Estudio de la prevalencia de neosporosis y diarrea viral bovina en tambos de la Provincia de Salta y análisis de la factibilidad de control de la diarrea viral bovina mediante vacu...
- Autores
- Pereyra, Walter Rodrigo
- Año de publicación
- 2024
- Idioma
- español castellano
- Tipo de recurso
- tesis doctoral
- Estado
- versión aceptada
- Colaborador/a o director/a de tesis
- Capozzo, Alejandra
- Descripción
- The main pathogens causing the greatest reproductive losses worldwide and in our\ncountry are the protozoan parasite N. caninum (phylum Apicomplexa) and the bovine viral diarrhea virus (BVDV, genus Pestivirus, family Flaviviridae).\nN. caninum is a causative agent of bovine abortions and neonatal mortality worldwide. This parasite has a wide range of intermediate hosts (such as cattle), and its sexual cycle occurs exclusively in canines. In cattle, transmission can be vertical or horizontal. Vertical\ntransmission occurs in both acutely and chronically infected cattle. There is little information about the immune response required to prevent endogenous transplacental transmission,\nparticularly from chronically infected cattle to their offspring in a natural environment. BVDV\ncan cause a variety of symptoms in cattle with complex pathogenicity. Maternal infection\nduring gestation results in fetal infection, which can lead to embryonic death, teratogenic effects, or the birth of persistently infected calves (PI). PI animals shed BVDV in their excretions and secretions throughout their lives and are the main route of virus transmission. BVDV infections cause significant economic losses due to various clinical manifestations such as abortion, birth of animals with malformations, immunosuppression,\netc., and are the subject of several mitigation and eradication plans worldwide. Different control measures have been used, including segregation of PI animals and vaccination in\nhigh prevalence areas.\nWhile there is information about the epidemiology of these two pathogens in some areas of our country, the dairy basin of the Lerma Valley in the Province of Salta (CVLSa) has never been studied. This region is the largest producer of bovine milk in the Northwest\nof Argentina (NOA). Between 2003 and 2011, the national cattle stock decreased by 22%,\nbut in Salta, it increased by 79%. To assess the current status of neosporosis and BVDV in the CVLSa, a surveillance was designed comprising the evaluation of serum samples\nfrom 40 cattle per farm in 16 farms, and the determination of serum antibodies against N.caninum in the dogs that were in those farms. For the serological analysis for N. caninum an indirect ELISA developed in our laboratory "Ya neospora" was used and subsequently, the same ELISA with an urea washing step was employed to determine antibody avidity\nand discriminate chronic from acute infections. Nested PCR was performed on samples from aborted fetuses. Canine sera were analyzed by indirect immunofluorescence. For the diagnosis of BVDV, a commercial indirect ELISA was used to measure antibodies against\nthe non-structural protein NS3. The results were confirmed by Western Blot. A nested RTPCR was applied for the identification of persistently infected (PI) cattle. The epidemiological study of N. caninum and BVDV in the Lerma Valley of Salta (CVLSa) showed that antibodies against N. caninum were found in all farms. The seroprevalence at the herd level: 43.7% of the farms had seroprevalences higher than\n40%. A positive association was found between seroprevalence and the presence of acute\ninfections. Moreover, at least one seropositive dog was detected in each of the analyzed farms (6/16). BVDV also showed a high seroprevalence, 50% of the establishments had\nvalues greater than 70% for while 81.2% of the establishments had at least 1 animal with persistent infection. From isolates obtained from PI cattle, a high homology (>85%) with\nthe genotype BVDV-1b was identified. The association between the type of service using bulls and the percentage of abortions was significant (p<0.01).\nThis thesis represents the first report on the circulation of N. caninum and BVDV in the CVLSa. Additionally, our study delved into the immune response profile to N. caninum. Nonaborting seropositive mothers with chronic infection were studied in 3 farms. Serum\nsamples were collected from 75 pregnant cows and heifers, along with their colostrumdeprived calves. Different ELISAs (IgM, IgG1, IgG2, IFN-) were applied, along with the analysis of the presence of bovine leukemia virus and BVDV. Cows with chronic infection\nand no abortion showed higher titers of anti- N. caninum IgG1 antibodies than IgG2 and\nthe presence of IFN- (p<0.001), whereas the opposite profile was related to vertical transmission. These results allow for an improved immunological characterization when\nconducting prevalence studies. A field trial for the control of BVDV infections based on diagnosis and vaccination was carried out, due to the high prevalence found, as proof-of-concept. Two farms with a total\nof 1220 cattle (749 for farm 1,309 for farm 2, and 90 calves) were selected. The\nseroprevalence to BVDV was above 60% and the presence of PI cattle was higher than 2%. Serology was determined using commercial kits, while the presence of PI cattle was\ndetected by an in-house nested RT-PCR and using a commercial ELISA that detects NS3 antigen. An inactivated combined commercial vaccine containing the BVDV 1a-Strain Singer "Complex Intensivo" was used, and vaccine-induced immunity was determined by\nviral seroneutralization using the vaccine strain. The study established a chronological\norder of activities consisting of a) sampling all cattle (sera), b) serological analysis and\ndetection of viral genome for identification of PI cattle, c) re-sampling for confirmation and\nsegregation of PI cattle, d) vaccination against BVDV with a second dose after 21 days, e)\nannual vaccination and diagnostics.\nThe seroneutralizing titers induced by vaccination increased significantly (p<0.05) in all\nevaluated animals between 0- and 90-days post-vaccination. Additionally, there was a decrease in the percentage of abortions (from 2019 to 2021) and an increase in the conception rate. These farms did not have BVDV circulation or PI animals during the following 2 years. This is the first work that identified the impact of BVDV and N. caninum infections in the CVLSa. Overall, our results suggest that an immunological profile combining an N. caninum IgG1/IgG2 antibody ratio >1 with high systemic levels of IFN- is associated with\na lower risk of transplacental infection in cows with chronic infection. It is essential to consider that these immunological parameters can be easily evaluated by conducting\nELISAs with field samples, which is crucial when working in field trials. We also demonstrated for the first time in Argentina and under field conditions, that it is possible to control infections caused by BVDV using currently available diagnostic tools and a\ncommercial vaccine.\n
Fil: Pereyra, Walter Rodrigo. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Veterinarias. Buenos Aires, Argentina.
