The evolving SARS-CoV-2 epidemic in Africa: Insights from rapidly expanding genomic surveillance

INTRODUCTION Investment in Africa over the past year with regard to severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) sequencing has led to a massive increase in the number of sequences, which, to date, exceeds 100,000 sequences generated to track the pandemic on the continent. These sequences have profoundly affected how public health officials in Africa have navigated the COVID-19 pandemic. RATIONALE We demonstrate how the first 100,000 SARS-CoV-2 sequences from Africa have helped monitor the epidemic on the continent, how genomic surveillance expanded over the course of the pandemic, and how we adapted our sequencing methods to deal with an evolving virus. Finally, we also examine how viral lineages have spread across the continent in a phylogeographic framework to gain insights into the underlying temporal and spatial transmission dynamics for several variants of concern (VOCs). RESULTS Our results indicate that the number of countries in Africa that can sequence the virus within their own borders is growing and that this is coupled with a shorter turnaround time from the time of sampling to sequence submission. Ongoing evolution necessitated the continual updating of primer sets, and, as a result, eight primer sets were designed in tandem with viral evolution and used to ensure effective sequencing of the virus. The pandemic unfolded through multiple waves of infection that were each driven by distinct genetic lineages, with B.1-like ancestral strains associated with the first pandemic wave of infections in 2020. Successive waves on the continent were fueled by different VOCs, with Alpha and Beta cocirculating in distinct spatial patterns during the second wave and Delta and Omicron affecting the whole continent during the third and fourth waves, respectively. Phylogeographic reconstruction points toward distinct differences in viral importation and exportation patterns associated with the Alpha, Beta, Delta, and Omicron variants and subvariants, when considering both Africa versus the rest of the world and viral dissemination within the continent. Our epidemiological and phylogenetic inferences therefore underscore the heterogeneous nature of the pandemic on the continent and highlight key insights and challenges, for instance, recognizing the limitations of low testing proportions. We also highlight the early warning capacity that genomic surveillance in Africa has had for the rest of the world with the detection of new lineages and variants, the most recent being the characterization of various Omicron subvariants. CONCLUSION Sustained investment for diagnostics and genomic surveillance in Africa is needed as the virus continues to evolve. This is important not only to help combat SARS-CoV-2 on the continent but also because it can be used as a platform to help address the many emerging and reemerging infectious disease threats in Africa. In particular, capacity building for local sequencing within countries or within the continent should be prioritized because this is generally associated with shorter turnaround times, providing the most benefit to local public health authorities tasked with pandemic response and mitigation and allowing for the fastest reaction to localized outbreaks. These investments are crucial for pandemic preparedness and response and will serve the health of the continent well into the 21st century

Alterações no SNC e morfometria cerebelar de bovinos intoxicados experimentalmente por Solanum paniculatum

