Microbiota intestinal en la salud humana / Gut microbiota in human health

Introducción: La microbiota describe a un grupo de microorganismos en una región o período de tiempo que incluye: bacterias, arqueas, protistas, hongos y virus. Objetivos: Explicar la función de la microbiota intestinal en la salud humana. Métodos: Se realizó una búsqueda en diferentes de bases de datos como NHI, Ebsco y PubMed en idioma español e inglés, se revisó un total de 17 artículos de los cuales el mayor por ciento es de menos de 5 años. Resultados: Las microbiota intestinal en su mayoría se compone de Gram negativa, con una pared celular rica en lipopolisacáridos (LPS) que potencia a la inmunidad innata por interacción de receptor Toll-like (TLR) ligando, desencadena la producción de citoquinas proinflamatorias, entre otros. Conclusiones: La microbiota intestinal funciona como un señalizador antiinflamatorio y regulador de la permeabilidad epitelial intestinal(AU)

Introduction: Microbiota describes a group of microorganisms in a region or period of time that includes bacteria, archaea, protists, fungi, and viruses. Objectives: To explain the role of the intestinal microbiota in human health. Methods: A search was carried out in different databases such as NHI, Ebsco and PubMed in Spanish and English, a total of 17 articles were reviewed, most of them are less than 5 years. Results: Intestinal microbiota is mostly composed of Gram negative, with a cell wall rich in lipopolysaccharides (LPS) that enhances innate immunity by Toll-like receptor (TLR) ligand interaction, triggers the production of proinflammatory cytokines, among others. Conclusions: Intestinal microbiota functions as an anti-inflammatory signaling agent and regulator of intestinal epithelial permeability(AU)

Mapping of the continuous epitopes displayed on the Clostridium perfringens type D epsilon-toxin

Abstract The epsilon toxin, produced by Clostridium perfringens, is responsible for enterotoxemia in ruminants and is a potential bioterrorism agent. In the present study, 15 regions of the toxin were recognized by antibodies present in the serum, with different immunodominance scales, and may be antigen determinants that can be used to formulate subunit vaccines.

Kinetics of epsilon antitoxin antibodies in different strategies for active immunization of lambs against enterotoxaemia / Cinética dos anticorpos antitoxina epsilon em diferentes estratégias de imunização ativa em cordeiros contra a enterotoxemia

Enterotoxaemia, a common disease that affects domestic small ruminants, is mainly caused by the epsilon toxin of Clostridium perfringens type D. The present study tested four distinct immunization protocols to evaluate humoral response in lambs, a progeny of non-vaccinated sheep during gestation. Twenty-four lambs were randomly allocated into four groups according to age (7, 15, 30 and 45 days), receiving the first dose of epsilon toxoid commercial vaccine against clostridiosis with booster after 30 days post vaccination. Indirect ELISA was performed after the first vaccine dose and booster to evaluate the immune response of the lambs. Results showed that for the four protocols tested all lambs presented serum title considered protective (≥0.2UI/ml epsilon antitoxin antibodies) and also showed that the anticipation of primovaccination of lambs against enterotoxaemia conferred serum title considered protective allowing the optimization of mass vaccination of lambs.

Enterotoxemia, uma das mais comuns enfermidades que acomete os pequenos ruminantes domésticos, é causada principalmente pela toxina épsilon de Clostridium perfringens tipo D. O presente estudo avaliou a resposta humoral conferida por quatro protocolos distintos de primovacinação na progênie de ovelhas não vacinadas durante a gestação. Vinte e quatro cordeiros foram aleatoriamente divididos em quatro grupos de acordo com a idade (dias) que receberam a primeira dose da vacina comercial contra clostridiose contendo toxóide epsilon na sua formulação. Todos os cordeiros foram vacinados aos 7, 15, 30 ou 45 dias de idade e receberam um reforço da dose 30 dias após a vacinação. A avaliação sorológica dos cordeiros pelo teste de ELISA indireto foi realizada por ocasião da administração da primeira dose da vacina. Os resultados elucidaram não haver comprometimento da resposta imune de cordeiros vacinados tanto aos 7, 15, 30 ou 45 dias de idade associada ao reforço da dose 30 dias após, demonstrando assim que a antecipação da primeira vacinação conferiu proteção aos cordeiros contra a enterotoxemia, permitindo otimizar o planejamento da vacinação em massa dos cordeiros.