Los principales patógenos que ocasionan las mayores pérdidas reproductivas a nivel mundial y en nuestro país son el parásito protozoario Neospora caninum (phylum\nApicomplexa) y el virus de la Diarrea Viral Bovina (VDVB, género Pestivirus, familia\nFlaviviridae). Neospora caninum (N. caninum) es un agente causal de abortos bovinos y mortalidad\nneonatal en todo el mundo. Este parásito tiene una amplia gama de huéspedes\nintermedios (como el bovino) y su ciclo sexual ocurre exclusivamente en cánidos. En los bovinos la transmisión puede ser vertical u horizontal. La transmisión vertical se produce tanto en bovinos infectados de forma aguda como crónica. Hay poca información sobre la\nrespuesta inmune necesaria para prevenir la transmisión transplacentaria endógena,\nparticularmente del ganado infectado crónicamente a su descendencia en un ambiente natural. El VDVB es un flavivirus del género pestivirus, que causa una gran variedad de\nsíntomas en los bovinos con una patogenia compleja. Las infecciones por el VDVB\nprovocan grandes pérdidas económicas por una variedad de manifestaciones clínicas como aborto, nacimiento de animales con malformaciones, inmunosupresión etc. y es\nobjeto de una serie de planes de mitigación y erradicación en todo el mundo. La infección\nde la madre durante la gestación puede provocar la muerte embrionaria, efectos\nteratogénicos o el nacimiento de terneros persistentemente infectados (PI). Los animales\nPI eliminan VDVB en sus excreciones y secreciones a lo largo de su vida y son la ruta principal de transmisión del virus. Se han utilizado diferentes herramientas de control que, en zonas de alta prevalencia, incluyen el uso de vacunas y la segregación de animales PI.\nSi bien existe información sobre la epidemiología de estos dos patógenos en algunas zonas de nuestro país, nunca se estudió la cuenca lechera del Valle de Lerma de la Provincia de Salta (CVLSa). Esta es la región de mayor producción de leche bovina del\nNOA (noroeste argentino). Entre los años 2003 y 2011 el stock nacional disminuyó un 22%, pero en Salta aumentó un 79%. A fin de conocer el estado de situación de la\nneosporosis y del VDVB en la CVLSa, se diseñó un muestreo que incluyó la evaluación de muestras de suero de 40 bovinos por tambo en 16 tambos, y la determinación anticuerpos séricos contra N. caninum en los perros allí presentes. El análisis serológico\npara N. caninum, consistió en el uso de un ELISA indirecto desarrollado en nuestro laboratorio para medir IgG total específica y su avidez. Se realizó RT-PCR anidada en muestras de fetos abortados. Los sueros caninos se analizaron por inmunofluorescencia\nindirecta. Para el diagnóstico del VDVB se utilizó ELISA comercial indirecto para medir\nanticuerpos contra la proteína no-estructural NS3. Los resultados fueron confirmados por\nWestern Blot. Se aplicó una RT- PCR anidada para identificación de bovinos PI.\nN. caninum presentó una seroprevalencia alta a nivel rodeo. El 43,7% de los tambos de la CVLSa presentaron seroprevalencias superiores al 40%. Todos los tambos tenían animales con serología positiva. Se encontró una asociación positiva entre la\nseroprevalencia y la presencia de infecciones agudas, además se detectó al menos un perro seropositivo en los tambos analizados (6/16). El 50% de los establecimientos\npresentaron seroprevalencias mayores al 70% para el VDVB, mientras que el 81,2% de los establecimientos presentó al menos 1 animal con infección persistente. A partir de aislamientos realizados en bovinos PI, se identificó alta homología (>85%) con el genotipo VDVB-1b. Fue notable la asociación entre el tipo de servicio que combina inseminación\nartificial y repaso con toros (monta) y el porcentaje de abortos (p<0,01). Esta tesis\nconstituye el primer reporte sobre la circulación de N. caninum y VDVB en la CVLSa. Nuestro estudio profundizó además sobre el perfil de respuesta inmune a N. caninum. Se estudiaron madres seropositivas no abortantes con infección crónica en 3 tambos. Se\ntomaron muestras de suero de 75 vacas y vaquillonas preñadas por tambo junto a sus terneros privados de calostro. Se aplicaron diferentes ELISAs para medir IgM, IgG1, IgG2\ne IFN- , además de analizar la presencia del virus de la leucosis bovina y VDVB. Las vacas con infección crónica y que no abortan presentaron títulos más altos de anticuerpos\nanti-N. caninum IgG1 que IgG2 y presencia de IFN- (p< 0,001), mientras que el perfil opuesto se relacionó con la transmisión vertical. Estos resultados permiten mejorar la caracterización inmunológica cuando se realizan estudios de prevalencia. Por otra parte, realizamos una prueba concepto acerca de la posibilidad de controlar\nlas infecciones por el VDVB en condiciones de campo con alta seroprevalencia en nuestro país, combinando un procedimiento basado en diagnóstico y vacunación. Se seleccionaron dos tambos con un total de 1220 bovinos (749 para el tambo 1, 309 para el tambo 2 y 90 terneros), con una seroprevalencia a VDVB superior al 60% con presencia de bovinos PI (mayor al 2%). Se utilizó una vacuna combinada inactivada comercial que\ncontenía cepa 1a Singer Complex Intensivo, y la eficacia vacunal se determinó por\nseroneutralización viral. En este estudio se estableció un orden cronológico de\nintervención consistente en: a) muestreo a todos los bovinos, b) análisis serológico y detección del genoma viral para identificación de bovinos PI, c) re-muestreo para confirmar y segregar a los animales PI, d) Vacunación contra VDVB con una segunda dosis a los 21\ndías, e) vacunación al año y seguimiento virológico e inmunológico. Los títulos seroneutralizantes inducidos por vacunación se incrementaron\nsignificativamente (p<0,05) en todos los animales evaluados entre los 0 y los 90 días post vacunación. Además, se verificó una disminución en el porcentaje de abortos y aumento\nen la tasa de concepción post-inseminación (año 2019 al 2021). Estos establecimientos no presentaron circulación de VDVB ni animales PI