PESQUISA VETERINÁRIA BRASILEIRA

Abstract in English:

Scrapie is a disease in sheep that manifests with neurological signs and involves prion deposition in the central nervous system. This study aimed to describe an atypical case of scrapie in a sheep and to measure vacuolar changes in the central nervous system. A 3-year-old Dorper ram presented with kyphosis, difficulty standing still, fasciculations, proprioceptive deficits in the pelvic limbs, and a positive scratch test. The lymphoid tissue biopsy from the third eyelid and rectal mucosa, and the enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) were positive for the scrapie isoform of the prion protein (PrPsc). Immunohistochemical and western immunoblot analyses were positive, and the ram genotype was naturally susceptible (ARQ/ARQ). A necropsy revealed no macroscopic changes. After fixation of the brain in 10% buffered formalin, eight serial transverse sections of the brain and one longitudinal section of the cerebellum were obtained. Histological measurement of the number of vacuoles was performed for each region. The vacuoles were counted with a 40x objective, counting three to four randomly selected regions and obtaining the average. The degree of vacuolization was evaluated descriptively on a scale of 0 to 3. The second classification was performed based on the number of affected regions. Histopathological examination revealed multiple well-delimited, round vacuoles of varying sizes in the perikarya of neurons and neuroparenchyma. The areas with the highest average of vacuoles in neuroparenchyma were in the thalamus (average 8), medulla oblongata at the level of the obex (average 6.25) and colliculi (5.5). In neurons, the highest average was observed in the thalamus (average 1), the rostral colliculi (average 0.5), and the medulla oblongata at the level of the obex (average 0.25). This study describes a case of scrapie in a sheep with atypical clinical signs, highlighting the need to consider scrapie when any neurological signs appear. Vacuolizations were most pronounced in the thalamus, rostral colliculi and medulla oblongata at the level of the obex, with degrees of severity ranging from moderate to severe. The distribution of vacuolization, predominantly in the neuropil, reinforces the neuropathological characteristics associated with scrapie. The ARQ/ARQ genotype, linked to susceptibility, was identified, and diagnostic analyses confirmed PrPsc deposition in the brain. These findings highlight the importance of genetic screening and early diagnosis to help control scrapie in sheep populations.

• Nervous system transmissible spongiform encephalopathy prion diseases small ruminants sheep

Abstract in Portuguese:

Scrapie é uma doença de ovinos que apresenta sinais neurológicos e envolve a deposição de príons no sistema nervoso central. Este estudo teve como objetivo descrever um caso atípico de scrapie em um carneiro e realizar a mensuração de alterações vacuolares no sistema nervoso central. Um carneiro Dorper de três anos apresentou cifose, dificuldade de manter-se em estação, fasciculações, déficits proprioceptivos dos membros pélvicos e com teste de coçar positivo. A biópsia do tecido linfoide da terceira pálpebra e da mucosa retal, o ensaio imunoenzimático (ELISA) foi positivo para a isoforma de scrapie da proteína príon (PrPsc). As análises imuno-histoquímica e western immunoblot foram positivas e o genótipo do carneiro foi considerado naturalmente suscetível (ARQ/ARQ). Na necropsia não houve alterações macroscópicas. Após a fixação do cérebro em formalina tamponada a 10%, foram obtidas oito secções transversais seriadas do cérebro e uma secção longitudinal do cerebelo. Foi realizada a mensuração histológica do número de vacúolos para cada região. Os vacúolos foram contados com uma objetiva de 40x, contando de três a quatro regiões selecionadas aleatoriamente e obtendo a média. O grau de vacuolização foi avaliado descritivamente em uma escala de 0 a 3. A segunda classificação foi realizada com base no número de regiões afetadas. O exame histopatológico revelou múltiplos vacúolos redondos, bem delimitados, de tamanhos variados nos pericários dos neurônios e neuroparênquima. As áreas com maior média de vacúolos no neuroparênquima foram no tálamo (média 8), medula oblonga no nível do óbex (média 6,25) e coliculos (5,5). Nos neurônios, a maior média foi observada no tálamo (média 1), colículos rostrais (média 0,5) e medula oblonga no nível do obex (média 0,25). Este relato descreve um caso de scrapie em um carneiro com sinais clínicos atípicos, destacando a necessidade de considerar scrapie quando sinais neurológicos aparecem. As vacuolizações foram mais pronunciadas no tálamo, colículos rostrais e medula oblongata no nível do óbex, com graus de gravidade variando de moderado a grave. A distribuição da vacuolização, predominantemente no neuropilo, reforça as características neuropatológicas associadas ao scrapie. O genótipo ARQ/ARQ, ligado à suscetibilidade, foi identificado, e análises diagnósticas confirmaram a deposição de PrPsc no cérebro. Essas descobertas destacam a importância da triagem genética e do diagnóstico precoce para auxiliar a controlar o scrapie em populações de ovinos.

