RESUMO: A raiva bovina é endêmica na maioria dos estados brasileiros, inclusive no Rio Grande do Sul (RS), que enfrentou um surto de raiva sem precedentes entre 2011 e 2018. Descrevemos um PCR quantitativo de transcrição reversa em tempo real (RT-rtPCR) para detecção do vírus da raiva (RABV) em bovinos. Os primers foram desenhados visando uma região altamente conservada do gene da nucleoproteína (N) de RABV obtido de bovinos. O limite de detecção correspondeu a 13 cópias de DNA e a repetibilidade intra e inter-ensaios foi adequada (CV <9%) em todas as diluições testadas. Não foi observada amplificação de outros patógenos associados a doenças neurológicas em bovinos ou contaminação cruzada. Amostras de cérebro de bovinos com suspeita de raiva (n = 21) foram testadas em triplicata no RT-rtPCR e pelo teste de anticorpo fluorescente padrão ouro (DFAT), resultando em 100% de sensibilidade e especificidade do RT-rtPCR. O teste de 41 amostras de cérebro bovino adicionais submetidas ao teste de DFAT de rotina rendeu 37 (90,2%) resultados concordantes (30 positivos / sete negativos) e quatro (9,7%) inconclusivos em DFAT e RT-rtPCR positivo. Esses resultados mostraram boa concordância entre os testes e maior sensibilidade do RT-rtPCR. Este ensaio representa uma alternativa para a detecção do vírus da raiva, seja como teste confirmatório ou para diagnóstico em larga escala em regiões endêmicas.

ABSTRACT: Bovine rabies is endemic in most Brazilian States, including Rio Grande do Sul (RS), which has faced an unprecedented rabies outbreak between 2011 and 2018. We described a real-time reverse transcription quantitative PCR (RT-rtPCR) for detection of rabies virus (RABV) in bovine samples. The primers were designed targeting a highly conserved region of the nucleoprotein (N) gene of RABV obtained from cattle. The detection limit corresponded to 13 DNA copies and the intra- and inter-run repeatability was adequate (CV<9%) in all dilutions tested. Amplification of other pathogens associated with neurological disease in cattle or cross-contamination was not observed. Brain samples from cattle suspicious of rabies (n=21) were tested in triplicate by the RT-rtPCR and by the gold-standard direct fluorescent antibody test (DFAT), resulting in 100% of sensitivity and specificity of the RT-rtPCR. Testing of additional 41 bovine brain samples submitted to the routine DFAT testing yielded 37 (90.2%) concordant results (30 positive/7 negative) and 4 (9.7%) inconclusive in DFAT and RT-rtPCR positive. These results showed a good concordance between the tests and a higher sensitivity of the RT-rtPCR. This assay represents an alternative for RABV detection, either as a confirmatory test or for large-scale diagnosis in endemic regions.