durante los siguientes 2 años.Este es el primer trabajo que evaluó métodos de control de la DVB combinando vacunación y diagnóstico realizado en Argentina. Hemos demosrtado además que un perfil inmunológico que combina una relación de anticuerpos anti-N. caninum IgG1/IgG2 > 1 con\naltos niveles sistémicos de IFN- se asocia con un menor riesgo de infección\ntransplacentaria en vacas con infección crónica, brindando una nueva posibilidad de estudiar riesgo de transmisión vertical a campo con una herramienta sencilla de ELISA de dilución única que requiere de 10ul de suero; primordial cuando se trabaja en ensayos de campo. Demostramos también por primera vez en Argentina y en condiciones de campo,\nque es posible controlar las infecciones causadas por el VDVB no solamente con manejo sino además utilizando en forma coordinada las herramientas diagnósticas disponibles actualmente y una vacuna comercial
Doctor de la Universidad de Buenos Aires en Ciencias Veterinarias - Materia
-
Diarrea viral bovina
Tambos bovinos Provincia de Salta
Neosporosis
Bovine Viral Diarrhea
Dairy farms in the Province of Salta
Vaccination
Neosporosis
Diarreas víricas
Tambos
Bovinos
Policía sanitaria
Vacunación
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Estudio de la prevalencia de neosporosis y diarrea viral bovina en tambos de la Provincia de Salta y análisis de la factibilidad de control de la diarrea viral bovina mediante vacunaciónPereyra, Walter RodrigoDiarrea viral bovinaTambos bovinos Provincia de SaltaNeosporosisBovine Viral DiarrheaDairy farms in the Province of SaltaVaccinationNeosporosisDiarreas víricasTambosBovinosPolicía sanitariaVacunaciónCiencias VeterinariasThe main pathogens causing the greatest reproductive losses worldwide and in our\ncountry are the protozoan parasite N. caninum (phylum Apicomplexa) and the bovine viral diarrhea virus (BVDV, genus Pestivirus, family Flaviviridae).\nN. caninum is a causative agent of bovine abortions and neonatal mortality worldwide. This parasite has a wide range of intermediate hosts (such as cattle), and its sexual cycle occurs exclusively in canines. In cattle, transmission can be vertical or horizontal. Vertical\ntransmission occurs in both acutely and chronically infected cattle. There is little information about the immune response required to prevent endogenous transplacental transmission,\nparticularly from chronically infected cattle to their offspring in a natural environment. BVDV\ncan cause a variety of symptoms in cattle with complex pathogenicity. Maternal infection\nduring gestation results in fetal infection, which can lead to embryonic death, teratogenic effects, or the birth of persistently infected calves (PI). PI animals shed BVDV in their excretions and secretions throughout their lives and are the main route of virus transmission. BVDV infections cause significant economic losses due to various clinical manifestations such as abortion, birth of animals with malformations, immunosuppression,\netc., and are the subject of several mitigation and eradication plans worldwide. Different control measures have been used, including segregation of PI animals and vaccination in\nhigh prevalence areas.\nWhile there is information about the epidemiology of these two pathogens in some areas of our country, the dairy basin of the Lerma Valley in the Province of Salta (CVLSa) has never been studied. This region is the largest producer of bovine milk in the Northwest\nof Argentina (NOA). Between 2003 and 2011, the national cattle stock decreased by 22%,\nbut in Salta, it increased by 79%. To assess the current status of neosporosis and BVDV in the CVLSa, a surveillance was designed comprising the evaluation of serum samples\nfrom 40 cattle per farm in 16 farms, and the determination of serum antibodies against N.caninum in the dogs that were in those farms. For the serological analysis for N. caninum an indirect ELISA developed in our laboratory "Ya neospora" was used and subsequently, the same ELISA with an urea washing step was employed to determine antibody avidity\nand discriminate chronic from acute infections. Nested PCR was performed on samples from aborted fetuses. Canine sera were analyzed by indirect immunofluorescence. For the diagnosis of BVDV, a commercial indirect ELISA was used to measure antibodies against\nthe non-structural protein NS3. The results were confirmed by Western Blot. A nested RTPCR was applied for the identification of persistently infected (PI) cattle. The epidemiological study of N. caninum and BVDV in the Lerma Valley of Salta (CVLSa) showed that antibodies against N. caninum were found in all farms. The seroprevalence at the herd level: 43.7% of the farms had seroprevalences higher than\n40%. A positive association was found between seroprevalence and the presence of acute\ninfections. Moreover, at least one seropositive dog was detected in each of the analyzed farms (6/16). BVDV also showed a high seroprevalence, 50% of the establishments had\nvalues greater than 70% for while 81.2% of the establishments had at least 1 animal with persistent infection. From isolates obtained from PI cattle, a high homology (>85%) with\nthe genotype BVDV-1b was identified. The association between the type of service using bulls and the percentage of abortions was significant (p<0.01).