Genetic diversity of Babesia bovis studied longitudinally under natural transmission conditions in calves in the state of Rio de Janeiro, Brazil / Diversidade genética de Babesia bovis estudada longitudinalmente em condições de transmissão natural entre bezerros no estado do Rio de Janeiro, Brasil

Abstract Serum and DNA samples from 15 naturally infected calves in Seropédica, Brazil, were obtained quarterly from birth to 12 months of age, in order to longitudinally evaluate their humoral immune response against Babesia bovis and the merozoite surface antigen diversity of B. bovis. Anti-B. bovis IgG antibodies were detected by an indirect fluorescent antibody test (IFAT) and enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). Using DNA amplification, sequencing and phylogenetic analysis, the genetic diversity of B. bovis was assessed based on the genes that encode merozoite surface antigens (MSA-1, MSA-2b and MSA-2c). The serological results demonstrated that up to six months of age, all the calves developed active immunity against B. bovis. Among the 75 DNA samples evaluated, 0, 3 and 5 sequences of the msa-1, msa-2b and msa-2c genes were obtained, respectively. The present study demonstrated that the msa-2b and msa-2c gene sequences amplified from blood DNA of B. bovis-positive calves were genetically diversified. These data emphasize the importance of conducting deeper studies on the genetic diversity of B. bovis in Brazil, in order to design diagnostic antigens and vaccines in the future.

Resumo Para avaliar longitudinalmente a resposta imune humoral anti-B. bovis e a diversidade genética de antígenos de superfície de merozoítos de B. bovis, entre bezerros naturalmente infectados em Seropédica, Brasil, amostras de soro e DNA de 15 bezerros foram obtidas trimestralmente, desde o nascimento até 12 meses de idade. Anticorpos IgG para B. bovis foram detectados pelos testes de Imunofluorescência Indireta e Ensaio de Imunoadsorção Enzimático Indireto. Usando-se amplificação de DNA, sequenciamento e análises filogenéticas, a diversidade genética de B. bovis, com base nos genes que codificam antígenos de superfície de merozoítos (MSA-1, MSA-2b e MSA-2c) foi investigada. Os resultados da sorologia demonstraram que, até os seis meses de idade, todos os bezerros desenvolveram imunidade ativa contra B. bovis. Entre as 75 amostras de DNA avaliadas, foram obtidas 0, 3 e 5 sequências dos genes msa-1, msa-2b e msa-2c. O presente estudo demonstrou que sequências dos genes msa-2b e msa-2c amplificadas a partir de amostras de sangue positivas para B. bovis de bezerros de Seropédica, foram geneticamente distintas. O presente trabalho realça a importância de se realizar estudos aprofundados sobre a diversidade genética de B. bovis no Brasil, objetivando o desenvolvimento de antígenos para o diagnóstico e vacinas no futuro.

Longitudinal evaluation of humoral immune response and merozoite surface antigen diversity in calves naturally infected with Babesia bovis, in São Paulo, Brazil / Avaliação longitudinal da resposta immune humoral e diversidade de antígenos de superfície de merozoítos em bezerros naturalmente infectados com Babesia bovis, em São Paulo, Brasil

Abstract Babesiosis is an economically important infectious disease affecting cattle worldwide. In order to longitudinally evaluate the humoral immune response against Babesia bovis and the merozoite surface antigen diversity of B. bovis among naturally infected calves in Taiaçu, Brazil, serum and DNA samples from 15 calves were obtained quarterly, from their birth to 12 months of age. Anti-B. bovis IgG antibodies were detected by means of the indirect fluorescent antibody test (IFAT) and enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). The polymerase chain reaction (PCR) was used to investigate the genetic diversity of B. bovis, based on the genes that encode merozoite surface antigens (MSA-1, MSA-2b and MSA-2c). The serological results demonstrated that up to six months of age, all the calves developed active immunity against B. bovis. Among the 75 DNA samples evaluated, 2, 4 and 5 sequences of the genes msa-1, msa-2b and msa-2c were obtained. The present study demonstrated that the msa-1 and msa-2b genes sequences amplified from blood DNA of calves positive to B. bovis from Taiaçu were genetically distinct, and that msa-2c was conserved. All animals were serologically positive to ELISA and IFAT, which used full repertoire of parasite antigens in despite of the genetic diversity of MSAs.

