Diagnóstico, inmunidad y vacunación en bovinos : avances en los principales virus que afectan la producción nacional

Los problemas sanitarios en el sector lechero, son un factor clave para el desarrollo eficiente de la producción, ocupando las enfermedades infecciosas un lugar destacado en ese sentido. Leucosis bovina enzoótica (BLV), Diarrea viral bovina (BVD) y Rinotraqueítis infecciosa bovina (IBR), son las enfermedades virales más importantes en la lechería del Uruguay que aún siguen desatendidas. El objetivo general de esta tesis doctoral fue estandarizar nuevas técnicas de diagnóstico para Leucosis Bovina Enzoótica y Herpesvirus Bovino y analizar la respuesta inmune de los animales, así como la interacción entre las principales virosis que afectan el sector lechero nacional. En el primer artículo de esta tesis (Artículo I) se desarrolló una técnica con alta sensibilidad y especificidad para la detección y cuantificación del virus de la Leucosis bovina (BLV). La misma es droplet digital PCR, una PCR de última generación que permite la detección de bajas cargas provirales y la detección temprana de nuevas infecciones por BLV. Por otro lado, se estandarizó una nested PCR para la detección del gammaherpesvirus tipo 4 (BoHV-4), obteniéndose la primera detección en nuestro país tanto serológica como molecular de este virus (Articulo II). BoHV-4 se caracteriza por causar múltiples afecciones, destacándose su impacto en el sistema reproductivo. Asimismo, referido a las virosis de interés reproductivo en nuestro país, se realizó la evaluación de la respuesta inmune humoral de 4 vacunas comerciales para IBR y la combinación de las mismas con vacunas clostridiales y contra el virus de la Fiebre Aftosa. Se destaca que solo una vacuna generó niveles de anticuerpos neutralizantes considerados protectores en la mayoría de los animales (86%), habiendo por otra parte vacunas que no lograron estimular a ningún animal 30 días luego de la segunda inmunización. No encontramos interferencias estadísticamente significativas en la inmunización simultánea con vacunas clostridiales o contra la Fiebre Aftosa y se logró una respuesta intermedia utilizando dos marcas distintas del inmunógeno, prácticas habituales a nivel de campo (Articulo III). En un último experimento, se evaluó la respuesta inmune de vaquillonas naturalmente infectadas con el BLV a la inmunización a campo contra los virus BoHV-1 y BVDV y su desempeño reproductivo. No se determinaron diferencias estadísticas entre la respuesta inmune a BoHV-1 entre animales infectados con BLV y animales serológicamente negativos. En cuanto al porcentaje de preñez, no se encontraron diferencias entre el status a BLV, ni con la condición de estar o no vacunadas para enfermedades reproductivas. Por último, se contribuyó en el conocimiento de la sanidad de un rodeo típico de recría de vaquillonas Holando de nuestro país. Donde se destacó: la alta prevalencia al BVDV, la presencia de animales persistentemente infectados y de animales jóvenes con linfocitosis persistente, así como la circulación conjunta de virosis inmunosupresoras, enfermedades bacterianas y protozoarias. En resumen y como consecuencia de la ejecución de esta tesis, se obtuvieron por un lado productos tecnológicos nacionales transferibles al sector y por otro lado se contribuyó con información sobre estas enfermedades, proporcionando avances para posibles estrategias de control aplicables al Uruguay

Natural Association Between Bovine Leukemia Virus and Reproductive Infectious Diseases