\nThis thesis represents the first report on the circulation of N. caninum and BVDV in the CVLSa. Additionally, our study delved into the immune response profile to N. caninum. Nonaborting seropositive mothers with chronic infection were studied in 3 farms. Serum\nsamples were collected from 75 pregnant cows and heifers, along with their colostrumdeprived calves. Different ELISAs (IgM, IgG1, IgG2, IFN-) were applied, along with the analysis of the presence of bovine leukemia virus and BVDV. Cows with chronic infection\nand no abortion showed higher titers of anti- N. caninum IgG1 antibodies than IgG2 and\nthe presence of IFN- (p<0.001), whereas the opposite profile was related to vertical transmission. These results allow for an improved immunological characterization when\nconducting prevalence studies. A field trial for the control of BVDV infections based on diagnosis and vaccination was carried out, due to the high prevalence found, as proof-of-concept. Two farms with a total\nof 1220 cattle (749 for farm 1,309 for farm 2, and 90 calves) were selected. The\nseroprevalence to BVDV was above 60% and the presence of PI cattle was higher than 2%. Serology was determined using commercial kits, while the presence of PI cattle was\ndetected by an in-house nested RT-PCR and using a commercial ELISA that detects NS3 antigen. An inactivated combined commercial vaccine containing the BVDV 1a-Strain Singer "Complex Intensivo" was used, and vaccine-induced immunity was determined by\nviral seroneutralization using the vaccine strain. The study established a chronological\norder of activities consisting of a) sampling all cattle (sera), b) serological analysis and\ndetection of viral genome for identification of PI cattle, c) re-sampling for confirmation and\nsegregation of PI cattle, d) vaccination against BVDV with a second dose after 21 days, e)\nannual vaccination and diagnostics.\nThe seroneutralizing titers induced by vaccination increased significantly (p<0.05) in all\nevaluated animals between 0- and 90-days post-vaccination. Additionally, there was a decrease in the percentage of abortions (from 2019 to 2021) and an increase in the conception rate. These farms did not have BVDV circulation or PI animals during the following 2 years. This is the first work that identified the impact of BVDV and N. caninum infections in the CVLSa. Overall, our results suggest that an immunological profile combining an N. caninum IgG1/IgG2 antibody ratio >1 with high systemic levels of IFN- is associated with\na lower risk of transplacental infection in cows with chronic infection. It is essential to consider that these immunological parameters can be easily evaluated by conducting\nELISAs with field samples, which is crucial when working in field trials. We also demonstrated for the first time in Argentina and under field conditions, that it is possible to control infections caused by BVDV using currently available diagnostic tools and a\ncommercial vaccine.\nFil: Pereyra, Walter Rodrigo. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Veterinarias. Buenos Aires, Argentina.Los principales patógenos que ocasionan las mayores pérdidas reproductivas a nivel mundial y en nuestro país son el parásito protozoario Neospora caninum (phylum\nApicomplexa) y el virus de la Diarrea Viral Bovina (VDVB, género Pestivirus, familia\nFlaviviridae). Neospora caninum (N. caninum) es un agente causal de abortos bovinos y mortalidad\nneonatal en todo el mundo. Este parásito tiene una amplia gama de huéspedes\nintermedios (como el bovino) y su ciclo sexual ocurre exclusivamente en cánidos. En los bovinos la transmisión puede ser vertical u horizontal. La transmisión vertical se produce tanto en bovinos infectados de forma aguda como crónica. Hay poca información sobre la\nrespuesta inmune necesaria para prevenir la transmisión transplacentaria endógena,\nparticularmente del ganado infectado crónicamente a su descendencia en un ambiente natural. El VDVB es un flavivirus del género pestivirus, que causa una gran variedad de\nsíntomas en los bovinos con una patogenia compleja. Las infecciones por el VDVB\nprovocan grandes pérdidas económicas por una variedad de manifestaciones clínicas como aborto, nacimiento de animales con malformaciones, inmunosupresión etc. y es\nobjeto de una serie de planes de mitigación y erradicación en todo el mundo. La infección\nde la madre durante la gestación puede provocar la muerte embrionaria, efectos\nteratogénicos o el nacimiento de terneros persistentemente infectados (PI). Los animales\nPI eliminan VDVB en sus excreciones y secreciones a lo largo de su vida y son la ruta principal de transmisión del virus. Se han utilizado diferentes herramientas de control que, en zonas de alta prevalencia, incluyen el uso de vacunas y la segregación de animales PI.\nSi bien existe información sobre la epidemiología de estos dos patógenos en algunas zonas de nuestro país, nunca se estudió la cuenca lechera del Valle de Lerma de la Provincia de Salta (CVLSa). Esta es la región de mayor producción de leche bovina del\nNOA (noroeste argentino). Entre los años 2003 y 2011 el stock nacional disminuyó un 22%, pero en Salta aumentó un 79%. A fin de conocer el estado de situación de la\nneosporosis y del VDVB en la CVLSa, se diseñó un muestreo que incluyó la evaluación de muestras de suero de 40 bovinos por tambo en 16 tambos, y la determinación anticuerpos séricos contra N. caninum en los perros allí presentes. El análisis serológico\npara N. caninum, consistió en el uso de un ELISA indirecto desarrollado en nuestro laboratorio para medir IgG total específica y su avidez. Se realizó RT-PCR anidada en muestras de fetos abortados. Los sueros caninos se analizaron por inmunofluorescencia\nindirecta. Para el diagnóstico del VDVB se utilizó ELISA comercial indirecto para medir\nanticuerpos contra la proteína no-estructural NS3. Los resultados fueron confirmados por\nWestern Blot. Se aplicó una RT- PCR anidada para identificación de bovinos PI.