Pathogenicity of different rabies virus isolates and protection test in vaccinated mice / Patogenicidade de diferentes isolados do vírus da raiva e teste de proteção em camundongos vacinados

This study was aimed to evaluate and compare the pathogenicity of rabies virus isolated from bats and dogs, and to verify the efficacy of a commercial rabies vaccine against these isolates. For evaluation of pathogenicity, mice were inoculated by the intramuscular route (IM) with 500MICLD50/0.03mL of the viruses. The cross-protection test was performed by vaccinating groups of mice by the subcutaneous route and challenged through the intracerebral (IC) route. Isolates were fully pathogenic when inoculated by the IC route. When inoculated intramuscularly, the pathogenicity observed showed different death rates: 60.0 percent for the Desmodus rotundus isolate; 50.0 percent for dog and Nyctinomops laticaudatus isolates; 40.0 percent for Artibeus lituratus isolate; 9.5 percent Molossus molossus isolate; and 5.2 percent for the Eptesicus furinalis isolate. Mice receiving two doses of the vaccine and challenged by the IC route with the isolates were fully protected. Mice receiving only one dose of vaccine were partially protected against the dog isolate. The isolates from bats were pathogenic by the IC route in mice. However, when inoculated through the intramuscular route, the same isolates were found with different degrees of pathogenicity. The results of this work suggest that a commercial vaccine protects mice from infection with bat rabies virus isolates, in addition to a canine rabies virus isolate.

O estudo avaliou e comparou as propriedades patogênicas de cinco isolados do vírus da raiva de morcegos e um isolado do vírus da raiva de cão e analisou a eficácia de vacina comercial contra estes isolados, em camundongos. Para o estudo de patogenicidade camundongos foram inoculados pela via IM com 0,1 mL contendo 500MICLD50/0,03mL das amostras de vírus. Quando inoculados pela via IC, os isolados do vírus da raiva provocaram a morte de 100 por cento dos camundongos. No entanto, 500MICLD50/0,03mL das mesmas amostras, inoculadas pela via IM, ocasionaram mortalidade de: 60,0 por cento quando a amostra era de Desmodus rotundus; 50,0 por cento de cão e de Nyctinomops laticaudatus; 40,0 por cento de Artibeus lituratus; 9,5 por cento de Molossus molossus; e 5,2 por cento de Eptesicus furinalis. Camundongos que receberam duas doses de vacina foram protegidos quando desafiados pela via IC, com todas as amostras testadas. Quando os camundongos receberam uma dose da mesma vacina, houve proteção parcial daqueles desafiados com a amostra de cão. Todos os isolados do vírus da raiva testados foram patogênicos para camundongos, inoculados pela IC. No entanto, pela via IM, os mesmos isolados mostraram diferentes graus de patogenicidade. Concluiu-se também que a vacina comercial contra raiva protegeu os camundongos desafiados com amostras de vírus isolados de morcegos e de cão.

Estudo imunológico e genético de 10 isolados do vírus da raiva de morcegos do Rio de Janeiro, Sudeste do Brasil / Immunological and genetic study of 10 bat rabies virus isolates from Rio de Janeiro State, Southeast

O presente trabalho visou estudar 10 isolados de vírus da raiva de morcegos hematófagos e não-hematófagos do Estado do Rio de Janeiro em suas características genéticas quanto aos genes N e G, além da resposta de camundongos vacinados com a vacina anti-rábica produzida pela replicação da amostra Pitman-Moore em cultivo celular, frente ao desafio com estes isolados virais, utilizando-se um ensaio imunológico baseado no teste de potência NIH. A vacina anti-rábica utilizada na imunização dos camundongos ofereceu proteção em mais de 80% dos camundongos vacinados com a diluição 1:5 da vacina, frente à maioria dos isolados. A análise filogenética do gene da proteína N apresentou um padrão de agregação dividido em variante de morcego hematófago e variante de morcego insetívoro, com todos os isolados de morcegos frugívoros Artibeus sp. tendo sido segregados com a variante característica de morcegos Desmodus rotundus. Foram observadas diferenças filogenéticas entre as variantes do vírus da raiva de morcego hematófago isoladas na Região Noroeste do Estado do Rio de Janeiro e aquelas isoladas nas Regiões Metropolitana e Sul do Estado. A substituição do resíduo ácido aspártico por ácido glutâmico na posição 118, encontradas na caracterização genética da proteína G dos isolados 704/97BR-DR e 151/98BR-DR, permite inferir que esta posição esteja relacionada à antigenicidade viral. Não foram observadas diferenças genéticas temporais entre os isolados estudados. A vacina anti-rábica utilizada ofereceu proteção satisfatória contra a maioria dos isolados estudados.