Background: Enzootic bovine leukosis (EBL) is a widespread infectious disease caused by the bovine leukemia virus (BLV), which results in immune system dysfunction. The resulting immunosuppression may lead to an increased prevalence of other diseases. Dairy cows infected have altered immune function associated with decreased milk production and shortened lifespan and decreased immune response to immunization. BLV infection, however, is often asymptomatic, so any connection between subclinical infection and common reproductive diseases remains unknown. This study aimed todescribe the relationship between naturally occurring subclinical BLV and infectious reproductive diseases seroconversion in the field.Materials, Methods & Results: The diseases investigated included Bovine viral diarrhoea (BVD), Bovine alfaherpesvirus 1 (BoHV-1), Bovine gammaherpesvirus 4 (BoHV-4), Chlamydiosis, Leptospirosis, Brucellosis and Neosporosis in dairy cattle. Six hundred fifty-five sera samples from the northern and south-central regions of Uruguay, from asymptomatic female Holstein and Holstein crosses without a history of vaccination against reproductive diseases were processed using reference diagnostic methods (Seronautalization, ELISA, MAT, Rose Bengal Plate test). The seroprevalence of BLV was 20.0%. Seroprevalence of reproductive diseases BVD, BoHV-1 and BoHV-4 were 99.3%, 41.2% and 27.3% of the populations, respectively, and the total seroprevalence of Leptospirosis, bovine Neospora caninum and Chlamydiosiswere 19.8%, 29.8% and 33.0% respectively. The results revealed positive associations between naturally contracted BLV and the presence of antibodies against BoHV-1 (P = 0.002), as well as between naturally contracted BLV and presence ofantibodies against Leptospira spp. (P = 0.028).Discussion: BLV infection can impact innate and adaptive immune system cells and alter the proper functioning of uninfected cells. BLV infection may also induce changes in the complex balance of cytokine expression, cell proliferation,and programmed cell death in T- and B-lymphocytes, which is critical for immune competence and effective response toinfectious challenges. The progression of BLV infection has a substantial effect on host defense mechanisms. Indeed, lowmagnitude serologic responses to a commercial foot-and-mouth disease vaccine and a J5 Escherichia coli vaccine have been observed. These results are supported by recent trial studies showing a reduced immune response to vaccination against BoHV-1 and Leptospira spp. in asymptomatic animals infected with BLV. These are 2 of the most prevalent infectious reproductive diseases in cattle worldwide, and our results provide evidence that a link between BLV and susceptibility to these diseases may exist. Although there is evidence of the co-occurrence of these diseases, it remains unknown whether there is a direct or indirect effect of BLV on infertility, embryonic loss, or abortion. Another possibility is that natural infection with these reproductive pathogens (BoHV-1, Leptospira, or others) promotes BLV expression, negatively affecting the farms where these pathogens are endemic. Considering the high seroprevalence of BLV in dairy herds in North and South America where the infection is endemic, it was explored BLV’s role as an immunosuppressant by quantifying its co-occurrence with diseases that affect reproductive performance in breeding herds. Future work should clarify the role of BLV and the co-occurring pathogens in causing infertility or abortions. Keywords: BLV, herpesvirus, Infectious Bovine Rhinotracheitis (IBR), Leptospirosis, reproductive performance.Introdução: A leucose enzoótica bovina (LEB) é uma doença infecciosa generalizada causada pelo vírus da leucemia bovina (BLV), que resulta em disfunção do sistema imunológico. A imunossupressão resultante pode levar a um aumento da prevalência de outras doenças.  Vacas leiteiras infectadas com BLV têm função imunológica alterada associada à diminuição da produção de leite e redução da expectativa de vida e pode-se esperar uma resposta imune diminuída à imunização. A infecção pelo BLV, no entanto, geralmente é assintomática, portanto, qualquer conexão entre a infecção subclínica e as doenças reprodutivas comuns permanece desconhecida. Este estudo teve como objetivo descrever a relação entre BLV subclínica de ocorrência natural e soroconversão de doenças reprodutivas infecciosas no campo. Materiais, Métodos e Resultados: As doenças investigadas incluíram Diarreia viral bovina (BVD), Herpesvírus bovino tipo 1 (BoHV-1), Herpesvírus bovino tipo 4 (BoHV-4), Clamidiose, Leptospirose, Brucelose e Neosporose em gado leiteiro. Seiscentos e cinquenta e cinco amostras de soro das regiões norte e centro-sul do Uruguai, de fêmeas  holandesas assintomáticas e cruzamnetos sem histórico de vacinação contra doenças reprodutivas foram processadas usando métodos diagnósticos de referência (Seronautalização, ELISA, MAT, Rose Bengal Plate test). A soroprevalência do BLV foi de 20,0%. A soroprevalência de doenças  reprodutiva BVD, BoHV-1 e BoHV-4 foi de 99,3%, 41,2% e 27,3% das populações, respectivamente, e a soroprevalência total de Leptospirose, Neospora caninum bovino e Clamidiose foi de 19,8%, 29,8% e 33,0%, respectivamente. Os resultados revelaram associações positivas entre BLV naturalmente contraído e a presença de anticorpos contra BoHV-1 (p = 0,002), bem como entre BLV naturalmente contraído e presença de anticorpos contra Leptospira spp (p = 0,028). Discussão: A infecção pelo BLV pode afetar as células do sistema imunológico inato e adaptativo e alterar o funcionamento adequado das células não infectadas.  A infecção por BLV também pode induzir alterações no equilíbrio complexo da expressão de citocinas, proliferação celular e morte celular programada em linfócitos T e B, o que é crítico para a competência imunológica e resposta eficaz a desafios infecciosos.  A progressão da infecção pelo BLV tem um efeito substancial nos mecanismos de defesa do hospedeiro. De fato, foram observadas respostas sorológicas de baixa magnitude a uma vacina comercial contra a Febre Aftosa e a uma vacina contra J5 Escherichia coli. Estes resultados são apoiados por estudos experimentais recentes que mostram uma resposta imune reduzida à vacinação contra BoHV-1 e Leptospira spp em animais assintomáticos infectados com BLV. Essas são duas das doenças infecciosas reprodutivas mais prevalentes em bovinos em todo o mundo, e nossos resultados fornecem evidências de que pode existir uma ligação entre BLV e suscetibilidade a essas doenças. Embora haja evidências da co-ocorrência dessas doenças, ainda não se sabe se há um efeito direto ou indireto do BLV na infertilidade, perda embrionária ou aborto. Outra possibilidade é que a infecção natural com esses patógenos reprodutivos (BoHV-1, Leptospira ou outros) promova a expressão do BLV, afetando negativamente as fazendas onde esses patógenos são endêmicos. Considerando a alta soroprevalência do BLV em rebanhos leiteiros onde a infecção é endêmica, explorou-se o papel do BLV como imunossupressor, quantificando sua co-ocorrência com doenças que afetam o desempenho reprodutivo em rebanhos reprodutores. Trabalhos futuros devem esclarecer o papel do BLV e dos patógenos co-ocorrentes em causar infertilidade ou abortos

