Detection of specific Treponema species and Dichelobacter nodosus from digital dermatitis (Mortellaro's disease) lesions in Swiss cattle.

INTRODUCTION: The aim of this study was to determine the prevalence of the three Treponema species as well as D. nodosus in Digital dermatitis (DD) and slurry of Swiss cattle using PCR. A total of 86 specimens from 24 farms were enrolled in the study. Slurry samples from 21 DD-affected and one unaffected farm were collected to assess the potential of environmental transmission. Nested and real-time PCR were performed from the specimens to detect Treponema species and D. nodosus, respectively. The DD-stages were positive for at least one or more of the DD-associated Treponema species in 50 of 61 cases (82.0%) and in 9 of 25 cases (36.0%) in unaffected animals. Infected animals with small focal active lesions showed a significantly lower prevalence (14.8%) compared to the other DD stages (67.2%; P=0.011). Most prevalent was T. phagedenis (65.1%). D. nodosus was detected in 51.8% of clinical DD lesions and 24.1% in unaffected cases, but its presence was not significantly associated with the various DD-stages. All samples positive for D. nodosus contained the acid protease gene aprB2 but were negative for aprV2, the latter associated with virulence in sheep foot rot. Control farms were negative for all DD-associated Treponema species while positive for aprB2 and negative for aprV2. The presence of aprB2 suggests it is ubiquitous in the animal environment. With respect to the slurry samples, three out of 21 specimens (14.3%) were positive for one or more of the DD-associated Treponema species and eleven out of 21 specimens (52.4%) were positive for aprB2 and negative for aprV2 of D. nodosus. In conclusion, an association was found between the presence of clinical DD and specific Treponema species, while for D. nodosus no such link with DD lesions could be observed.

INTRODUCTION: La Dermatite digitée (DD) chez les bovins est une maladie infectieuse podale multifactorielle, qui est devenue un problème émergent pour le bien-être animal et pour l'économie au niveau mondial. Trois espèces de Treponema, T. pedis, T. medium et T. phagedenis, sont associées avec la DD. Cependant, leur prévalence est inconnue en Suisse. Il a également été rapporté que Dichelobacter nodosus pouvait contribuer au développement de la DD. Le but de cette étude a été de déterminer la prévalence des trois espèces de Treponema ainsi que de D. nodosus dans des lésions de DD et du lisier de vaches suisses, en utilisant des techniques basées sur la PCR. Vingt-deux exploitations avec de la DD clinique et deux exploitations sans signes cliniques de DD ont été inclues dans l'étude. Un total de 86 échantillons de cas de DD ont été prélevés (M1, n=15; M2, n=19; M3, n=9; M4, n=2, M4.1, n=16 and M5, n=25) en utilisant des coton-tiges secs et stériles. De plus, afin d'évaluer le potentiel de transmission par l'environnement, des échantillons de lisier ont été prélevés sur des exploitations atteintes de DD (n=21) et sur une exploitation à stabulation libre exempte de DD. La PCR nichée et la PCR en temps réel ont ensuite été utilisées sur l'ADN extrait des échantillons afin de détecter les espèces de Treponema et D. nodosus, respectivement. Les associations entre la présence d'espèces de Treponema et de D. nodosus avec le statut DD des animaux ont été évaluées avec le test Pearson's Chi-Square. Les stades de DD (M1 à M4.1) et M5 (peau saine) étaient positifs pour au moins une ou plusieurs des espèces de Treponema associées à la DD dans 50 de 61 cas (82.0%) et 9 de 25 cas (36.0%), respectivement. Les lésions M1 ont montré une prévalence nettement inférieure (14.8%) comparé aux autres stades de DD (M2, M3, M4 et M4.1; 67.2%; P=0.011). T. phagedenis était prédominant (65.1%). D. nodosus a été détecté dans 51.8% des lésions cliniques de DD (M1 à M4) et 24.1% des échantillons M5, mais sa présence n'était pas associée significativement avec les divers stades de DD. Tous les échantillons positifs pour D. nodosus contenaient le gène de la protéase acide aprB2, mais étaient négatifs pour aprV2, un gène associé à la virulence dans le piétin des moutons. Les exploitations de contrôle étaient négatives pour toutes les espèces de Treponema associées à la DD, mais positives pour aprB2 et négatives pour aprV2. La présence du gène aprB2 suggère qu'il est ubiquitaire dans l'environnement des animaux et n'est pas une association en soi avec le piétin des moutons. En ce qui concerne les échantillons de lisier, trois des 21 échantillons (14.3%) étaient positifs pour au moins une ou plusieurs espèces de Treponema associées à la DD et onze des 21 échantillons (52.4%) étaient positifs pour aprB2 et négatifs pour aprV2 de D. nodosus. En conclusion, une association a été trouvée entre la présence de DD clinique et des espèces de Treponema spécifiques, alors que pour D. nodosus aucun lien avec des lésions de DD n'a pu être observé. Cette étude démontre la présence des trois espèces de Tréponèmes chez les bovins suisses et facilite la compréhension de l'implication de Treponema spécifiques dans les lésions de DD.