RESUMO: A vacinação tem sido usada para prevenir perdas associadas à infecção pelo alfaherpesvírus bovino 1 (BoHV-1), embora anticorpos adquiridos passivamente possam comprometer a eficácia das vacinas. A imunização intranasal (IN) de bezerros com vacinas de BoHV-1 vivas modificadas pode contornar o obstáculo relacionado à presença de anticorpos adquiridos passivamente, conferindo proteção aos animais vacinados. Nesse contexto, avaliou-se a segurança e imunogenicidade de uma cepa brasileira de BoHV-1 com deleção no gene da glicoproteína E (BoHV-1gEΔ) na imunização IN de bezerros. Dez bezerros, de um a dois meses de idade e com títulos neutralizantes (VN) variando de 2-64, foram inoculados IN com BoHV-1gEΔ (107,1TCID50), e quatro permaneceram como controles não vacinados (títulos de VN 8-32). Após a instilação IN, os bezerros apresentaram secreção nasal transitória leve (2-6 dias) e excretaram o vírus vacinal nas secreções nasais em baixos títulos (<102,6TCID50/mL) por 4-8 dias. Interessantemente, os bezerros vacinados não apresentaram aumento nos títulos de anticorpos neutralizantes após a vacinação. Em vez disso, eles apresentaram uma redução gradual nos anticorpos neutralizantes séricos nas semanas seguintes - semelhante aos controles não vacinados. Após o desafio IN com uma cepa BoHV-1 virulenta heteróloga no dia 55 pós-imunização (107,63TCID50), os bezerros vacinados excretaram o vírus em títulos menores a partir do sexto dia pós-desafio (p < 0,07) e por um período de tempo menor do que o observado nos controles (p < 0,0024). É importante notar que tanto a duração quanto a intensidade dos sinais clínicos foram reduzidas nos animais vacinados. Além disso, os bezerros vacinados apresentaram um aumento abrupto nos títulos neutralizantes após o desafio, indicando uma imunização adequada por BoHV-1gEΔ. Em resumo, a imunização IN de bezerros com anticorpos passivos com a cepa BoHV-1gEΔ foi capaz de estimular a imunidade, proporcionando proteção virológica e clínica parciais após o desafio.

ABSTRACT: Vaccination has been used to prevent the losses associated with Bovine alphaherpesvirus 1 (BoHV-1) infection but passively acquired antibodies may compromise vaccine efficacy. Intranasal immunization (IN) of calves with modified live viral BoHV-1 vaccines has proven to overcome the acquired passive antibodies and confer adequate protection. Herein, we evaluated the safety and immunogenicity of a glycoprotein E-deleted Brazilian BoHV-1 strain (BoHV-1gEΔ) for IN immunization of calves. Ten 1-to-2 months-old calves with virus-neutralizing titers (VN) ranging from 2-64 were immunized IN with viable BoHV-1gEΔ (107.1 TCID50) and four remained as unvaccinated controls (VN titers 8-32). After IN immunization, calves presented a transient (2-6 days) mild nasal secretion and shed the vaccine virus in nasal secretions in low titers (<102.6TCID50/mL) for 4-8 days. Interestingly, the vaccinated calves did not show an increase in VN titers after vaccination. Rather, they presented a gradual reduction in serum VN antibodies in the following weeks - similarly to unvaccinated controls. Upon IN challenge with a virulent heterologous BoHV-1 strain at day 55 post-immunization (107.63TCID50), vaccinated calves shed significantly less virus from day 6 post-challenge onwards (p < 0.07) and for a shorter period of time than the controls (p < 0.0024). Importantly, both the duration and intensity of clinical signs were reduced in vaccinated animals. In addition, vaccinated calves showed an abrupt raise in VN titers post-challenge, indicating adequate immunological priming by vaccination. In summary, immunization of calves harboring passive antibodies with BoHV-1gEΔ by the IN route was able to prime the immunity to afford partial virological and clinical protection upon challenge.

RESUMO: A identificação da diversidade de pestivírus bovinos que circulam no campo é fundamental para a avaliação contínua dos testes de diagnóstico e composição de vacina. Neste artigo, realizamos a caracterização genética e antigênica de doze pestivírus bovinos isolados na região oeste do Rio Grande do Sul, Brasil. Os vírus foram isolados de soros de fetos bovinos ou de animais com apresentações clínicas sugestivas de infecção por pestivírus. A caracterização genética por sequenciamento e análise filogenética da região 5’UTR do genoma viral permitiu a identificação do vírus da diarréia viral bovina (BVDV-1a, 4/12, 33,3%), BVDV-1b (6/12, 50%) e BVDV-2 (2/12, 16,7%). A reatividade dos isolados com um painel de anticorpos monoclonais criados contra proteínas do envelope (Erns, E1 e E2) demonstrou uma alta variabilidade antigênica entre os isolados. Assim, confirmou-se a circulação ativa da infecção por pestivírus bovino, com alta variabilidade genética e antigênica, em bovinos na fronteira oeste do RS, demonstrando a importância da contínua caracterização dos pestivírus circulantes em bovinos para manter atualizadas as medidas de diagnóstico e controle.