Descripción de la situación de los principales retrovirus felinos en la ciudad de Montevideo y zona metropolitana

Los retrovirus son agentes virales muy importantes que infectan a los felinos de todo el mundo produciendo, entre otras cosas, leucemia felina e inmunodeficiencia felina. Su prevalencia varía mucho según las técnicas empleadas para su diagnóstico. Se ha reportado una prevalencia del 2,3 % al 15,6 % al virus de la leucemia felina (VileF), según la región analizada. El virus de la inmunodeficiencia felina (VIF) se divide en cinco subtipos denominándose desde A hasta E. En la región en estudio se han reportado los subtipos A, B, C y E. En Uruguay no existen publicaciones sobre la situación de estos virus, por lo tanto, el objetivo de este trabajo fue estudiar y conocer la situación epidemiológica de ambos virus en la población felina de Montevideo y zona metropolitana.Trabajo publicado en Cagliada, Maria del Pilar Lilia y Galosi, Cecilia Mónica (comps.). I Congreso de Microbiología Veterinaria. Libro de resúmenes. La Plata: Facultad de Ciencias Veterinarias, 2021.Facultad de Ciencias Veterinaria

Field Evaluation of Commercial Vaccines against Infectious Bovine Rhinotracheitis (Ibr) Virus Using Different Immunization Protocols