Resumo A babesiose é uma doença infecciosa economicamente importante que afeta o gado bovino em todo o mundo. Para avaliar longitudinalmente a resposta imune humoral contra B. bovis e a diversidade genética de antígenos de superfície de merozoítos de B. bovis, entre bezerros naturalmente infectados em Taiaçu, Brasil, amostras de soro e DNA de 15 bezerros, foram obtidos trimestralmente, desde o nascimento até aos 12 meses de idade. Os anticorpos IgG para B. bovis foram detectados pelos testes de Imunofluorescência Indireta e Ensaio de Imunoadsorção Enzimático Indireto. A Reação em Cadeia da Polimerase foi utilizada para investigar a diversidade genética de B. bovis, com base em genes que codificam antígenos de superfície de merozoítos (MSA-1, MSA-2b e MSA-2c). Os resultados da sorologia demonstraram que até seis meses de idade todos os bezerros desenvolveram imunidade ativa contra B. bovis. Entre as 75 amostras de DNA avaliadas, foram obtidas 2, 4 e 5 sequências dos genes msa-1, msa-2b e msa-2c. O presente trabalho demonstrou que as sequências dos genes msa-1 e msa-2b amplificadas do DNA do sangue de amostras positivas a B. bovis de bezerros de Taiaçu foram geneticamente distintas, e msa-2c conservadas. Todos os animais foram soropositivos ao ELISA e ao IFAT, os quais utilizaram o repertório completo de antígenos parasitários, apesar da diversidade genética dos MSAs.

Detection of antibodies against Babesia bovis and Babesia bigemina in calves from the region of Araguaína, State of Tocantins, Brazil / Detecção de anticorpos anti-Babesia bovis e anti-Babesia bigemina em bezerros na região de Araguaína, Estado do Tocantins, Brasil

The aim of this study was to determine the seroprevalence of antibodies against B. bovis and B. bigemina in calves from the region of Araguaína, State of Tocantins, Brazil. In this research we used sera obtained from 506 calves, from both genders and of 8 to 24 months old, to detect antibodies by indirect Enzyme-Linked Immunosorbent Assay (ELISA-test). Statistical analysis of the data was performed using the Chi-square (χ2) test with Yates correction. The seroprevalence obtained was 90.5 and 91.7 percent for B. bigemina and B. bovis, respectively, characterizing the region as an area of enzootic stability for the species analyzed. The seroprevalence to B. bovis showed higher positivity among calves 19-24 months old.

O objetivo desse estudo foi determinar a soroprevalência de anticorpos anti-B. bovis e anti-B. bigemina em bezerros da região de Araguaína, Estado do Tocantins, Brasil. Nesta pesquisa foram coletadas 506 amostras de soros de bezerros com faixa etária entre 8 e 24 meses, fêmeas e machos, as quais foram processadas pelo ensaio imunoenzimático indireto (ELISA-teste). Como análise estatística utilizou-se o Qui-Quadrado (χ2) com correção de Yates. As prevalências obtidas em bezerros foram de 90,5 e 91,7 por cento para B. bigemina e B. bovis, respectivamente, caracterizando esta região como de estabilidade enzoótica para as espécies analisadas. A soroprevalência para B. bovis apresentou maior positividade entre os bezerros com faixa etária de 19-24 meses.

Molecular and antigenic characterisation of ribosomal phosphoprotein P0 from Babesia bovis

Babesia bovis is a tick-borne pathogen that remains an important constraint for the development of cattle industries in tropical and subtropical regions of the world. Effective control can be achieved by vaccination with live attenuated phenotypes of the parasite. However, these phenotypes have a number of drawbacks, which justifies the search for new, more efficient immunogens based mainly on recombinant protein technology. In the present paper, ribosomal phosphoprotein P0 from a Brazilian isolate of B. bovis was produced and evaluated with regard to conservation and antigenicity. The protein sequence displayed high conservation between different Brazilian isolates of B. bovis and several Apicomplexa parasites such as Theileria, Neospora and Toxoplasma. IgG from cattle experimentally and naturally infected with B. bovisas well as IgG1 and IgG2 from naturally infected cattle reacted with the recombinant protein. IgG from cattle experimentally infected with Babesia bigemina cross-reacted with B. bovis recombinant P0. These characteristics suggest that P0 is a potential antigen for recombinant vaccine preparations against bovine babesiosis.

Serological survey of Babesia bovis, Babesia bigemina, and Anaplasma marginale antibodies in cattle from the semi-arid region of the state of Bahia, Brazil, by enzyme-linked immunosorbent assays

The objectives of this work were to determine the prevalence of Babesia bovis, Babesia bigemina, and Anaplasma marginale detecting antibodies in cattle raised in the semi-arid region of the state of Bahia, Brazil, through indirect enzyme linked immunosorbent assays (ELISA) and to compare the performances of indirect enzyme-linked immunosorbent assays with crude (I-ELISA-CrAnaAg) and recombinant major surface protein-5 (I-ELISA-MSP-5Ag), as antigens to detect antibodies against A. marginale. An stable enzootic area was found in Senhor do Bonfim and Euclides da Cunha for B. bovis that showed 86 and 95.5 percent of prevalence, respectively, and for B. bigemina with 90.8 and 91.3 percent. On the other hand, Uauá and Juazeiro, were characterized as enzootically unstable areas, since prevalences were: B. bovis - 63.7 and 56.4 percent and B. bigemina - 53 and 54.8 percent, respectively. The prevalence of A. marginale in the four municipalities was above 97 percent with I-ELISA-CrAnaAg and 94.8 percent with I-ELISA-MSP-5Ag which is an indication of stable enzootic condition for the rickettsia. The I-ELISA-CrAnaAg and I-ELISA-MSP-5Ag showed a highly significant association (r = 0.977), which means that both ELISA tests are suitable for epidemiological studies of A. marginale.