Cinética dos anticorpos de origem colostral contra a toxina épsilon de Clostridium perfringens tipo D em cordeiros / Kinetics of colostral antibodies against epsilon toxin produced by Clostridium perfringens type D in lambs

Enterotoxemia, uma das mais importantes enfermidades que acomete os pequenos ruminantes domésticos, é causada principalmente pela toxina épsilon de Clostridium perfringens tipo D. O presente estudo avaliou a cinética de anticorpos colostrais antitoxina épsilon em cordeiros nascidos de ovelhas submetidas a dois diferentes tipos de manejo sanitário. Um grupo de ovelhas prenhes (n=6) foi vacinado com uma dose única de vacina comercial polivalente contra clostridioses contendo toxóide épsilon na sua formulação cerca de 30 dias antes da data prevista para a parição. Outro grupo de ovelhas (n=6) de mesma idade gestacional não foi vacinado. Imediatamente após o parto, antes da ingestão do colostro, foram colhidas amostras sanguíneas dos respectivos cordeiros, bem como aos 30 e 60 dias de idade e submetidas à avaliação sorológica pelo teste de ELISA indireto. Os resultados encontrados permitem concluir que a vacinação de ovelhas prenhes 30 dias antes do parto contra a enterotoxemia causada pela toxina épsilon, com dose única de produto comercial, induz imunidade passiva em níveis considerados protetores (>0,5UI/ml) aos cordeiros por, no mínimo, 60 dias de idade.

Enterotoxemia, a disease that affect small ruminants, is caused mainly by the epsilon toxin from Clostridium perfringens type D. This study evaluated the kinetics of epsilon antitoxin colostral antibodies in lambs born to ewes submitted to two different types of health management. A group of pregnant ewes (n=6) was vaccinated with a single dose of commercial vaccine against polyvalent clostridial toxoid containing epsilon in its formulation some 30 days before the expected date of birth. Another group of ewes (n=6) of the same gestational age were not vaccinated. Immediately after birth, before intake of colostrum, blood samples were collected from their lambs as well as 30 and 60 days of age for serum evaluation by ELISA. The results allow to conclude that vaccination of pregnant ewes 30 days before parturition allowed the transfer of colostral antibodies specific enough to guarantee the immunity considered protective (0,5UI/ml) of the newborn lamb against enterotoxemia until its entry into the feedlot, with 60 days of age.

Necrotizing enteritis associated with Clostridium perfringensType B in chinchillas (Chinchilla lanigera) / Enterite necrosante associado a infecção por Clostridium perfringenstipo B em chinchilas (Chinchilla lanigera)

Four 3-4 month-old chinchillas (Chinchilla lanigera) from a commercial flock of 395 chinchillas, were found dead with evidence of previous diarrhea and prolapsed rectum. A fifth 8 month-old chinchilla died 8 hours after being found recumbent, apathetic, diarrheic and with a prolapsed rectum. Two chinchillas were necropsied and observed gross lesions consisted of extensive hemorrhagic enteritis, mild pulmonary edema and enlarged and yellow liver; this latter finding was particularly prominent in the chinchilla presenting longer clinical course. Histologically there was necrotizing enteritis associated with abundant bacterial rods aggregates in the intestinal surface epithelium and within the lamina propria. In the lungs there were small amounts of pink proteinaceous material (edema) in the interstitium and marked vacuolar hepatocellullar degeneration (lipidosis) in the liver. Anaerobic cultures from the intestinal contents of one of the affected chinchillas yielded Clostridium perfringens. Genotyping of this C. perfringens isolate was achieved by multiplex polymerase chain reaction (mPCR) as C. perfringenstype B due to detection of alpha, beta and epsilon-toxin genes. These findings suggest C. perfringens type B as an important cause of sudden or acute death in chinchillas.

