in the State of Mato Grosso do Sul and one in the State of São Paulo. Cattle 6 to 60 months old were affected. Morbidity reached 0.05% to 5% and case fatality rate was nearly 100%. The disease occurred in different municipalities and at different times of the year. Clinical signs were exclusively nervous, and the clinical course varied from 1 to 15 days. The main histologic lesions were meningitis, diffuse encephalitis and necrosis of the cerebral cortex with intranuclear inclusion bodies in astrocytes and neurons. BHV-5 was isolated from 11 out of 12 brains of infected animals inoculated in calf testis cells and MDBK cells. The virus was identified by immunoperoxidase staining with use of monoclonal specific antibodies. Outbreaks of infection by BHV-5 represent 5% of the total number of bovine cases submitted for diagnosis to the Clinical Hospital of the University of Mato Grosso do Sul. These results indicate the importance of the disease in Mato Grosso do Sul and the need for its differentiation from other diseases which affect the nervous system.
Quinze focos de meningoencefalite por herpesvírus bovino-5 (BHV-5) foram diagnosticados entre agosto de 1993 e dezembro de 1996, sendo 14 provenientes do estado do Mato Grosso do Sul e um do estado de São Paulo. A doença ocorreu em diversos municípios e em diferentes épocas do ano. Foram afetados bovinos de 6 a 60 meses de idade, com uma morbidade de 0,05% a 5% e letalidade próxima a 100%. Os sinais clínicos foram exclusivamente nervosos e o curso da enfermidade variou de 1 a 15 dias. As principais lesões histológicas detectadas foram meningite e encefalite difusa com malacia do córtex cerebral e presença de corpúsculos de inclusão intranucleares em astrócitos e neurônios. O vírus foi isolado do cérebro de 11 de um total de 12 animais, e sua identidade confirmada por imunoperoxidase, utilizando-se anticorpos monoclonais específicos. Os surtos de encefalite por BHV-5 representam 5% dos diagnósticos realizados em bovinos pelo Hospital Veterinário da Universidade Federal do Mato Grosso do Sul. Os resultados deste trabalho evidenciam a importância da doença no Mato Grosso do Sul e indicam a necessidade de incluir a encefalite por BHV-5 no diagnóstico diferencial de outras doenças do sistema nervoso de bovinos frequentes no Estado.
Resumo
São descritos sete surtos e um caso isolado de meningoencefalite por herpesvírus bovino-5 (BoHV-5) em bovinos no Rio Grande do Sul entre 2002-2004. Foram afetados bovinos de 1-18 meses, de diversas raças e ambos os sexos. A maior freqüência foi observada em bovinos recém-desmamados e submetidos a outros fatores de estresse. Nesses surtos, de uma população total sob risco de 1.359 bovinos, 54 foram afetados, quatro se recuperaram e 50 morreram espontaneamente ou foram submetidos à eutanásia quando moribundos. Os índices gerais de morbidade, mortalidade e letalidade foram, respectivamente, de 3,97%, 3,67% e 92,59%. A evolução clínica variou de 3-10 dias e os sinais eram caracterizados por depressão, corrimento nasal ou ocular, ranger de dentes, andar em círculos, cegueira, febre, nistagmo, tremores, anorexia, disfagia, sialorréia, incoordenação, pressão da cabeça contra objetos, pêlos arrepiados, taquicardia, taquipnéia, dor abdominal, melena, quedas, decúbito, opistótono, convulsões e movimentos de pedalagem. Dezenove bezerros foram necropsiados. Achados de necropsia foram caracterizados por hiperemia das leptomeninges, tumefação das porções rostrais do telencéfalo, com achatamento das circunvoluções dos lobos frontais; nessas áreas havia focos marromamarelados e amolecidos (malacia). Nos casos de evolução clínica mais longa era observada acentuada tumefação, amolecimento e extensas áreas de hemorragia nos lobos frontais telencefálicos. Microscopicamente, todos os bovinos afetados apresentaram meningoencefalite não-supurativa e necrosante, que variou quanto à localização e intensidade nos 19 casos examinados e nas seções de encéfalo de um mesmo caso. A intensidade dessas lesões foi mais acentuada, em ordem decrescente, no córtex telencefálico frontal, nos núcleos da base, tálamo, tronco encefálico, córtex parietal, córtex occipital e cerebelo. O infiltrado inflamatório perivascular era constituído predominantemente por linfócitos e plasmócitos e, menos freqüentemente, neutrófilos. Outros achados incluíam variados graus de gliose, edema, necrose neuronal no córtex telencefálico, caracterizada por encarquilhamento e eosinofilia do citoplasma e picnose nuclear (neurônio vermelho), corpúsculos de inclusão basofílicos intranucleares em astrócitos e neurônios (21,05% dos casos), satelitose e neuronofagia. As áreas de amolecimento do parênquima eram caracterizadas por necrose do componente neuroectodérmico e manutenção das estruturas mesenquimais (vasos e micróglia), com infiltrado de células gitter e, em casos mais graves, áreas de hemorragia. Nos casos crônicos apenas estruturas vasculares e poucas células gitter permaneciam, formando uma cavidade entre a substância branca e as leptomeninges (lesão residual). O diagnóstico foi realizado com base nos achados epidemiológicos, clínicos, de necropsia e histopatológicos. Adicionalmente, foi realizado isolamento viral, imunofluorescência e reação em cadeia da polimerase em três surtos