Evaluación de la Patogenicidad y Capacidad Protectora de un Inmungeno Fresco Combinado de Babesia Bigemina y Babesia Bovis / Evaluación of pathogenicity and protección capability of a fresh combined immunogen of Babesia bigemina and Babesia bovis

El objetivo del trabajo fue evaluar la inocuidad y la capacidad inmunoprotectora de un inmunógeno combinado de Babesia bigemina y Babesia bovis a una dosis de 108 y 109, respectivamente, bajo un desafío controlado. En el primer experimento (inocuidad) se utilizaron 16 bovinos Holstein provenientes de una zona libre de garrapatas y negativos a anticuerpos contra Babesia spp, mediante la prueba de inmunofluorescencia indirecta (IFI), los cuales fueron inoculados, vía intramuscular, con 1 X 109 eritrocitos infectados (EI) con una cepa atenuada de B. bigemina y 108 EI de una clona irradiada de B. bovis, ambas derivadas de cultivo in vitro. Se observaron cambios en las constantes fisiológicas a partir del día 7 y hasta el día 14 posinoculación (PI) en los animales sin verse éstos físicamente afectados. El porcentaje de eritrocitos parasitados (PEP) fue <0.01 por ciento. El segundo experimento (inmunogenicidad), se realizó tres meses PI y consistió en el desafío de 8 de los animales del experimento 1 con cepas virulentas de ambas especies del protozoario a una dosis de 108 EI de cada una. Cuatro animales adicionales sirvieron como grupo testigo. El grupo inmunizado presentó ligera disminución en el volumen celular aglomerado (VCA) con temperatura rectal (TR) sin cambios y PEP de 0.06 y <0.01 para B. bigemina y B. bovis, respectivamente. El grupo testigo presentó TR mayor a 400C, disminución del VCA (29 por ciento) y el PEP fue de 0.5 para B. bigemina y 0.03 para B. bovis; estos animales requirieron tratamiento para evitar su muerte. Se concluye que el inmunógeno combinado de B. bigemina y B. bovis a dosis altas no provoca reacciones clínicas severas en animales susceptibles y proporciona una sólida protección al desafío controlado con cepas virulentas

Pesquisaje de Babesia en trabajadores agropecuarios y donantes en la provincia de Ciego de Avila / Screening of Babesia un agricultural workers and donors in the province of Ciego de Avila

Se realizó un estudio descriptivo de casos, en éste se investigaron 781 sueros con la técnica de inmunofluorescencia indirecta con antígenos de Babesia bovis y Babesia bigemina en el Centro Nacional de Sanidad Agropecuaria. De ellos, 371 provenían de trabajadores agropecuarios y 410 de donantes de la provincia de Ciego de Avila. Se partió de diluciones de 1/64, a cada seropositivo se le confeccionó una encuesta epidemiológica para conocer factores de riesgo. Se empleó la prueba de diferencia de proporciones para comparar los porcentajes de positivos. Se calcularon las medias geométricas en ambos grupos y se procedió a su comparación con la prueba U de Mann Whitney. En los trabajadores agropecuarios se detectó un 7 por ciento con anticuerpos contra el 3,9 por ciento de los donantes (p < 0,05). Se encontró mayor circulación de Babesia bovis que de Babesia bigemina

Antígenos liofilizados de Babesia bovis em ELISA para detecçäo de anticorpos / Assessment of lyophilised antigens in ELISA for Babesia bovis antibody detection

Uma preparaçäo antigênica bruta de Babesia bovis, preparada a partir de cultivo celular, foi liofilizada e utilizada em um teste de ELISA para detecçäo de anticorpos. O valor discriminante foi calculado pela média de amostras de soros negativos acrescida de dois desvios padröes. As duas séries de valores obtidas com antígeno liofilizado e antígeno congelado mostraram alta correlaçäo, indicando que a liofilizaçäo pode se constituir em uma alternativa prática para preservaçäo de antígenos de B. bovis para uso em ELISA

Isolation of Babesia bigemina and Babesia bovis merozoites by ammonium chloride lysis of infected erythrocytes

1. We describe the isolation of viable merozoites from erythrocytes infected with Babesia bovis or Babesia bigemina organisms by ammonium chloride lysis. 2. Parasite morphology was examined by both light and transmission electron microscopy. Erythrocyte-free parasites maintain their viability and infectivity, retain their antigenicity and are suitable for use in the indirect fluorescent antibody assay