\nN. caninum presentó una seroprevalencia alta a nivel rodeo. El 43,7% de los tambos de la CVLSa presentaron seroprevalencias superiores al 40%. Todos los tambos tenían animales con serología positiva. Se encontró una asociación positiva entre la\nseroprevalencia y la presencia de infecciones agudas, además se detectó al menos un perro seropositivo en los tambos analizados (6/16). El 50% de los establecimientos\npresentaron seroprevalencias mayores al 70% para el VDVB, mientras que el 81,2% de los establecimientos presentó al menos 1 animal con infección persistente. A partir de aislamientos realizados en bovinos PI, se identificó alta homología (>85%) con el genotipo VDVB-1b. Fue notable la asociación entre el tipo de servicio que combina inseminación\nartificial y repaso con toros (monta) y el porcentaje de abortos (p<0,01). Esta tesis\nconstituye el primer reporte sobre la circulación de N. caninum y VDVB en la CVLSa. Nuestro estudio profundizó además sobre el perfil de respuesta inmune a N. caninum. Se estudiaron madres seropositivas no abortantes con infección crónica en 3 tambos. Se\ntomaron muestras de suero de 75 vacas y vaquillonas preñadas por tambo junto a sus terneros privados de calostro. Se aplicaron diferentes ELISAs para medir IgM, IgG1, IgG2\ne IFN- , además de analizar la presencia del virus de la leucosis bovina y VDVB. Las vacas con infección crónica y que no abortan presentaron títulos más altos de anticuerpos\nanti-N. caninum IgG1 que IgG2 y presencia de IFN- (p< 0,001), mientras que el perfil opuesto se relacionó con la transmisión vertical. Estos resultados permiten mejorar la caracterización inmunológica cuando se realizan estudios de prevalencia. Por otra parte, realizamos una prueba concepto acerca de la posibilidad de controlar\nlas infecciones por el VDVB en condiciones de campo con alta seroprevalencia en nuestro país, combinando un procedimiento basado en diagnóstico y vacunación. Se seleccionaron dos tambos con un total de 1220 bovinos (749 para el tambo 1, 309 para el tambo 2 y 90 terneros), con una seroprevalencia a VDVB superior al 60% con presencia de bovinos PI (mayor al 2%). Se utilizó una vacuna combinada inactivada comercial que\ncontenía cepa 1a Singer Complex Intensivo, y la eficacia vacunal se determinó por\nseroneutralización viral. En este estudio se estableció un orden cronológico de\nintervención consistente en: a) muestreo a todos los bovinos, b) análisis serológico y detección del genoma viral para identificación de bovinos PI, c) re-muestreo para confirmar y segregar a los animales PI, d) Vacunación contra VDVB con una segunda dosis a los 21\ndías, e) vacunación al año y seguimiento virológico e inmunológico. Los títulos seroneutralizantes inducidos por vacunación se incrementaron\nsignificativamente (p<0,05) en todos los animales evaluados entre los 0 y los 90 días post vacunación. Además, se verificó una disminución en el porcentaje de abortos y aumento\nen la tasa de concepción post-inseminación (año 2019 al 2021). Estos establecimientos no presentaron circulación de VDVB ni animales PI durante los siguientes 2 años.Este es el primer trabajo que evaluó métodos de control de la DVB combinando vacunación y diagnóstico realizado en Argentina. Hemos demosrtado además que un perfil inmunológico que combina una relación de anticuerpos anti-N. caninum IgG1/IgG2 > 1 con\naltos niveles sistémicos de IFN- se asocia con un menor riesgo de infección\ntransplacentaria en vacas con infección crónica, brindando una nueva posibilidad de estudiar riesgo de transmisión vertical a campo con una herramienta sencilla de ELISA de dilución única que requiere de 10ul de suero; primordial cuando se trabaja en ensayos de campo. Demostramos también por primera vez en Argentina y en condiciones de campo,\nque es posible controlar las infecciones causadas por el VDVB no solamente con manejo sino además utilizando en forma coordinada las herramientas diagnósticas disponibles actualmente y una vacuna comercialDoctor de la Universidad de Buenos Aires en Ciencias VeterinariasUniversidad de Buenos Aires. 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The main pathogens causing the greatest reproductive losses worldwide and in our\ncountry are the protozoan parasite N. caninum (phylum Apicomplexa) and the bovine viral diarrhea virus (BVDV, genus Pestivirus, family Flaviviridae).\nN. caninum is a causative agent of bovine abortions and neonatal mortality worldwide. This parasite has a wide range of intermediate hosts (such as cattle), and its sexual cycle occurs exclusively in canines. In cattle, transmission can be vertical or horizontal. Vertical\ntransmission occurs in both acutely and chronically infected cattle. There is little information about the immune response required to prevent endogenous transplacental transmission,\nparticularly from chronically infected cattle to their offspring in a natural environment. BVDV\ncan cause a variety of symptoms in cattle with complex pathogenicity. Maternal infection\nduring gestation results in fetal infection, which can lead to embryonic death, teratogenic effects, or the birth of persistently infected calves (PI). PI animals shed BVDV in their excretions and secretions throughout their lives and are the main route of virus transmission. BVDV infections cause significant economic losses due to various clinical manifestations such as abortion, birth of animals with malformations, immunosuppression,\netc., and are the subject of several mitigation and eradication plans worldwide. Different control measures have been used, including segregation of PI animals and vaccination in\nhigh prevalence areas.\nWhile there is information about the epidemiology of these two pathogens in some areas of our country, the dairy basin of the Lerma Valley in the Province of Salta (CVLSa) has never been studied. This region is the largest producer of bovine milk in the Northwest\nof Argentina (NOA). Between 2003 and 2011, the national cattle stock decreased by 22%,\nbut in Salta, it increased by 79%. To assess the current status of neosporosis and BVDV in the CVLSa, a surveillance was designed comprising the evaluation of serum samples\nfrom 40 cattle per farm in 16 farms, and the determination of serum antibodies against N.caninum in the dogs that were in those farms. For the serological analysis for N. caninum an indirect ELISA developed in our laboratory "Ya neospora" was used and subsequently, the same ELISA with an urea washing step was employed to determine antibody avidity\nand discriminate chronic from acute infections. Nested PCR was performed on samples from aborted