PESQUISA VETERINÁRIA BRASILEIRA

Abstract in English:

ABSTRACT.- Santos C.M.B., Anziliero D., Bauermann F.V., Brum M.C.S., Weiblen R. & Flores E.F. 2011. Experimental infection of calves with recombinants of bovine herpesvirus 5 defective in glycoprotein E (gE), thymidine kinase (TK) and both, gE/TK. Pesquisa Veterinária Brasileira 31(4):319-325. Departamento de Medicina Veterinária Preventiva, Universidade Federal de Santa Maria, Camobi, Santa Maria, RS 97105-900, Brazil. E-mail: eduardofurtadoflores@gmail.com This article describes an investigation on the virulence/attenuation of bovine herpesvirus type 5 (BoHV-5) recombinants deleted in the genes encoding glycoprotein E (BoHV-5gED), thymidine kinase (BoHV-5TKD), and both gE and TK (BoHV-5gEDTKD). Seronegative calves (80 to 90 days-old) inoculated with the parental strain (SV-507/99, n=5) shed virus in nasal secretions for up to 15 days (average 10.8 days). Duration of virus shedding was 11 days for BoHV-5gD, 9.6 days for BoHV-5TKD and 6.2 days for BoHV-5gEDTKD groups. The highest titers were observed between days 1 and 6 post-infection (pi) for SV-507/99 (106.8TCID50/mL), 105.1TCID50/mL (BoHV-5gED), 105.9TCID50/mL (BoHV-5TKD) and 104.7TCID50/mL (BoHV-5gEDTKD). Calves inoculated with the parental virus presented anorexia, profound apathy and loss of body condition. Two calves were euthanized in extremis on days 10 and 11 pi; infectious virus was recovered from several areas of the brain. In contrast, calves inoculated with the recombinants remained healthy and a few presented a mild and transient nasal secretion. Dexamethasone (Dx) administration at day 42 pi resulted in virus shedding by all controls calves (mean duration 3.7 days), by 2/5 of BoHV-5TKD calves (two days) and 2/5 of BoHV-5gED (one day). No virus shedding was detected in BoHV-5gEDTKD calves upon Dx treatment. PCR examination of brain sections of calves euthanized at day 30 post Dx treatment revealed the presence of latent viral DNA widely distributed in the brain of SV-507/99 calves. Latent viral DNA was detected in a few sections (3/30) of the brains of BoHV-5gED calves and was not detected in the brains of calves inoculated with BoHV-5TKD and BoHV-5gEDTKD. These results show that the single BoHV-5 mutants (gE and tk-deleted) are attenuated for calves and establish and/or reactivate latent infection inefficiently. The double mutant BoHV-5gEDTKD is fully attenuated and appears not to establish or not reactivate efficiently from latent infection. Thus, these recombinants, especially the double mutant BoHV-5gEDTKD, display an adequate phenotype for use in modified-live vaccine formulations.

• Bovine herpesvirus 5 glycoprotein E thymidine kinase BoHV-5 herpesvírus bovino tipo 5 glicoproteína E timidina quinase

Abstract in Portuguese:

RESUMO.- Santos C.M.B., Anziliero D., Bauermann F.V., Brum M.C.S., Weiblen R. & Flores E.F. 2011. Experimental infection of calves with recombinants of bovine herpesvirus 5 defective in glycoprotein E (gE), thymidine kinase (TK) and both, gE/TK. [Infecção experimental de bezerros com recombinantes do herpesvírus bovino tipo 5 defectivos na glicoproteína E (gE), timidina quinase (TK) e ambos, gE/TK.] Pesquisa Veterinária Brasileira 31(4):319-325. Departamento de Medicina Veterinária Preventiva, Universidade Federal de Santa Maria, Camobi, Santa Maria, RS 97105-900, Brazil. E-mail: eduardofurtadoflores@gmail.com Este artigo descreve uma investigação da virulência/atenuação de recombinantes do herpesvírus bovino tipo 5 (BoHV-5) com deleções nos genes da glicoproteína E (BoHV-5gED), timidina quinase (BoHV-5TKD), e ambos gE e TK (BoHV-5gEDTKD). Bezerros soronegativos (80-90 dias de idade) inoculados com o vírus parental SV-507/99 (n=5) excretaram o vírus em secreções nasais por até 15 dias (média de 10,8 dias). Nos animais inoculados com os recombinantes, a duração da excreção viral foi de 11 dias (BoHV-5gED), 9,6 dias (BoHV-5TKD) e 6,2 dias (BoHV-5gEDTKD). Os maiores títulos foram observados entre os dias 1 e 6 pós-inoculação (pi), sendo de 106,8TCID50/mL para o SV-507/99, 105,1TCID50/mL (BoHV-5gED), 105,9TCID50/mL (BoHV-5TKD) e 104,7TCID50/mL (BoHV-5gEDTKD). Os bezerros inoculados com o vírus parental apresentaram anorexia e apatia; três deles mostraram apatia profunda e perda da condição corporal. Dois bezerros foram eutanasiados in extremis nos dias 10 e 11 pi, respectivamente e o vírus foi isolado de várias regiões do encéfalo. Já os bezerros inoculados com os recombinantes permaneceram saudáveis; alguns apresentaram uma secreção nasal serosa transitória. Administração de dexametasona (Dx) no dia 42 pi resultou em excreção viral por todos os bezerros inoculados com o vírus parental (duração média de 3,7 dias), por 2 de 5 bezerros dos grupos BoHV-5TKD (dois dias) e BoHV-5gED (um dia). Os bezerros inoculados com o duplo mutante BoHV-5gEDTKD não excretaram o vírus após o tratamento com Dx. Pesquisa de DNA viral por PCR no dia 30 pós-Dx revelou uma ampla distribuição do DNA do vírus parental no encéfalo; poucas seções (3/30) foram positivas no encéfalo dos animais do grupo BoHV-5gED, e não detectou-se DNA latente no encéfalo dos animais dos grupos BoHV-5TKD e BoHV-5gEDTKD. Esses resultados demonstram que os mutantes simples (gE and tk-deletados) são atenuados para bezerros e estabelecem e/ou reativam infecção latente ineficientemente. Já o duplo mutante BoHV-5gEDTKD é atenuado e parece não estabelecer e/ou não reativar eficientemente a infecção latente. Portanto, os vírus recombinantes, e em especial o duplo mutante BoHV-5gEDTKD apresentam um fenótipo compatível com a sua inclusão em vacinas vivas modificadas.

Abstract in English:

ABSTRACT.- Anziliero D., Santos C.M.B., Bauermann F.V., Cardozo L., Bernardes L.M., Brum M.C.S., Weiblen R. & Flores E.F. 2011. [A recombinant bovine herpesvirus 5 defective in thymidine kinase and glycoprotein E is attenuated and immunogenic for calves.] Cepa recombinante do herpesvírus bovino tipo 5 defectiva na timidina quinase e glicoproteína E é atenuada e imunogênica para bezerros. Pesquisa Veterinária Brasileira 31(1):23-30. Departamento de Medicina Veterinária Preventiva, Universidade Federal de Santa Maria, Camobi, Santa Maria, RS 97105-900, Brazil. E-mail: eduardofurtadoflores@gmail.com Bovine herpesvirus 5 (BoHV-5) is an important pathogen of cattle in South America and efforts have been made to produce safer and more effective vaccines. In addition to afford protection, herpesvirus vaccines should allow serological differentiation of vaccinated from naturally, latently infected animals. We previously reported the construction and characterization in vitro of a double mutant BoHV-5 (BoHV-5gE/TK”D) lacking the genes encoding thymidine kinase (tk) for attenuation, and glycoprotein E (gE) as the antigenic marker, as a vaccine candidate strain (Brum et al. 2010a). The present article reports an investigation on the attenuation and immunogenicity of this recombinant in calves. In a first experiment, 80 to 90-day-old seronegative calves (n=6) inoculated intranasally with the recombinant (titer of 107.5TCID50) shed virus in low to moderate titers in nasal secretions for up to 6 days, yet did not develop any respiratory, systemic or neurological signs of infection. At day 30 post-infection (pi) all calves had BoHV-5 specific neutralizing (VN) antibodies in titers of 4 to 8 and were negative for anti-gE antibodies in a commercial ELISA test. Administration of dexamethasone (0.1mg/kg/day during 5 days) to four of these calves at day 42 pi did not result in virus shedding or increase in VN titers, indicating lack of viral reactivation. Secondly, a group of 8-month-old calves (n=9) vaccinated intramuscularly (IM) with the recombinant virus (107.5TCID50/animal) did not shed virus in nasal secretions, remained healthy and developed VN titers from 2 to 8 at day 42 post-vaccination (pv), remaining negative for gE antibodies. Lastly, 21 calves (around 10 months old) maintained under field conditions were vaccinated IM with the recombinant virus (titer of 107.3TCID50). All vaccinated animals developed VN titers from 2 to 16 at day 30 pv. A boost vaccination performed at day 240 pv resulted in a rapid and strong anamnestic antibody response, with VN titers reaching from 16 to 256 at day 14 post-booster. Again, serum samples remained negative for gE antibodies. Selected serum samples from vaccinated animals showed a broad VN activity against nine BoHV-5 and eight BoHV-1 field isolates. These results show that the recombinant virus is attenuated, immunogenic for calves and induces an antibody response differentiable from that induced by natural infection. Thus, the recombinant BoHV-5gE/TKD is an adequate candidate strain for a modified live vaccine.