• Sistema nervoso encefalopatias espongiformes transmissíveis doenças priônicas genotipagem de pequenos ruminantes ovinos

Abstract in English:

ABSTRACT.- Sanches C.C., Rosinha G.M.S., Galvão C.E., Feijó G.L.D., Araújo F.R. & Soares C.O. 2016. Polymorphisms in the Prion Protein Gene of cattle breeds from Brazil. Pesquisa Veterinária Brasileira 36(11):1059-1066. Programa de Doutorado em Ciência Animal, Universidade Federal do Mato Grosso do Sul, Av. Senador Filinto Müller 2443, Cidade Universitária, Cx. Postal 549, Campo Grande, MS 79070-500, Brazil. E-mail: cleber.soares@embrapa.br One of the alterations that occur in the PRNP gene in bovines is the insertion/deletion (indel) of base sequences in specific regions, such as indels of 12-base pairs (bp) in intron 1 and of 23- bp in the promoter region. The deletion allele of 23 bp is associated with susceptibility to bovine spongiform encephalopathy (BSE) as well as the presence of the deletion allele of 12 bp. In the present study, the variability of nucleotides in the promoter region and intron 1 of the PRNP gene was genotyped for the Angus, Canchim, Nellore and Simmental bovine breeds to identify the genotype profiles of resistance and/or susceptibility to BSE in each animal. Genomic DNA was extracted for amplification of the target regions of the PRNP gene using polymerase chain reaction (PCR) and specific primers. The PCR products were submitted to electrophoresis in agarose gel 3% and sequencing for genotyping. With the exception of the Angus breed, most breeds exhibited a higher frequency of deletion alleles for 12 bp and 23 bp in comparison to their respective insertion alleles for both regions. These results represent an important contribution to understanding the formation process of the Brazilian herd in relation to bovine PRNP gene polymorphisms.

• Spongiform encephalopathy prion encefalopatia espongiforme bovina

Abstract in Portuguese:

RESUMO.- Sanches C.C., Rosinha G.M.S., Galvão C.E., Feijó G.L.D., Araújo F.R. & Soares C.O. 2016. Polymorphisms in the Prion Protein Gene of cattle breeds from Brazil. [Polimorfismos no gene da proteína priônica em bovinos no Brasil.] Pesquisa Veterinária Brasileira 36(11):1059-1066. Programa de Doutorado em Ciência Animal, Universidade Federal do Mato Grosso do Sul, Av. Senador Filinto Müller 2443, Cidade Universitária, Cx. Postal 549, Campo Grande, MS 79070-500, Brazil. E-mail: cleber.soares@embrapa.br Uma das mudanças que ocorrem no gene PRNP em bovinos é a inserção e/ou deleção (indels) de sequências de bases, em determinadas regiões como, por exemplo, as indels de 12 pares de bases (pb) no íntron 1 e 23pb na região promotora. O alelo de deleção de 23pb está relacionado com a suscetibilidade à Encefalopatia Espongiforme Bovina (EEB), assim como a presença do alelo de deleção de 12pb. Neste estudo foi genotipada a variabilidade de nucleotídeos da região promotora e íntron 1 do gene PRNP em bovinos das raças Angus, Canchim, Nelore e Simental, para identificar os perfis genotípicos de resistência e/ou suscetibilidade à EEB de cada animal. Foi realizada a extração de DNA genômico para amplificação das regiões alvo do gene PRNP, por meio da reação em cadeia de polimerase (PCR) utilizando-se primers específicos. Os produtos da PCR foram submetidos à eletroforese em gel de agarose a 3%, e sequenciamento para a realização da genotipagem. Com exceção da raça Angus, a maioria das raças apresentaram maiores frequências do alelo de deleção tanto para 12pb como 23pb, em comparação com seus respectivos alelos de inserção, para as duas regiões. Esses resultados abrem caminhos para o conhecimento de como o rebanho brasileiro está sendo formado com relação aos polimorfismos do gene PRNP bovino.