fetuses. Canine sera were analyzed by indirect immunofluorescence. For the diagnosis of BVDV, a commercial indirect ELISA was used to measure antibodies against\nthe non-structural protein NS3. The results were confirmed by Western Blot. A nested RTPCR was applied for the identification of persistently infected (PI) cattle. The epidemiological study of N. caninum and BVDV in the Lerma Valley of Salta (CVLSa) showed that antibodies against N. caninum were found in all farms. The seroprevalence at the herd level: 43.7% of the farms had seroprevalences higher than\n40%. A positive association was found between seroprevalence and the presence of acute\ninfections. Moreover, at least one seropositive dog was detected in each of the analyzed farms (6/16). BVDV also showed a high seroprevalence, 50% of the establishments had\nvalues greater than 70% for while 81.2% of the establishments had at least 1 animal with persistent infection. From isolates obtained from PI cattle, a high homology (>85%) with\nthe genotype BVDV-1b was identified. The association between the type of service using bulls and the percentage of abortions was significant (p<0.01).\nThis thesis represents the first report on the circulation of N. caninum and BVDV in the CVLSa. Additionally, our study delved into the immune response profile to N. caninum. Nonaborting seropositive mothers with chronic infection were studied in 3 farms. Serum\nsamples were collected from 75 pregnant cows and heifers, along with their colostrumdeprived calves. Different ELISAs (IgM, IgG1, IgG2, IFN-) were applied, along with the analysis of the presence of bovine leukemia virus and BVDV. Cows with chronic infection\nand no abortion showed higher titers of anti- N. caninum IgG1 antibodies than IgG2 and\nthe presence of IFN- (p<0.001), whereas the opposite profile was related to vertical transmission. These results allow for an improved immunological characterization when\nconducting prevalence studies. A field trial for the control of BVDV infections based on diagnosis and vaccination was carried out, due to the high prevalence found, as proof-of-concept. Two farms with a total\nof 1220 cattle (749 for farm 1,309 for farm 2, and 90 calves) were selected. The\nseroprevalence to BVDV was above 60% and the presence of PI cattle was higher than 2%. Serology was determined using commercial kits, while the presence of PI cattle was\ndetected by an in-house nested RT-PCR and using a commercial ELISA that detects NS3 antigen. An inactivated combined commercial vaccine containing the BVDV 1a-Strain Singer "Complex Intensivo" was used, and vaccine-induced immunity was determined by\nviral seroneutralization using the vaccine strain. The study established a chronological\norder of activities consisting of a) sampling all cattle (sera), b) serological analysis and\ndetection of viral genome for identification of PI cattle, c) re-sampling for confirmation and\nsegregation of PI cattle, d) vaccination against BVDV with a second dose after 21 days, e)\nannual vaccination and diagnostics.\nThe seroneutralizing titers induced by vaccination increased significantly (p<0.05) in all\nevaluated animals between 0- and 90-days post-vaccination. Additionally, there was a decrease in the percentage of abortions (from 2019 to 2021) and an increase in the conception rate. These farms did not have BVDV circulation or PI animals during the following 2 years. This is the first work that identified the impact of BVDV and N. caninum infections in the CVLSa. Overall, our results suggest that an immunological profile combining an N. caninum IgG1/IgG2 antibody ratio >1 with high systemic levels of IFN- is associated with\na lower risk of transplacental infection in cows with chronic infection. It is essential to consider that these immunological parameters can be easily evaluated by conducting\nELISAs with field samples, which is crucial when working in field trials. We also demonstrated for the first time in Argentina and under field conditions, that it is possible to control infections caused by BVDV using currently available diagnostic tools and a\ncommercial vaccine.\n Fil: Pereyra, Walter Rodrigo. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Veterinarias. Buenos Aires, Argentina. Los principales patógenos que ocasionan las mayores pérdidas reproductivas a nivel mundial y en nuestro país son el parásito protozoario Neospora caninum (phylum\nApicomplexa) y el virus de la Diarrea Viral Bovina (VDVB, género Pestivirus, familia\nFlaviviridae). Neospora caninum (N. caninum) es un agente causal de abortos bovinos y mortalidad\nneonatal en todo el mundo. Este parásito tiene una amplia gama de huéspedes\nintermedios (como el bovino) y su ciclo sexual ocurre exclusivamente en cánidos. En los bovinos la transmisión puede ser vertical u horizontal. La transmisión vertical se produce tanto en bovinos infectados de forma aguda como crónica. Hay poca información sobre la\nrespuesta inmune necesaria para prevenir la transmisión transplacentaria endógena,\nparticularmente del ganado infectado crónicamente a su descendencia en un ambiente natural. El VDVB es un flavivirus del género pestivirus, que causa una gran variedad de\nsíntomas en los bovinos con una patogenia compleja. Las infecciones por el VDVB\nprovocan grandes pérdidas económicas por una variedad de manifestaciones clínicas como aborto, nacimiento de animales con malformaciones, inmunosupresión etc. y es\nobjeto de una serie de planes de mitigación y erradicación en todo el mundo. La infección\nde la madre durante la gestación puede provocar la muerte embrionaria, efectos\nteratogénicos o el nacimiento de terneros persistentemente infectados (PI). Los animales\nPI eliminan VDVB en sus excreciones y secreciones a lo largo de su vida y son la ruta principal de transmisión del virus. Se han utilizado diferentes herramientas de control que, en zonas de alta prevalencia, incluyen el uso de vacunas y la segregación de animales PI.