Quatro chinchilas (Chinchilla lanigera) com 3-4 meses de idade, pertencentes a um criadouro comercial com 395 chinchilas, foram encontradas mortas com evidências de diarreia prévia e prolapso de reto. Uma quinta chinchila, de oito meses de idade, foi encontrada em decúbito, apática, com diarreia e prolopaso de reto, e morreu após oito horas. Duas chinchilas foram submetidas à necropsia. As lesões macroscópicas consistiam de extensa enterite hemorrágica, moderado edema pulmonar e fígado pálido e aumentado de volume; este achado foi particularmente proeminente na chinchila que apresentou curso clínico mais longo. Histologicamente foi observado enterite necrosante associada a numerosos agregados bacterianos na superfície epitelial com invasão da lâmina própria. Nos pulmões foi observada pequena quantidade de material proteináceo róseo amorfo (edema) no interstício e marcada degeneração hepatocelular vacuolar (lipidose). Cultura anaeróbica do conteúdo intestinal de uma chinchila afetada revelou crescimento de Clostridium perfringens. A genotipificação de C. perfringensisolado, realizada por reação em cadeia de polymerase multiplex(mPCR), revelou C. perfringenstipo B pela detecção das tóxinas alfa, beta e épisilon. Estes achados sugerem que infecção por C. perfringenstipo B é uma importante causa de morte súbita ou aguda em chinchilas.

Focal symmetrical encephalomalacia in sheep / Encefalomalacia focal simétrica em ovino

Focal symmetrical encephalomalacia (FSE) is the most prominent lesion seen in the chronic form of enterotoxemia by Clostridium perfringens type D. This paper reports FSE in sheep in Brazil. Six deaths occurred within a seven days period in a flock of 70, four to 30-month-old Santa Inês sheep in the state of Paraíba in the Brazilian semiarid. The flock was grazing a paddock of irrigated sprouting Cynodon dactylon (Tifton grass), and supplemented, ad libitum, with a concentrate of soybean, corn and wheat. Nervous signs included blindness and recumbence. A 19 month-old sheep was examined clinically and necropsied after a clinical course of three days. Gross lesions were herniation of the cerebellar vermis and multifocal, bilateral, symmetric brownish areas in the internal capsule, thalamus and cerebellar peduncles. Histologic lesions were multifocal, bilateral malacia with some neutrophils, swelling of blood vessels endothelium, perivascular edema, and hemorrhages. The flock was vaccinated, before the outbreak, with only one dose of Clostridium perfringens type D vaccine. Two factors are suggested to be important for the occurrence of the disease: insufficient immunity due to the incorrect vaccination; and high nutritional levels by the supplementation with highly fermentable carbohydrates.

Encefalomalacia focal simétrica (EFS) é a lesão mais proeminente vista nas formas subaguda ou crônica da enterotoxemia por Clostridium perfringens tipo D. Este trabalho relata EFS em ovinos no semiárido do estado da Paraíba. Seis ovinos morreram, em um período de sete dias, dentro de um rebanho de 70 animais, da raça Santa Inês, entre 4-30 meses de idade, que pastavam em piquete de Cynodon dactylon (capim Tifton), que estava rebrotando. Os ovinos eram suplementados com um concentrado de soja, trigo e milho. Os sinais nervosos incluíam cegueira e decúbito lateral. Um ovino de 19 meses de idade foi examinado clinicamente e necropsiado, depois de um curso clínico de 3 dias. Macroscopicamente foram observadas herniação do cerebelo e áreas acastanhadas, multifocais, simétricas e bilaterais na cápsula interna, tálamo e pedúnculo cerebelar. Histologicamente observou-se malacia, bilateral e simétrica, com alguns neutrófilos, tumefação das células endoteliais dos vasos sanguíneos, edema perivascular e hemorragia. O rebanho foi vacinado, antes do surto, com umaúnica dose de vacina para Clostridium perfringens tipo D. Dois fatores são sugestivos quanto a importância da ocorrência da enfermidade: imunidade insuficiente devida à vacinação incorreta; e altos níveis nutricionais da suplementação com carboidratos altamente fermentáveis.