Algumas espécies de Solanum causam intoxicações em ruminantes caracterizadas clinicamente por desordens cerebelares e microscopicamente como doença do depósito lisossomal. Não há lesões de necropsia específicas e microscopicamente ocorrem vacuolização e perda de neurônios de Purkinje. Por ser Solanum paniculatum a espécie de ocorrência na região Nordeste, sendo responsável pelos surtos de intoxicação espontânea descrito no Estado de Pernambuco foi realizado um delineamento experimental para caracterizar o quadro clínico-patológico da intoxicação. Foram usados cinco bovinos, sendo quatro no grupo experimental (GE) e um animal no controle (GC), de seis meses de idade, sem raça definida, com peso de 120 Kg, mantidos em baias durante cinco meses na Clínica de Bovinos de Garanhuns/UFRPE. Os animais receberam a planta, colhida nas propriedades em que ocorreram os surtos naturais, na dosagem de 5g/kg/PV/dia da planta dessecada misturada na ração por ingestão natural. Semanalmente realizou-se o Head Raising Test para determinar os sinais cerebelares e quando positivo os animais foram submetidos à colheita de sangue e do líquido céfalo-raquidiano e em seguida foi feito à eutanásia. O SNC e a rete mirabile foram fixados em formol a 10% tamponado, processados rotineiramente e corados pela hematoxilina e eosina para avaliação histopatológica. Foi realizada análise morfométrica das lesões cerebelares. Para avaliação dos resultados laboratoriais utilizou-se análise descritiva e em relação à morfometria, empregou-se o teste T de Student (p<0.05) na contagem de células de Purkinje e para a espessura da camada molecular do cerebelo o teste de Mann Whitney, com nível de 5% de significância. Três animais apresentaram sinais de intoxicação com tempo em média de 90 dias e um com 155 dias. Os sinais clínicos observados foram ataques convulsivos transitórios, e distúrbios do equilíbrio. Na necropsia não foram encontradas lesões específicas da intoxicação. Não houve alterações no hemograma e no líquido céfalo-raquidiano causado pela planta. No histopatológico havia principalmente vacuolização fina do pericário e perda de células de Purkinje, com degeneração Walleriana e esferóides axonais na camada granular e na substância branca medular, com proliferação dos astrócitos de Bergman. Vacuolização e necrose neuronal também foram observadas no óbex, pedúnculos cerebelares e colículos rostral e caudal e raramente no tálamo, núcleos da base, hipocampo e medula oblonga. Na análise morfométrica não houve diferença significativa (p<0,05) entre o número de células de Purkinje e a espessura da camada molecular entre o GE e GC, demonstrando que apesar dos bovinos desenvolverem quadro clínico da intoxicação e alterações histopatológicas acentuadas, mas nestas condições experimentais não ocorreram alteração morfométricas significativas em relação ao GC. Sugerindo que há necessidade de um tempo de administração maior da planta para o aparecimento de lesões mais acentuadas como as que ocorrem em casos naturais. Os resultados laboratoriais de sangue e do líquido céfalo-raquidiano não refletem alterações relacionadas à intoxicação pela planta

Proteinograma do soro lácteo de ovelhas da raça santa inês em diferentes fases de lactação

This study aimed to evaluate the influence of lactation phases on the proteinogram of whey protein in Santa Inês ewes. Ewes were accompanied in a semi-intensive system using the same sanitary and nutritional management evaluated at 15, 30, 60 and 90 days postpartum (end of weaning and lactation). Clinical examination of the mammary gland was carried out through and bacteriological culture. The screening of the material resulted in 44 milk samples of healthy glands concurrent negative by CMT and bacteriological culture exam. For obtaining the whey protein renin solution was used. The whey was fractionated into aliquots and kept in the -80C freezer to later separation of protein fractions. For determination of total protein of whey protein was employed the biuret, observing the linearity of the test. Separation of protein fractions was performed, using polyacrylamide gel containing sodium dodecyl sulfate (SDS-PAGE). Eigth protein were observed including lactoferrin, serum albumin, IgA, IgG (heavy chain IgG (IgG CP), light chain IgG (IgG CL), ß-lactoglobulin, a-lactalbumin and proteins identified as PM 15000 and PM 29000. No significant difference was observed at different stages of lactation in the following protein: IgA (P>0.3895), lactoferrin (P>0.1611), PM 29000 (P>0.4879), α-lactalbumin (P>0.0799) and PM15000 (P>0.4494). In total protein (P<0.0022), albumin protein (P<0.0377) and IgG (P<0.0354) it was observed a significant variation in the first moments of observations, in the ß-lactoglobulin protein (P<0.0005) there was significant variation with reduction of 15 to 30 days postpartum with progressive elevation until the last stage of lactation (90 days postpartum). The SDS-PAGE technique allowed the quantification of eigth whey proteins in health ewes. The protein fractions identified reflect the profile of whey to ovine species, with influence of stages of lactation in albumin, IgG and ß-lactoglobulin

Effects of intramammary infection on whey proteinograms of sheep during lactation