\nSi bien existe información sobre la epidemiología de estos dos patógenos en algunas zonas de nuestro país, nunca se estudió la cuenca lechera del Valle de Lerma de la Provincia de Salta (CVLSa). Esta es la región de mayor producción de leche bovina del\nNOA (noroeste argentino). Entre los años 2003 y 2011 el stock nacional disminuyó un 22%, pero en Salta aumentó un 79%. A fin de conocer el estado de situación de la\nneosporosis y del VDVB en la CVLSa, se diseñó un muestreo que incluyó la evaluación de muestras de suero de 40 bovinos por tambo en 16 tambos, y la determinación anticuerpos séricos contra N. caninum en los perros allí presentes. El análisis serológico\npara N. caninum, consistió en el uso de un ELISA indirecto desarrollado en nuestro laboratorio para medir IgG total específica y su avidez. Se realizó RT-PCR anidada en muestras de fetos abortados. Los sueros caninos se analizaron por inmunofluorescencia\nindirecta. Para el diagnóstico del VDVB se utilizó ELISA comercial indirecto para medir\nanticuerpos contra la proteína no-estructural NS3. Los resultados fueron confirmados por\nWestern Blot. Se aplicó una RT- PCR anidada para identificación de bovinos PI.\nN. caninum presentó una seroprevalencia alta a nivel rodeo. El 43,7% de los tambos de la CVLSa presentaron seroprevalencias superiores al 40%. Todos los tambos tenían animales con serología positiva. Se encontró una asociación positiva entre la\nseroprevalencia y la presencia de infecciones agudas, además se detectó al menos un perro seropositivo en los tambos analizados (6/16). El 50% de los establecimientos\npresentaron seroprevalencias mayores al 70% para el VDVB, mientras que el 81,2% de los establecimientos presentó al menos 1 animal con infección persistente. A partir de aislamientos realizados en bovinos PI, se identificó alta homología (>85%) con el genotipo VDVB-1b. Fue notable la asociación entre el tipo de servicio que combina inseminación\nartificial y repaso con toros (monta) y el porcentaje de abortos (p<0,01). Esta tesis\nconstituye el primer reporte sobre la circulación de N. caninum y VDVB en la CVLSa. Nuestro estudio profundizó además sobre el perfil de respuesta inmune a N. caninum. Se estudiaron madres seropositivas no abortantes con infección crónica en 3 tambos. Se\ntomaron muestras de suero de 75 vacas y vaquillonas preñadas por tambo junto a sus terneros privados de calostro. Se aplicaron diferentes ELISAs para medir IgM, IgG1, IgG2\ne IFN- , además de analizar la presencia del virus de la leucosis bovina y VDVB. Las vacas con infección crónica y que no abortan presentaron títulos más altos de anticuerpos\nanti-N. caninum IgG1 que IgG2 y presencia de IFN- (p< 0,001), mientras que el perfil opuesto se relacionó con la transmisión vertical. Estos resultados permiten mejorar la caracterización inmunológica cuando se realizan estudios de prevalencia. Por otra parte, realizamos una prueba concepto acerca de la posibilidad de controlar\nlas infecciones por el VDVB en condiciones de campo con alta seroprevalencia en nuestro país, combinando un procedimiento basado en diagnóstico y vacunación. Se seleccionaron dos tambos con un total de 1220 bovinos (749 para el tambo 1, 309 para el tambo 2 y 90 terneros), con una seroprevalencia a VDVB superior al 60% con presencia de bovinos PI (mayor al 2%). Se utilizó una vacuna combinada inactivada comercial que\ncontenía cepa 1a Singer Complex Intensivo, y la eficacia vacunal se determinó por\nseroneutralización viral. En este estudio se estableció un orden cronológico de\nintervención consistente en: a) muestreo a todos los bovinos, b) análisis serológico y detección del genoma viral para identificación de bovinos PI, c) re-muestreo para confirmar y segregar a los animales PI, d) Vacunación contra VDVB con una segunda dosis a los 21\ndías, e) vacunación al año y seguimiento virológico e inmunológico. Los títulos seroneutralizantes inducidos por vacunación se incrementaron\nsignificativamente (p<0,05) en todos los animales evaluados entre los 0 y los 90 días post vacunación. Además, se verificó una disminución en el porcentaje de abortos y aumento\nen la tasa de concepción post-inseminación (año 2019 al 2021). Estos establecimientos no presentaron circulación de VDVB ni animales PI durante los siguientes 2 años.Este es el primer trabajo que evaluó métodos de control de la DVB combinando vacunación y diagnóstico realizado en Argentina. Hemos demosrtado además que un perfil inmunológico que combina una relación de anticuerpos anti-N. caninum IgG1/IgG2 > 1 con\naltos niveles sistémicos de IFN- se asocia con un menor riesgo de infección\ntransplacentaria en vacas con infección crónica, brindando una nueva posibilidad de estudiar riesgo de transmisión vertical a campo con una herramienta sencilla de ELISA de dilución única que requiere de 10ul de suero; primordial cuando se trabaja en ensayos de campo. Demostramos también por primera vez en Argentina y en condiciones de campo,\nque es posible controlar las infecciones causadas por el VDVB no solamente con manejo sino además utilizando en forma coordinada las herramientas diagnósticas disponibles actualmente y una vacuna comercial Doctor de la Universidad de Buenos Aires en Ciencias Veterinarias |