Abstract in English:

ABSTRACT.- Andrade C.P. de, Almeida L.L., Castro L.A., Leal J.S., Silva S.C. & Driemeier D. 2011. Single nucleotide polymorphisms at 15 codons of the prion protein gene from a scrapie-affected herd of Suffolk sheep in Brazil. Pesquisa Veterinária Brasileira 31(10):893-898. Setor de Patologia Veterinária, Faculdade de Veterinária, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Av. Bento Gonçalves 9090, Porto Alegre, RS 91540-000, Brazil. E-mail: davetpat@ufrgs.br Scrapie is a transmissible spongiform encephalopathy of sheeps and goats, associated with the deposition of a isoform of the prion protein (PrPsc). This isoform presents an altered conformation that leads to aggregation in the host’s central nervous and lymphoreticular systems. Predisposition to the prion agent infection can be influenced by specific genotypes related to mutations in amino acids of the PrPsc gene. The most characterized mutations occur at codons 136, 154 and 171, with genotypes VRQ being the most susceptible and ARR the most resistant. In this study we have analyzed polymorphisms in 15 different codons of the PrPsc gene in sheeps from a Suffolk herd from Brazil affected by an outbreak of classical scrapie. Amplicons from the PrPsc gene, encompassing the most relevant altered codons in the protein, were sequenced in order to determine each animal’s genotype. We have found polymorphisms at 3 of the 15 analyzed codons (136, 143 and 171). The most variable codon was 171, where all described alleles were identified. A rare polymorphism was found at the 143 codon in 4% of the samples analyzed, which has been described as increasing scrapie resistance in otherwise susceptible animals. No other polymorphisms were detected in the remaining 12 analyzed codons, all of them corresponding to the wild-type prion protein. Regarding the risk degree of developing scrapie, most of the animals (96%) had genotypes corresponding to risk groups 1 to 3 (very low to moderate), with only 4% in the higher risks group. Our data is discussed in relation to preventive measures involving genotyping and positive selection to control the disease.

• Spongiform encephalopathy Prion protein scrapie encefalopatia espongiforme proteína priônica

Abstract in Portuguese:

RESUMO.- Andrade C.P. de, Almeida L.L., Castro L.A., Leal J.S., Silva S.C. & Driemeier D. 2011. Single nucleotide polymorphisms at 15 codons of the prion protein gene from a scrapie-affected herd of Suffolk sheep in Brazil. [Polimorfismos de nucleotídeos únicos em 15 códons do gene da proteína priônica em um rebanho Suffolk afetado com scrapie no Brasil.] Pesquisa Veterinária Brasileira 31(10):893-898. Setor de Patologia Veterinária, Faculdade de Veterinária, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Av. Bento Gonçalves 9090, Porto Alegre, RS 91540-000, Brazil. E-mail: davetpat@ufrgs.br Scrapie é uma encefalopatia espongiforme transmissível de ovinos e caprinos, associado a deposição da isoforma da proteína priônica (PrPsc). Essa isoforma apresenta uma alteração conformacional que leva ao acúmulo da proteína no sistema nervoso central e linforeticular do hospedeiro. A predisposição a infecção pelo agente priônico pode ser influenciado por genótipos específicos relacionados a mutações na sequência de aminoácidos do gene PrPsc. As principais mutações caracterizadas ocorrem nos códons 136, 154 e 171, sendo o genótipo VRQ o mais suscetível e o genótipo ARR o mais resistente. Nesse estudo nós analisamos os polimorfismos de 15 códons diferentes da gene PrPsc em ovinos de um rebanho da raça Suffolk no Brasil afetado com scrapie clássico. Os amplicons do gene da PrPsc, que contem os códons mais frequentemente encontrados foram sequenciados para determinar o genótipo de cada animal. Nós encontramos 3 polimorfismos do 15 códons analisados (136, 143 e 171). O códon que mais teve variações foi o códon 171, onde todos os alelos foram identificados. Um polimorfismo raro foi encontrado no códon 143, em 4% das amostras analisadas, o qual tem sido descrito por aumentar a resistência a scrapie em animais suscetíveis. Nenhum outro polimorfismo foi detectado nos 12 códons restantes, todos então, correspondendo à proteína priônica selvagem. De acordo com a grau de risco a desenvolver scrapie, a maioria dos animais (96%) tiveram genótipo correspondentes aos grupos de risco 1 a 3 (muito baixo a moderado), e somente 4% no grupo de risco alto. Nossos dados discutem a relação das medidas de prevenção envolvendo a genotipagem e a seleção positiva para o controle da doença.