The study aimed to identify potential biomarkers of mammary gland infection in Santa Inês sheep. Commercial flocks of sheep provided the same hygiene, sanitary, and nutritional management under semi-intensive production systems were monitored during the lactation stage-and assessed 15, 30, 60, and 90 days after delivery (through the end of lactation and weaning). The California Mastitis Test (CMT) was performed on the mammary glands. Milk was collected for bacterial examination and protein analysis. Bacterial culture and biochemical characterization of the samples were performed. Forty-two milk samples from healthy glands (negative CMT and bacterial testing) and 43 milk samples from infected glands (positive CMT and bacterial testing) taken at the predefined time points were assessed. A rennin solution was used to obtain the whey. The proteins analysis was performed using sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE), which allowed for the quantification of nine whey proteins produced in healthy glands: serum albumin, lactoferrin, IgA, IgG heavy-chain (IgG HC), IgG light-chain (IgG LC), total IgG (IgG HC + IgG LC), α-lactalbumin, β-lactoglobulin, protein with MW 15.000 Da, protein with MW 29.000 Da and eleven whey proteins secreted by infected glands, including haptoglobin and α-1-acid glycoprotein. A comparison of whey proteins between healthy and infected glands showed increases (P<0.05) in the secreted and total contents of all proteins, except for IgG LC and α-lactoalbumin. The most significant changes were observed in α-1-acid glycoprotein, lactoferrin and haptoglobin, which showed three-, five-, and seven-fold increases in secretion, respectively. This study showed that haptoglobin, α-1-acid glycoprotein, lactoferrin, albumin, and the IgA and IgG immunoglobulins may serve as potential biomarkers for mammary gland infection in sheep

Distribuição do vírus rábico no sistema nervoso central em ruminantes naturalmente infectados

Com o objetivo de identificar a distribuição das lesões do vírus rábico no sistema nervoso central de casos espontâneos de raiva em ruminantes e comparar as técnicas de imunofluorescência direta (IFD), inoculação em camundongos (ICC) e presença de corpúsculos de Negri para o diagnóstico da doença foram analisados materiais proveniente de 48 casos de raiva, incluindo amostras de córtex frontal, temporal, parietal e occipital, hipocampo, tálamo, colículo rostral e caudal, cerebelo, ponte, medula oblonga, núcleo da base e porções da medula cervical, torácica e lombar. De 48 amostras analisadas, todas foram positivas na IFD e na ICC e em 30 (62,5%) foram encontrados corpúsculo de Negri (CN). No entanto, houve diferenças importantes no resultados dos três testes nas diferentes regiões do SNC avaliadas. Nos cortes de córtex cerebral, em 38 bovinos, a presença de corpúsculos de inclusão foi baixa (11%-37%) assim como a positividade para IFD e ICC (60-80%). Pelo contrário, todas as amostras de ponte, tálamo e medula testados foram positivas para IFD e ICC. Em outras regiões do tronco encefálico e também no cerebelo a positividade para ICC e IFD foi de 60% a 96,7%. No cerebelo foi encontrada a maior frequência (88,2%) de corpúsculos de inclusão. Em oito ovinos as provas de ICC e IFD foram positivas em todos os cortes e foram observados corpúsculos de inclusão em três animais. Foram analisados somente dois casos de caprinos encontrando-se corpúsculos de inclusão em um e ambos foram positivos para IFD e ICC. Os resultados obtidos nesse trabalho sugerem que a conduta recomendada pelo Manual Técnico de Controle da Raiva dos Herbívoros (MTCRH) permite o diagnóstico de raiva associando o estudo histológico aos testes de IFD e ICC que incluem cerebelo, tálamo e tronco encefálico que apresentam alta positividade para as provas de IFD e ICC. No entanto, a melhor conduta é a de incluir metade do encéfalo cortado longitudinalmente e amostras de medula. Isto permite examinar por IFD e ICC uma ou mais regiões onde essas provas apresentam maior positividade e, posteriormente, se essas provas fossem negativas, retornar ao material original e examinar outras regiões. Por outro lado, a coleta de amostras dos locais recomendados pela MTCRH, assim com a coleta de metade do encéfalo, podem prejudicar o diagnóstico de outras doenças para o qual é necessário o estudo de todo o encéfalo após a fixação em formaldeído, para constatar a simetria e a distribuição das lesões. Nestes casos, com base nos resultados obtidos neste trabalho, pode ser recomendado para diagnóstico laboratorial de raiva o envio exclusivo de porções da medula cervical, dorsal e lombar, já que as três porções apresentaram 100% de positividade nas provas de IFD e ICC. Além disso, o estudo histológico de todas as porções do cérebro incluídas neste trabalho permitirá complementar o diagnóstico