In the present study we analyzed 10 bats rabies viruses isolated from Rio de Janeiro State, focusing on its genetic characteristics from genes N and G, and also in the response of mice vaccinated with cell-culture rabies vaccine, produced with the Pitman-Moore strain, after viral challenge with bat rabies isolates, using an immunologic essay based on NIH vaccine potency test. The vaccine used conferred protection in more than 80% of the mice vaccinated with 1:15 vaccine dilution, after viral challenge. N gene genetic analysis divided the rabies virus isolates into haematophagous and insectivorous bat variants, with all isolates from Artibeus sp. frugivorous bats being clustered with the variant characteristic of the Desmodus rotundus vampire bat. Phylogenetic differences between isolates from Northeast Region and those from the Metropolitan and South Regions of Rio de Janeiro State were observed. The substitution of an aspartic acid to a glutamic acid found in the position 118 of G gene genetic characterization from samples 704/97BR-DR and 151/98BR-DR seems to be related to viral antigenicity. There were no time-related genetic differences between the studied samples. The vaccine employed was found with satisfactory protection against the majority of the isolates used.

Experimental infection of vampire bats Desmodus rotundus (E. Geoffroy) maintained in captivity byfeeding defibrinated blood added with rabies vírus / Infecção experimental de morcegos hematófagos Desmodus rotundus(E. Geoffroy) mantidos em cativeiro e alimentados com sangue desfibrinado adicionado de vírus da raiva

In vampire bats, food sharing behavior would contribute for the oral transmission of rabies virus among the roostmates. To test this hypothesis, 10 captive Desmodus rotundus bats were fed defibrinateds wine blood containing mice brain suspension of PV-strain of rabies virus. Other 10 bats were fed blood mixed with a mice brain suspension of T-9/95 vampire-bat-field isolate of rabies virus. Another group of 10 bats was inoculated intramuscularly with a mice brain suspension of the T-9/95 isolate. Other 20 bats were maintained without treatment and fed defibrinated swine blood for 158 days. All animals found dead during the observation period or those sacrificed at the end of the experiment were necropsied and specimens such as the brain and non-nervous tissues were collected for rabies examination. Four bats inoculated intramuscularly developed clinical rabies, with signs lasting 1-2 days, and the survival periods ranged from 11-14 days. The initial rabies diagnosis was based on direct fluorescent antibody (dFA) and mouse inoculation test (MIT) performed only on brain specimens, and subsequently, brains andthe non-nervous materials were further reexamined by means of dFA, MIT and heminested-polymerase chain reaction (ht-PCR)technique. The intake of the PV-strain caused rabies in 2 bats, with survival period of 25 and 32 days, while the three bats ingesting theT-9/95 isolate presented periods of 26-31 days. Although discrepant results were found among the diagnostic tests, viruses have disseminated to the central nervous system and other organs, as seenin bats inoculated intramuscularly

Em morcegos hematófagos, o hábito de compartilhar alimentopoderia contribuir na transmissão oral do vírus da raiva. Para verificar esta hipótese, 10 morcegos Desmodus rotundus em cativeiro foram alimentados com sangue suíno desfibrinado, contendo suspensão de cérebros de camundongos infectados com vírus rábico PV. Outros 10 camundongos receberam sangue contendo suspensão cerebral de camundongos infectados com vírus de morcego hematófago (T-9/95). Um grupo de 10 camundongos foi inoculado intramuscularmente com suspensão de vírus T-9/95. Outros 20 morcegos foram mantidossem tratamento e alimentados com sangue desfibrinado por 158 dias. Todos os animais encontrados mortos durante o período de observação ou sacrificados no final do experimento foram necropsiados e os cérebros e órgãos não-nervosos foram colhidos para a confirmação da raiva. Quatro morcegos inoculados intramuscularmente apresentaram raiva clínica, com sinais persistind opor 1-2 dias e os períodos de sobrevivência variaram de 11-14 dias. O diagnóstico da raiva inicialmente foi realizado somente com os fragmentos do cérebro, submetendo-os às provas de imunoflurescência direta (IFD) e inoculação em camundongos (IC).Subseqüentemente, os cérebros e os órgãos não-nervosos foram reexaminados com as técnicas de IFD, IC e heminested-polymerase chain reaction (ht-PCR). A ingestão do vírus PV causou raiva em dois morcegos, com período de sobrevivência de 25 e 32 dias, enquanto que os três morcegos que ingeriram o isolado T-9/95 apresentaram períodos de 26-31 dias. Embora encontrando resultados discrepantes entre as técnicas diagnósticas utilizadas, os vírus ingeridos pelos morcegos foram detectados no sistema nervoso central e outros órgãos não-nervosos, como nos morcegos inoculados intramuscularmente