ABSTRACT: The identification of diversity of bovine pestiviruses circulating in the field is fundamental for continuous evaluation of diagnostic tests and vaccine composition. In this article we performed the genetic and antigenic characterization of twelve bovine pestiviruses isolated in the western region of Rio Grande do Sul, Brazil. The viruses were isolated from sera of bovine fetuses or from animals with clinical presentations suggestive of pestivirus infection. Genetic characterization by sequencing and phylogenetic analysis of the 5’UTR region of the viral genome allowed for the identification of bovine viral diarrhea virus (BVDV-1a, 4/12, 33.3%), BVDV-1b (6/12, 50%) and BVDV-2 (2/12, 16.7%). The reactivity of the isolates with a panel of monoclonal antibodies raised against envelope proteins (Erns, E1 and E2) demonstrated a high antigenic variability among isolates. Thus, the active circulation of bovine pestivirus infection, with high genetic and antigenic variability, in cattle on the western border of RS was confirmed, demonstrating the importance of continuous characterization of the pestiviruses circulating in the cattle herds to keep the diagnostic and control measures up to date.

RESUMO: A resposta sorológica induzida por quatro vacinas comerciais uruguaias inativadas contra os alfaherpesvírus bovinos (BoHV-1 e -5) e pestivírus de bovinos (BVDV-1, BVDV-2 e HoBiPeV) foi avaliada em ovinos. Os animais foram imunizados duas vezes (dia 0 e dia 25) e o soro testado em diferentes intervalos (dias 0, 25, 40, 60 e 90) após a vacinação (PV). Dentre as quatro vacinas testadas, apenas uma (G4) apresentou títulos de anticorpos neutralizantes moderados para os BoHV-1 e -5, BVDV-1 e 2. A vacina G3 apresentou resposta somente para alfaherpesvírus bovinos. As vacinas G1 e G2 estimularam resposta somente em alguns animais vacinados. Para a vacina G4, observou-se que a resposta imunológica frente ao BoHV-1 e 5 foi semelhante e pelo menos 70% dos animais apresentaram níveis protetivos de anticorpos neutralizantes. Para os pestivírus bovinos, a vacina G4 estimulou resposta para o BVDV-2 mais elevada quando comparada com o BVDV-1, e quase que indetectável para HoBiPeV. O pico de anticorpos neutralizantes para o BoHV-1 foi observado no dia 40 PV e no dia 60 PV para o BVDV-1. Após isso, observou-se um decréscimo considerável na resposta de anticorpos neutralizantes. Os resultados demonstraram que vacinas comerciais uruguaias testadas não induziram resposta sorológica de magnitude e duração adequadas. Assim, ressalva-se a importância de rever periodicamente a formulação e composição das vacinas comerciais para alfaherpesvírus e pestivírus bovinos.

ABSTRACT: The serological responses induced by four commercial inactivated Uruguayan vaccines against bovine alphaherpesviruses (BoHV)-1 and -5 and bovine pestiviruses (BVDV-1, BVDV-2, and HoBiPeV) were evaluated in sheep. Thirty-seven sheep were immunized twice (day 0 and 25) and their serum samples were tested at different intervals (days 0, 25, 40, 60, and 90) post-vaccination (PV). Among the four vaccines tested, only one (G4) could induce the production of moderate neutralizing antibody titers against BoHV-1 and -5 and BVDV-1 and -2. The G3 vaccine showed a neutralizing serological response against the bovine alphaherpesviruses only. The G1 and G2 vaccines produced extremely low levels of antibodies in a few vaccinated animals only (geometric mean titers (GMT) 2.2). Similar levels of immunological responses were induced by the G4 vaccine against BoHV-1 and -5, and titers of neutralizing antibodies induced in approximately 70% of the animals are known to confer protection (GMT > 8). For bovine pestiviruses, the vaccine stimulated response of G4 against BVDV-2 was higher compared to that against BVDV-1, and extremely low for HoBiPeV. The peak of neutralizing antibodies to BoHV-1 and BVDV-1 was observed on days 40 and 60 PV, respectively. Thereafter, a remarkably decrease in neutralizing antibody response was observed at day 90 PV. These results demonstrated that tested commercial Uruguayan vaccines did not induce a serological response of adequate magnitude and duration. Thus, it is important to periodically review formulations and compositions of commercial vaccines against bovine alphaherpesviruses and pestiviruses.