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The main pathogens causing the greatest reproductive losses worldwide and in our\ncountry are the protozoan parasite N. caninum (phylum Apicomplexa) and the bovine viral diarrhea virus (BVDV, genus Pestivirus, family Flaviviridae).\nN. caninum is a causative agent of bovine abortions and neonatal mortality worldwide. This parasite has a wide range of intermediate hosts (such as cattle), and its sexual cycle occurs exclusively in canines. In cattle, transmission can be vertical or horizontal. Vertical\ntransmission occurs in both acutely and chronically infected cattle. There is little information about the immune response required to prevent endogenous transplacental transmission,\nparticularly from chronically infected cattle to their offspring in a natural environment. BVDV\ncan cause a variety of symptoms in cattle with complex pathogenicity. Maternal infection\nduring gestation results in fetal infection, which can lead to embryonic death, teratogenic effects, or the birth of persistently infected calves (PI). PI animals shed BVDV in their excretions and secretions throughout their lives and are the main route of virus transmission. BVDV infections cause significant economic losses due to various clinical manifestations such as abortion, birth of animals with malformations, immunosuppression,\netc., and are the subject of several mitigation and eradication plans worldwide. Different control measures have been used, including segregation of PI animals and vaccination in\nhigh prevalence areas.\nWhile there is information about the epidemiology of these two pathogens in some areas of our country, the dairy basin of the Lerma Valley in the Province of Salta (CVLSa) has never been studied. This region is the largest producer of bovine milk in the Northwest\nof Argentina (NOA). Between 2003 and 2011, the national cattle stock decreased by 22%,\nbut in Salta, it increased by 79%. To assess the current status of neosporosis and BVDV in the CVLSa, a surveillance was designed comprising the evaluation of serum samples\nfrom 40 cattle per farm in 16 farms, and the determination of serum antibodies against N.caninum in the dogs that were in those farms. For the serological analysis for N. caninum an indirect ELISA developed in our laboratory "Ya neospora" was used and subsequently, the same ELISA with an urea washing step was employed to determine antibody avidity\nand discriminate chronic from acute infections. Nested PCR was performed on samples from aborted fetuses. Canine sera were analyzed by indirect immunofluorescence. For the diagnosis of BVDV, a commercial indirect ELISA was used to measure antibodies against\nthe non-structural protein NS3. The results were confirmed by Western Blot. A nested RTPCR was applied for the identification of persistently infected (PI) cattle. The epidemiological study of N. caninum and BVDV in the Lerma Valley of Salta (CVLSa) showed that antibodies against N. caninum were found in all farms. The seroprevalence at the herd level: 43.7% of the farms had seroprevalences higher than\n40%. A positive association was found between seroprevalence and the presence of acute\ninfections. Moreover, at least one seropositive dog was detected in each of the analyzed farms (6/16). BVDV also showed a high seroprevalence, 50% of the establishments had\nvalues greater than 70% for while 81.2% of the establishments had at least 1 animal with persistent infection. From isolates obtained from PI cattle, a high homology (>85%) with\nthe genotype BVDV-1b was identified. The association between the type of service using bulls and the percentage of abortions was significant (p<0.01).\nThis thesis represents the first report on the circulation of N. caninum and BVDV in the CVLSa. Additionally, our study delved into the immune response profile to N. caninum. Nonaborting seropositive mothers with chronic infection were studied in 3 farms. Serum\nsamples were collected from 75 pregnant cows and heifers, along with their colostrumdeprived calves. Different ELISAs (IgM, IgG1, IgG2, IFN-) were applied, along with the analysis of the presence of bovine leukemia virus and BVDV. Cows with chronic infection\nand no abortion showed higher titers of anti- N. caninum IgG1 antibodies than IgG2 and\nthe presence of IFN- (p<0.001), whereas the opposite profile was related to vertical transmission. These results allow for an improved immunological characterization when\nconducting prevalence studies. A field trial for the control of BVDV infections based on diagnosis and vaccination was carried out, due to the high prevalence found, as proof-of-concept. Two farms with a total\nof 1220 cattle (749 for farm 1,309 for farm 2, and 90 calves) were selected. The\nseroprevalence to BVDV was above 60% and the presence of PI cattle was higher than 2%. Serology was determined using commercial kits, while the presence of PI cattle was\ndetected by an in-house nested RT-PCR and using a commercial ELISA that detects NS3 antigen. An inactivated combined commercial vaccine containing the BVDV 1a-Strain Singer "Complex Intensivo" was used, and vaccine-induced immunity was determined by\nviral seroneutralization using the vaccine strain. The study established a chronological\norder of activities consisting of a) sampling all cattle (sera), b) serological analysis and\ndetection of viral genome for identification of PI cattle, c) re-sampling for confirmation and\nsegregation of PI cattle, d) vaccination against BVDV with a second dose after 21 days, e)\nannual vaccination and diagnostics.\nThe seroneutralizing titers induced by vaccination increased significantly (p<0.05) in all\nevaluated animals between 0- and 90-days post-vaccination. Additionally, there was a decrease in the percentage of abortions (from 2019 to 2021) and an increase in the conception rate. These farms did not have BVDV circulation or PI animals during the following 2 years. This is the first work that identified the impact of BVDV and N. caninum infections in the CVLSa. Overall, our results suggest that an immunological profile combining an N. caninum IgG1/IgG2 antibody ratio >1 with high systemic levels of IFN- is associated with\na lower risk of transplacental infection in cows with chronic infection. It is essential to consider that these immunological parameters can be easily evaluated by conducting\nELISAs with field samples, which is crucial when working in field trials. We also demonstrated for the first time in Argentina and under field conditions, that it is possible to control infections caused by BVDV using currently available diagnostic tools and a\ncommercial vaccine.\n |
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