Seven outbreaks and an isolated case of meningoencephalitis caused by bovine herpesvirus-5 (BoHV-5) in cattle from Rio Grande do Sul, Brazil, occurring in 2002-2004 are described. From a total population at risk of 1,359 cattle, 54 1-18-month-old calves from both sexes and several breeds were affected and 50 died spontaneously or were euthanatized while moribund. The highest frequency of cases were in recently weaned calves or calves submitted to other stressing factors. General rates of morbidity, mortality and lethality were respectively 3.97%, 3.67% e 92.59%. Clinical courses varied from 3-10 days and included depression, nasal and ocular discharge, grinding of teeth, circling, blindness, fever, nistagmus, trembling, anorexia, dysphagia, drooling, incoordination, head pressing, rough hair coat, tachycardia, tachypnea, abdominal pain, melena, falls, recumbency, opisthotonus, convulsions and paddling. Nineteen calves were necropsied. Necropsy findings were characterized by hyperemia of leptomeninges, swollen of rostral portions of the telencephalon, and flattening of frontal lobes gyri; frequently in these frontal areas there were segmental brown-yellow discoloration and softening (malacia) of the cortex. In cases with more protracted clinical courses there were extensive swelling, softening and hemorrhaging of the telencephalic frontal lobes. Microscopically, all affected cattle had a necrotizing non-suppurative meningoencephalitis with variable distribution among the 19 cases and among the various telencephalic regions of the same case. The severity of these changes were more marked, in decreasing order of intensity, in the telencephalic frontal cortex, basal ganglia (nuclei), thalamus, brain stem, parietal telencephalic cortex, occipital telencephalic cortex and cerebellum. Perivascular inflammatory infiltrate consisted predominantly of lymphocytes, plasm cells, and, less frequently, neutrophils. Additional microscopic findings included variable degrees of gliosis, edema, neuronal necrosis in the telencephalic cortex characterized by shrinking and eosinophilia of perikaria and nuclear picnosis (red neuron); basophilic intranuclear inclusion bodies in astrocytes and neurons (21.05% of the cases); sattelitosis; and neuronophagia. The areas of softening in the cortical substance consisted of necrosis of the neuroctodermal elements with maintenance of mesenchymal structures (vessels and microglia), infiltrate of gitter cells, and, in more severe cases, extensive hemorrhages. In chronic cases, only vascular structures and a few gitter cells remained in the cortical area leaving a cavity between white matter and leptomeninges (residual lesion). The diagnosis was based on the epidemiological, clinical, necropsy and histopathologial findings. Viral isolation, immunofluorescent antibody technique and polymerase chain reaction were performed in three outbreaks
Resumo
Com o objetivo de determinar a distribuição das lesões histológicas que ocorrem no sistema nervoso central (SNC) de bovinos naturalmente infectados por BHV-5 foram estudados 12 bovinos provenientes de 10 surtos da enfermidade diagnosticados no Laboratório Regional de Diagnóstico (LRD) da Faculdade de Veterinária ? UFPel, entre 1986 e 2003. A epidemiologia, história clínica e evolução da enfermidade foram obtidas a partir de pesquisa nos arquivos do LRD. Treze cortes do SNC foram realizados nos materiais conservados em formalina 10%, obtendo-se as regiões frontal, parietal, temporal e occipital do córtex cerebral, cápsula interna e núcleos da base, tálamo, colículo rostral, ponte, pedúnculos cerebelares, cerebelo, bulbo na altura do óbex e medula cervical. As secções foram processadas rotineiramente e coradas por hematoxilina e eosina. Foi avaliada a distribuição e a intensidade das lesões inflamatórias e de malacia observadas, as quais foram relacionadas com os aspectos clínicos e epidemiológicos da doença. Os surtos da enfermidade foram observados em todas as estações ano. A idade dos bovinos afetados variou de