RESUMO: Com o objetivo de estudar a patogenicidade de uma amostra brasileira do BVDV-1a (241.10), quatro bovinos foram inoculados pela via intranasal com uma suspensão viral contendo 107,2 TCID50 mL-1. Um bezerro foi mantido em contato com o grupo infectado para avaliar a transmissibilidade. Após a inoculação, os animais foram monitorados diariamente para observação dos sinais clínicos. A presença de vírus no sangue e na secreção nasal foi confirmada pelo isolamento viral em cultivo celular. A contagem total de leucócitos no sangue foi realizada com intervalos de três dias pré- e pós-infecção e a detecção de anticorpos a cada sete dias, iniciando-se no dia 0 até o dia 42 pós-inoculação (pi). Após a inoculação, não foram observados sinais clínicos evidentes, apenas secreção nasal e ocular serosa entre os dias 1 e 5 pi e tosse discreta entre os dias 2 e 4 pi. A temperatura corporal teve leve aumento entre os dias 4 e 6 pi. O animal controle não desenvolveu os sinais observados no grupo infectado. O isolamento viral indicou presença de viremia entre os dias 4 a 8 pi e excreção viral na secreção nasal entre os dias 1 e 10 pi. Os animais inoculados apresentaram redução na contagem total de leucócitos no sangue. A detecção de anticorpos iniciou-se no dia 14 pi e os níveis mantiveram-se elevados até o dia 35 pi. No animal controle, não foi observada viremia, presença de vírus na secreção nasal e sorologia positiva, demonstrando ausência da transmissão. Assim sendo, conclui-se que a amostra de BVDV 1a 241.10 possui baixa patogenicidade, mantém a capacidade imunossupressora e tem baixa transmissibilidade.

ABSTRACT: To study the pathogenicity of the Brazilian bovine viral diarrhea virus (BVDV) type 1a 241.10 isolate, four calves were intranasally inoculated with a viral suspension containing 107.2 TCID50 mL-1. One calf was left uninoculated and kept in contact with the other calves to investigate viral transmissibility. After inoculation, the animals were monitored daily for clinical signs of infection. The presence of the virus in the blood and nasal secretions was confirmed by virus isolation in cell culture. White blood cells were quantified prior to and every 3 days after infection, and the presence of antibodies was checked every 7 days, starting at day 0 until day 42 post-inoculation (pi). After infection, nasal and ocular serous secretions were observed between days 1 and 5 pi, along with a mild cough from days 2 to 4 pi; however, no severe clinical signs were present. Body temperature was slightly elevated between days 4 and 6 pi. The control calf did not develop any of the signs observed in the infected animals. Cell culture-mediated virus isolation confirmed viremia between days 4 and 8 pi and the presence of the virus in the nasal secretions between days 1 and 10 pi. All infected animals showed a decrease in white blood cell count. Antibodies could be detected from day 14 pi, and these levels remained high until day 35 pi. The control calf had no viremia, viral presence in nasal secretions, or positive serology, indicating the absence of viral transmission. Thus, isolate BVDV 1a 241.10 has low pathogenicity and transmissibility but retains immunosuppressive capacity.