Bovine alphaherpesvirus 1 is ubiquitous in cattle populations and is associated with several clinical syndromes, including respiratory disease, genital disease, infertility and abortions. Control of the virus in many parts of the world is achieved primarily through vaccination with either inactivated or live modified viral vaccines. The objective of this study was to evaluate the performance of four commercially available BoHV-1 vaccines commonly used in Central and South America. Animals were divided into eight groups and vaccinated on days 0 and 30. Groups 1 to 4 received two doses of four different BoHV-1 commercial vaccines (named A to D). Groups 5 and 6 received vaccine D plus a vaccine for either Clostridial or Food-and-Mouth-Disease (FMD), respectively. Group 7 received one dose of two different brands of reproductive vaccines. Serum samples were collected from all animals on days 0, 30 and 60 to evaluate neutralizing and isotype-specific (IgG1 and IgG2) antibodies. Of the four commercial vaccines evaluated, only vaccine A induced neutralizing antibodies to titers ≥ 1:8 in 13/15 (86%) of the animals 60 days post-vaccination. Levels of IgG2 antibody increased in all groups, except for group 2 after the first dose of vaccine B. These results show that only vaccine A induced significant and detectable levels of BoHV-1-neutralizing antibodies. The combination of vaccine D with Clostridial or FMD vaccines did not affect neutralizing antibody responses to BoHV-1. The antibody responses of three of the four commercial vaccines analyzed here were lower than admissible by vaccine A. These results may be from vaccination failure, but means to identify the immune signatures predictive of clinical protection against BoHV-1 in cattle should also be considered

Natural Association Between Bovine Leukemia Virus and Reproductive Infectious Diseases