Early Infection Dynamics of Dichelobacter nodosus During an Ovine Experimental Footrot In Contact Infection.

INTRODUCTION: Ovine footrot caused by Dichelobacter nodosus is a highly contagious and painful disease representing an economic as well as an animal welfare problem. In order to get more information on the infection dynamics, 26 lambs and 4 ewes enrolled in an in-contact infection trial were monitored over two weeks for the presence of D. nodosus-specific DNA. Two D. nodosus-positive ewes were housed together with 13 confirmed negative lambs. The control group consisted of another 13 lamb siblings and two confirmed D. nodosus-negative ewes. Every foot of all sheep was sampled seven times over the two weeks experiment period and subsequently analyzed for the presence of D. nodosus by quantitative real-time PCR. The control group was negative at the beginning and the end of the experiment and showed no clinical symptoms of footrot. The two positive ewes showed a high, but hundred fold differing level of virulent D. nodosus that remained constant over time with one of the ewes being also weakly positive for benign D. nodosus. All lambs of the infection group were positive for virulent D. nodosus at 14 days post infection (dpi). The first positive animals were observed on 3 dpi. The D. nodosus load remained at a low level and only increased in a few lambs at the end of the trial. Five of the contact lambs showed suspicious clincal signs (score 1-2) at 14 dpi corroborating the PCR results and indicating that the disease starts as early as two weeks after contact with positive sheep.

INTRODUCTION: Le piétin causé par Dichelobacter nodosus est une maladie hautement contagieuse et douloureuse qui représente à la fois un problème économique et de bien-être animal. Pour avoir plus informations sur la dynamique de l'infection, 26 agneaux et 4 brebis appartenant à un groupe d'essai d'infection par contact ont été contrôlés pendant deux semaines quant à la présence d'ADN spécifique de D. nodosus. Deux brebis positives pour D. nodosus ont été mises en contact avec 13 agneaux confirmés négatifs. Le groupe témoin était formé de 13 autres agneaux et deux brebis confirmées négatives. Sept échantillons sur écouvillon ont été prélevés sur chaque pied de chaque mouton au cours des deux semaines de la période expérimentale et analysés quant à la présence de D. nodosus par PCR quantitative en temps réel. Le groupe témoin était négatif au début et à la fin de l'expérience et n'a montré aucun symptôme clinique de piétin. Les deux brebis positives ont montré une forte présence de D. nodosus virulent, mais de cent niveaux différents, qui est restée constant dans le temps, l'une des brebis étant aussi faiblement positive pour D. nodosus bénin. Tous les agneaux du groupe infecté étaient positifs pour D. nodosus virulent 14 jours après l'infection (dpi). Les premiers animaux positifs ont été observés à 3 dpi. La charge de D. nodosus est restée faible et n'a augmenté que chez quelques agneaux à la fin de l'expérience. Cinq des agneaux en contact ont présenté des symptômes suspects (score 1-2) à 14 dpi, corroborant les résultats de la PCR et indiquant que l'infection commence dès deux semaines après le contact avec des moutons positifs.

A novel locus of enterocyte effacement (LEE) pathogenicity island inserted at pheV in bovine Shiga toxin-producing Escherichia coli strain O103:H2.

We describe a locus of enterocyte effacement (LEE) which is part of a new pathogenicity island (PAI) detected in the bovine Shiga toxin-producing Escherichia coli strain RW1374 (O103:H2). This PAI is at least 80 kb in size and inserted in the vicinity of the pheV tRNA gene at 67 min of the E. coli chromosome. Furthermore, the PAI differs from the previously described LEEs by unique flanking regions at both sides, which harbor one copy each of an insertion element in an inverted orientation that is 96% identical to insertion site (IS)629. In addition, a 5-kb PAI-specific sequence downstream of the LEE core region and adjacent to the E. coli K12 region is duplicated upstream of the LEE core region as well. The duplicated sequences are more than 80% identical to each other and consist partially of prophage sequences.