Padronização da titulação da toxina épsilon de Clostridium perfringens tipo D em linhagem contínua de células como alternativa ao bioensaio animal / Standardization of the titration of the epsilon toxin of Clostridium perfringens type D in cell line as an alternative to animal bioassay

Enterotoxemia, também chamada de doença do rim pulposo, doença que acomete os ruminantes domésticos, é causada pela ação da toxina épsilon produzida pelo Clostridium perfringens tipo D, um anaeróbio comumente isolado do solo e das fezes de animais sadios. O método tradicional de diagnóstico baseia-se na detecção e classificação dessa exotoxina no conteúdo intestinal por meio da soroneutralização em camundongos. Com isso, o objetivo deste estudo foi padronizar um teste para detecção e titulação dessa toxina in vitro e compará-lo ao fenômeno in vivo. Para isso, uma partida de toxina épsilon de Clostridium perfringens tipo D foi titulada em camundongos e em várias linhagens contínuas de células. Após a determinação da linhagem celular mais sensível, realizaram-se ensaios de titulação in vitro de diluições de uma partida de toxina, comparando-os com os títulos in vivo conhecidos. Os resultados foram agrupados, e foi desenvolvida a equação matemática que melhor adaptou-se aos intervalos trabalhados. A linhagem MDCK, além de mais sensível, demonstrou que o fenômeno observado in vitro pode ser expresso por meio da equação matemática que apresenta uma correlação de 98,33 por cento, com a dose mínima mortal determinada in vivo. Portanto, a linhagem MDCK permite titular a toxina épsilon de C. perfringens tipo D de forma específica e sensível, além de ser uma técnica prática, rápida e que dispensa o uso de animais.

Enterotoxemia (also called pulpy kidney disease) is an enteric disease, that affect ruminants, produced by epsilon toxin from Clostridium perfringens type D, an anaerobic commonly isolated from soil and feces of healthy animals. The diagnostic is based on detection of this exotoxin in the intestinal content by soroneutralization in mice. Therefore, this study aimed to standardize a test for detection and titration of the toxin in vitro, and compare it with the phenomenon in vivo. A volume of epsilon toxin was titrated in mice and in some cell lines. After concluding the most sensitive cell line, were held in vitro titrations of dilutions from a toxin wich one had in vivo titer known. The results were grouped and a mathematical equation was developed. MDCK cell line showed that the phenomenon observed in vitro can be expressed by a mathematical equation wich shows a correlation of 98.33 percent with a minimum lethal dose determined in vivo. Therefore, the soroneutralization using MDCK allows a specific, sensitive, practical, fast, and doesn't requere use of animal titration of epsilon toxin.

Toxinas de Clostridium perfringens / Toxins of Clostridium perfringens

Clostridium perfringens es un bacilo grampositivo anaerobio con capacidad de formar esporas. Es uno de los patógenos bacterianos con mayor distribución en el medio ambiente, ya que puede ser aislado de muestras de suelo y de agua y además forma parte de la microbiota intestinal de animales y humanos. Sin embargo, en ciertas ocasiones puede actuar como patógeno oportunista y causar enfermedades como la gangrena gaseosa, la enterotoxemia del ovino y del caprino y la disentería del cordero, entre otras. En humanos, está asociado a enfermedades como la intoxicación por alimentos, la enterocolitis necrotizante en niños y la enteritis necrótica o pigbel de las tribus de Papúa-Nueva Guinea. El renovado interés que existe actualmente en el estudio de C. perfringens como patógeno veterinario y humano, junto con el avance de la biología molecular, han hecho posible que la ciencia tenga hoy un conocimiento más profundo sobre la biología y la patogenia de esta bacteria. En esta revisión bibliográfica se discuten y actualizan los principales aspectos de la patogenia intestinal de C. perfringens teniendo en cuenta las toxinas con mayor importancia médica descritas hasta el presente.

Clostridium perfringens is an anaerobic gram-positive spore-forming bacillus. It is one of the pathogens with larger distribution in the environment; it can be isolated from soil and water samples, which also belongs to the intestinal flora of animals and humans. However, on some occasions it can act as an opportunistic pathogen, causing diseases such as gas gangrene, enterotoxemia in sheep and goats and lamb dysentery, among others. In human beings, it is associated to diseases such as food poisoning, necrotic enterocolitis of the infant and necrotic enteritis or pigbel in Papua-New Guinea tribes. The renewed interest existing nowadays in the study of C. perfringens as a veterinarian and human pathogen, together with the advance of molecular biology, had enabled science to have deeper knowledge of the biology and pathology of these bacteria. In this review, we discuss and update the principal aspects of C. perfringens intestinal pathology, in terms of the toxins with major medical relevance at present.