Background: Enzootic bovine leukosis (EBL) is a widespread infectious disease caused by the bovine leukemia virus (BLV), which results in immune system dysfunction. The resulting immunosuppression may lead to an increased prevalence of other diseases. Dairy cows infected have altered immune function associated with decreased milk production and shortened lifespan and decreased immune response to immunization. BLV infection, however, is often asymptomatic, so any connection between subclinical infection and common reproductive diseases remains unknown. This study aimed todescribe the relationship between naturally occurring subclinical BLV and infectious reproductive diseases seroconversion in the field.Materials, Methods & Results: The diseases investigated included Bovine viral diarrhoea (BVD), Bovine alfaherpesvirus 1 (BoHV-1), Bovine gammaherpesvirus 4 (BoHV-4), Chlamydiosis, Leptospirosis, Brucellosis and Neosporosis in dairy cattle. Six hundred fifty-five sera samples from the northern and south-central regions of Uruguay, from asymptomatic female Holstein and Holstein crosses without a history of vaccination against reproductive diseases were processed using reference diagnostic methods (Seronautalization, ELISA, MAT, Rose Bengal Plate test). The seroprevalence of BLV was 20.0%. Seroprevalence of reproductive diseases BVD, BoHV-1 and BoHV-4 were 99.3%, 41.2% and 27.3% of the populations, respectively, and the total seroprevalence of Leptospirosis, bovine Neospora caninum and Chlamydiosiswere 19.8%, 29.8% and 33.0% respectively. The results revealed positive associations between naturally contracted BLV and the presence of antibodies against BoHV-1 (P = 0.002), as well as between naturally contracted BLV and presence ofantibodies against Leptospira spp. (P = 0.028).Discussion: BLV infection can impact innate and adaptive immune system cells and alter the proper functioning of uninfected cells. BLV infection may also induce changes in the complex balance of cytokine expression, cell proliferation,and programmed cell death in T- and B-lymphocytes, which is critical for immune competence and effective response toinfectious challenges. The progression of BLV infection has a substantial effect on host defense mechanisms. Indeed, lowmagnitude serologic responses to a commercial foot-and-mouth disease vaccine and a J5 Escherichia coli vaccine have been observed. These results are supported by recent trial studies showing a reduced immune response to vaccination against BoHV-1 and Leptospira spp. in asymptomatic animals infected with BLV. These are 2 of the most prevalent infectious reproductive diseases in cattle worldwide, and our results provide evidence that a link between BLV and susceptibility to these diseases may exist. Although there is evidence of the co-occurrence of these diseases, it remains unknown whether there is a direct or indirect effect of BLV on infertility, embryonic loss, or abortion. Another possibility is that natural infection with these reproductive pathogens (BoHV-1, Leptospira, or others) promotes BLV expression, negatively affecting the farms where these pathogens are endemic. Considering the high seroprevalence of BLV in dairy herds in North and South America where the infection is endemic, it was explored BLV’s role as an immunosuppressant by quantifying its co-occurrence with diseases that affect reproductive performance in breeding herds. Future work should clarify the role of BLV and the co-occurring pathogens in causing infertility or abortions. Keywords: BLV, herpesvirus, Infectious Bovine Rhinotracheitis (IBR), Leptospirosis, reproductive performance.Introdução: A leucose enzoótica bovina (LEB) é uma doença infecciosa generalizada causada pelo vírus da leucemia bovina (BLV), que resulta em disfunção do sistema imunológico. A imunossupressão resultante pode levar a um aumento da prevalência de outras doenças.  Vacas leiteiras infectadas com BLV têm função imunológica alterada associada à diminuição da produção de leite e redução da expectativa de vida e pode-se esperar uma resposta imune diminuída à imunização. A infecção pelo BLV, no entanto, geralmente é assintomática, portanto, qualquer conexão entre a infecção subclínica e as doenças reprodutivas comuns permanece desconhecida. Este estudo teve como objetivo descrever a relação entre BLV subclínica de ocorrência natural e soroconversão de doenças reprodutivas infecciosas no campo. Materiais, Métodos e Resultados: As doenças investigadas incluíram Diarreia viral bovina (BVD), Herpesvírus bovino tipo 1 (BoHV-1), Herpesvírus bovino tipo 4 (BoHV-4), Clamidiose, Leptospirose, Brucelose e Neosporose em gado leiteiro. Seiscentos e cinquenta e cinco amostras de soro das regiões norte e centro-sul do Uruguai, de fêmeas  holandesas assintomáticas e cruzamnetos sem histórico de vacinação contra doenças reprodutivas foram processadas usando métodos diagnósticos de referência (Seronautalização, ELISA, MAT, Rose Bengal Plate test). A soroprevalência do BLV foi de 20,0%. A soroprevalência de doenças  reprodutiva BVD, BoHV-1 e BoHV-4 foi de 99,3%, 41,2% e 27,3% das populações, respectivamente, e a soroprevalência total de Leptospirose, Neospora caninum bovino e Clamidiose foi de 19,8%, 29,8% e 33,0%, respectivamente. Os resultados revelaram associações positivas entre BLV naturalmente contraído e a presença de anticorpos contra BoHV-1 (p = 0,002), bem como entre BLV naturalmente contraído e presença de anticorpos contra Leptospira spp (p = 0,028). Discussão: A infecção pelo BLV pode afetar as células do sistema imunológico inato e adaptativo e alterar o funcionamento adequado das células não infectadas.  A infecção por BLV também pode induzir alterações no equilíbrio complexo da expressão de citocinas, proliferação celular e morte celular programada em linfócitos T e B, o que é crítico para a competência imunológica e resposta eficaz a desafios infecciosos.  A progressão da infecção pelo BLV tem um efeito substancial nos mecanismos de defesa do hospedeiro. De fato, foram observadas respostas sorológicas de baixa magnitude a uma vacina comercial contra a Febre Aftosa e a uma vacina contra J5 Escherichia coli. Estes resultados são apoiados por estudos experimentais recentes que mostram uma resposta imune reduzida à vacinação contra BoHV-1 e Leptospira spp em animais assintomáticos infectados com BLV. Essas são duas das doenças infecciosas reprodutivas mais prevalentes em bovinos em todo o mundo, e nossos resultados fornecem evidências de que pode existir uma ligação entre BLV e suscetibilidade a essas doenças. Embora haja evidências da co-ocorrência dessas doenças, ainda não se sabe se há um efeito direto ou indireto do BLV na infertilidade, perda embrionária ou aborto. Outra possibilidade é que a infecção natural com esses patógenos reprodutivos (BoHV-1, Leptospira ou outros) promova a expressão do BLV, afetando negativamente as fazendas onde esses patógenos são endêmicos. Considerando a alta soroprevalência do BLV em rebanhos leiteiros onde a infecção é endêmica, explorou-se o papel do BLV como imunossupressor, quantificando sua co-ocorrência com doenças que afetam o desempenho reprodutivo em rebanhos reprodutores. Trabalhos futuros devem esclarecer o papel do BLV e dos patógenos co-ocorrentes em causar infertilidade ou abortos