Experiments on intramuscular inoculation and feeding domestic cats (Felis catus) with brains of mice previously infected by rabies viruses

Nineteen kittens divided into four groups were fed with brains of mice infected with rabies viruses. Each four kittens (group I) received four brains infected with the PV fixed strain; nine kittens (group II) ingested 4-5 brains infected with the field isolate T-9/95, isolated from the Desmodus rotundus vampire bat; two kittens (group III) fedten T-9/95-infected brains, and four cats consumed 32-37 PV strain infected brains. One adult male, inoculated into masseter muscle with a 20% T-9/95-infected brain suspension, presented rabies after an incubation period of six days, followed with 8 days of clinical evolution, and died there after and this cat was considered as the rabies “positive standard”. After observing for 20-230 days, all the cats feeding the rabid brains were submitted to euthanasia, by using Acepran®, Zoletil®,and T-61®. At necropsy, samples of brain, heart, lung, kidney, submaxillary salivary gland, and cervical medulla were collected from all the cats and further submitted to the direct fluorescence antibodytest (dFA), mouse inoculation test (MIT) and to the reverse transcriptase-polymerase chain reaction (RT-PCR) technique. Brain, cervical medulla, and the submaxillary salivary gland of the positive standard cat were dFA-positive, and brain and cervical medulla were positive for MIT. All specimens of this cat tested by the RT-PCR were found positive. No animals ingesting PV or T-9/95 virus-infectedbrains developed clinical signs and all materials tested were negativeby dFA and MIT. Several specimens, however, showed positive reactions by the RT-PCR technique, but cats were resistant to rabies through the viruses administered orally.

Dezenove gatos, divididos em quatro grupos, foram alimentadoscom cérebros de camundongos infectados com vírus de raiva. Cada um dos quatro gatos (grupo I) receberam quatro cérebros infectados com vírus fixo PV; nove gatos (grupo II) ingeriram 4-5 cérebros infectados com uma amostra de campo T-9/95, isolada do morcego Desmodus rotundus; dois gatos (grupo III) ingeriram 10 cérebros infectados com T-9/95 e quatro gatos (grupo IV) ingeriram 32-37 cérebros infectados com vírus PV. Um macho adulto, inoculado no músculo masséter, com uma suspensão cerebral a 20% da amostra T-9/95, desenvolveu raiva após período de incubação de seis dias,seguidos por oito dias de evolução clínica, morrendo em seguida. Este gato foi denominado de “padrão positivo”. Após observação por um período de 20-230 dias, todos os gatos que receberam cérebros foram submetidos à eutanásia, utilizando Acepran®, Zoletil® e T-61®. À necropsia, foram colhidas amostras do cérebro, coração, pulmão,rim, glândula salivar submaxilar e medula cervical e submetidas à prova de imunofluorescência direta (IFD), inoculação em camundongos (IC), e reação em cadeia pela polimerase-transcriptase reversa (RT-PCR). No “padrão positivo”, cérebro, medula cervical eglândula salivar foram positivos à IFD e à IC, cérebro e medula cervical foram os positivos. Todos os espécimes do “padrão positivo” foram positivos à RT-PCR. Nenhum animal que ingeriu cérebros contendo amostras de vírus PV ou T-9/95 apresentou sinais clínicos e todos osespécimes testados foram negativos à IFD e IC, no entanto, alguns espécimes reagiram positivamente à RT-PCR, porém, os gatos foram resistentes à raiva com vírus administrados oralmente. Master thesis submitted to the Faculty of Veterinary Medicine and Zootechny of the University of São Paulo, on June 24th, 2003. Fellowship from the Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo-FAPESP, process No. 01/07188-8.