dois a 24 meses e a doença ocorreu em animais de ambos os sexos e de diferentes raças. Macroscopicamente foram observadas áreas amareladas e deprimidas no córtex cerebral de 5 bovinos necropsiados e, também, no tálamo e cápsula interna de dois destes animais. Congestão e hemorragia multifocal foram observadas na maioria dos casos. Em todos os bovinos estudados a lesão histológica caracterizou-se por meningoencefalite não supurativa observada em todas as áreas dos SNC estudadas, porém mais acentuada no córtex frontal. Áreas de malacia focal ou difusa com presença de células gitter, foram observadas em todas as regiões do córtex cerebral e também nos núcleos da base, cápsula interna e tálamo. Necrose neuronal focal foi observada, em alguns casos, no córtex cerebral. Corpúsculos de inclusão foram encontrados em todos os casos estudados nas diferentes regiões do córtex cerebral, as quais apresentavam lesões inflamatórias e de malacia discretas a moderadas. Em dois casos estes corpúsculos foram observados, também, nos núcleos da base e tálamo. Foi observado que a gravidade das lesões histológicas não está relacionada ao curso clínico da enfermidade
Resumo
Os estudos que fazem parte dessa tese foram realizados visando uma melhor compreensão da patogenia da infecção pelo herpesvírus bovino tipo 5 (BHV-5). Bovinos inoculados experimentalmente com uma amostra brasileira de BHV-5 (n=9), apresentaram sinais clínicos neurológicos de intensidade variável. Não foi possível correlacionar a distribuição do vírus no sistema nervoso central (SNC) com a severidade dos sinais observados. Vírus foi detectado em sete bezerros inoculados; em quatro bezerros BHV-5 estava de modo disseminado no SNC; em três havia BHV-5 em regiões confinadas no SNC (dois apresentaram vírus na medula oblonga, ponte, mesencéfalo e também córtex olfatório e frontal; em um havia vírus no córtex olfatório e frontal). Em um bezerro foi detectado BHV-5 no fígado e em células mononucleares presentes em manguitos perivasculares e parênquima cerebral. O modo de distribuição do vírus sugere acesso ao SNC pelas vias nervosas trigeminal e olfatória. A presença do vírus no fígado e em células mononucleares sugere que o mesmo pode também propagar-se através do sangue. Por outro lado, não foi detectado BHV-5 no SNC de dois bezerros sacrificados no dia 21 após a inoculação (pi), embora a histopatologia tenha revelado lesões de meningoencefalite, indicando ter havido eliminação do vírus nesses animais. Esse estudo foi continuado para determinar se células mononucleares sanguíneas (PBMCs) de bezerros experimentalmente infectados poderiam ser infectadas por BHV-5. Foram também determinadas as proporções de monócitos (CD14+) e linfócitos T (CD2+, CD4+, CD8+ e WC1+) sanguíneos em bovinos infectados. Através da citometria de fluxo, cerca de 3 % das PBMCs de bovinos inoculados foram positivas para antígenos do BHV-5 nos dias 4 e 7 pi. Análise por PCR revelou a presença do DNA do BHV-5 em PBMCs entre os dias 2 e 10 pi, em 4 de 6 terneiros inoculados. As proporções de monócitos e linfócitos T permaneceram inalteradas durante a infecção. Esses resultados demonstram que esta amostra de BHV-5 é capaz de infectar uma pequena percentagem de PBMCs. A suscetibilidade de PBMCs à infecção in vitro e a capacidade de replicação do BHV-5 in vitro também foram avaliadas. Foram detectados 4 % dos monócitos e 15% dos linfócitos positivos para antígenos de BHV-5, 24 horas pi. A produção de vírus nas PBMCs foi baixa (média 103DICC50 / ml) e não teve um aumento significativo até 24 horas pi. Assim, além de ser capaz de infectar um pequeno número de PBMCs, tais células são pouco permissivas para replicação de BHV-5 in vitro. Esses resultados sugerem que PBMCs possuem um papel limitado na patogenia do BHV-5, embora a infecção de tais células possa ser importante na propagação não neural do vírus no hospedeiro. Na parte seguinte dos estudos dessa tese, foi examinada a neuropatogenicidade e capacidade de reativação de uma amostra de BHV-5 da qual foram retirados os genes codificantes das glicoproteínas I (gI), E (gE) e a região única curta (US9) em bezerros inoculados experimentalmente. Não foram observados sinais clínicos de doença nos bovinos inoculados. O vírus foi excretado nas secreções nasais entre os dias 1 e 4 pi. Aos 14 dias pi, o recombinante foi detectado na medula oblonga, ponte, mesencéfalo e gânglio trigêmio. A administração de dexametasona visando provocar a reativação do vírus não foi capaz de reativar a excreção do recombinante de nenhum dos animais inoculados. Os dados apresentados evidenciam que os genes gI, gE e US9 do BHV-5 são importantes para a expr