• Bovine herpesvirus 5 vaccine herpesvírus bovino 5 vacina

Abstract in Portuguese:

RESUMO.- Anziliero D., Santos C.M.B., Bauermann F.V., Cardozo L., Bernardes L.M., Brum M.C.S., Weiblen R. & Flores E.F. 2011. [A recombinant bovine herpesvirus 5 defective in thymidine kinase and glycoprotein E is attenuated and immunogenic for calves.] Cepa recombinante do herpesvírus bovino tipo 5 defectiva na timidina quinase e glicoproteína E é atenuada e imunogênica para bezerros. Pesquisa Veterinária Brasileira 31(1):23-30. Departamento de Medicina Veterinária Preventiva, Universidade Federal de Santa Maria, Camobi, Santa Maria, RS 97105-900, Brazil. E-mail: eduardofurtadoflores@gmail.com O herpesvírus bovino tipo 5 (BoHV-5) é um importante patógeno de bovinos na América do Sul e tem suscitado esforços para o desenvolvimento de vacinas mais seguras e eficazes. Além de conferirem proteção, vacinas contra os herpesvírus animais devem permitir a diferenciação sorológica entre animais vacinados e infectados naturalmente. Foi recentemente relatada a construção e caracterização in vitro de um recombinante do BoHV-5 defectivo na enzima timidina quinase (tk) para atenuação e, na glicoproteína E (gE) como marcador antigênico, como potencial cepa vacinal (Brum et al. 2010a). O presente artigo relata uma investigação sobre da atenuação e imunogenicidade do recombinante BoHV-5gE/TKD em bezerros. Em um primeiro experimento, bezerros soronegativos, com 80 a 90 dias de idade (n=6), inoculados pela via intranasal (IN) com o vírus recombinante (título de 107,5TCID50) excretaram baixos títulos de vírus nas secreções nasais por até seis dias, mas não desenvolveram sinais sistêmicos, respiratórios ou neurológicos. No dia 30 pós-infecção (pi), todos os animais possuíam anticorpos neutralizantes contra o BoHV-5, em títulos entre 4 e 8, mas permaneceram negativos para anticorpos contra a gE. Administração de dexametasona (Dx) a quatro desses bezerros no dia 42 pi (0.1mg/kg/dia durante 5 dias) não resultou em excreção viral ou em aumento dos títulos de anticorpos, indicando ausência de reativação viral. Em um segundo experimento, vacinação intramuscular (IM) de bezerros com 8 meses de idade (n=9) com o recombinante (107,5TCID50/animal) não resultou em excreção viral ou em manifestações clínicas. Os animais vacinados desenvolveram anticorpos neutralizantes em títulos de 2 a 8 no dia 42 pós-vacinação (PV) e permaneceram negativos para anticorpos anti-gE. Finalmente, 21 bezerros (aproximadamente 10 meses de idade) mantidos a campo foram vacinados com o recombinante (107,3TCID50) pela via IM. Todos os animais vacinados desenvolveram anticorpos neutralizantes em títulos de 2 a 16 no dia 30pv. Revacinação desses animais no dia 240 pv provocou uma resposta anamnéstica rápida e intensa, resultando em títulos neutralizantes entre 16 e 256 no dia 14 pós-revacinação. O soro de todos os animais permaneceu negativos para anticorpos contra a gE. Amostras de soro dos animais vacinados apresentaram atividade neutralizante cruzada frente a nove isolados de BoHV-5 e oito de BoHV-1. Esses resultados demonstram que o recombinante é atenuado e imunogênico para bezerros e induz uma resposta sorológica diferenciável da resposta à infecção natural. Portanto, o recombinante se constitui em um potencial candidato a cepa vacinal.