PESQUISA VETERINÁRIA BRASILEIRA

Abstract in English:

ABSTRACT.- Silva S.C., Brum M.C.S., Oliveira S.A.M., Weiblen R. & Flores E.F. 2011. A thymidine kinase-negative bovine herpesvirus 5 is highly attenuated for rabbits, but is neuroinvasive and establishes latent infection. Pesquisa Veterinária Brasileira 31(5):389-397. Departamento de Medicina Veterinária Preventiva, Universidade Federal de Santa Maria, Camobi, Santa Maria, RS 97105-900, Brazil. E-mail: eduardofurtadoflores@gmail.com Mutant viral strains deleted in non-essential genes represent useful tools to study the function of specific gene products in the biology of the virus. We herein describe an investigation on the phenotype of a bovine herpesvirus 5 (BoHV-5) recombinant deleted in the gene encoding the enzyme thymidine kinase (TK) in rabbits, with special emphasis to neuroinvasiveness and the ability to establish and reactivate latent infection. Rabbits inoculated with the parental virus (SV-507/99) (n=18) at a low titer (105.5TCID50) shed virus in nasal secretions in titers up to 104.5TCID50 for up to 12 days (average: 9.8 days [5-12]) and 5/16 developed neurological disease and were euthanized in extremis. Rabbits inoculated with the recombinant BoHV-5TKD at a high dose (107.1TCID50) also shed virus in nasal secretions, yet to lower titers (maximum: 102.3TCID50) and for a shorter period (average: 6.6 days [2-11]) and remained healthy. PCR examination of brain sections of inoculated rabbits at day 6 post-infection (pi) revealed a widespread distribution of the parental virus, whereas DNA of the recombinant BoHV-5TKD-was detected only in the trigeminal ganglia [TG] and olfactory bulbs [OB]. Nevertheless, during latent infection (52pi), DNA of the recombinant virus was detected in the TGs, OBs and also in other areas of the brain, demonstrating the ability of the virus to invade the brain. Dexamethasone (Dx) administration at day 65 pi was followed by virus reactivation and shedding by 5/8 rabbits inoculated with the parental strain (mean duration of 4.2 days [1 – 9]) and by none of seven rabbits inoculated with the recombinant virus. Again, PCR examination at day 30 post-Dx treatment revealed the presence of latent DNA in the TGs, OBs and in other areas of the brain of both groups. Taken together, these results confirm that the recombinant BoHV-5TKD is highly attenuated for rabbits. It shows a reduced ability to replicate in the nose but retains the ability to invade the brain and to establish latent infection. Additional studies are underway to determine the biological and molecular mechanisms underlying the inability of BoHV-5TKD to reactivate from latency.

• BoHV-5 neuroinvasiveness thymidine kinase-bovine herpesvirus 5 neuroinvasividade herpesvírus bovino tipo 5 timidina quinase

Abstract in Portuguese:

RESUMO.- Silva S.C., Brum M.C.S., Oliveira S.A.M., Weiblen R. & Flores E.F. 2011. A thymidine kinase-negative bovine herpesvirus 5 is highly attenuated for rabbits, but is neuroinvasive and establishes latent infection. [Cepa do herpesvírus bovino tipo 5 defectiva na timidina quinase é altamente atenuada para coelhos mas é neuroinvasiva e estabelece infecção latente.] Pesquisa Veterinária Brasileira 31(5):389-397. Departamento de Medicina Veterinária Preventiva, Universidade Federal de Santa Maria, Camobi, Santa Maria, RS 97105-900, Brazil. E-mail: eduardofurtadoflores@gmail.com Cepas virais mutantes defectivas em genes não essenciais se constituem em ferramentas úteis para o estudo da função de proteínas virais na biologia dos vírus. Este estudo relata uma investigação do fenótipo, em coelhos, de uma cepa recombinante do herpesvírus bovino tipo 5 (BoHV-5) defectiva na enzima timidina quinase (TK), com ênfase para a neuroinvasividade e capacidade de estabelecer e reativar a infecção latente. Coelhos inoculados com o vírus parental (SV-507/99, n=18) em baixo título (105,5TCID50) excretaram o vírus nas secreções nasais em títulos de até 104,5TCID50/mL por até 12 dias (média: 9,8 dias [5-12]) e 5/16 desenvolveram doença neurológica e morreram ou foram eutanasiados in extremis. Em contraste, coelhos inoculados com o recombinante BoHV-5TKD em alto título (107,1TCID50) excretaram o vírus em títulos inferiores (máximo 102,3TCID50/mL), por um período menor (média: 6,6 days [2-11]) e permaneceram saudáveis. A realização de PCR em seções do encéfalo no dia 6 pós-infecção (pi) revelou uma ampla distribuição do DNA do vírus parental, enquanto o DNA do vírus recombinante foi detectado apenas nos gânglios trigêmeos [TGs] e nos bulbos olfatórios [OBs]. Não obstante, durante a infecção latente (52pi), o DNA do vírus recombinante foi detectado nos TGs, OBs e em outros locais do encéfalo, demonstrando que o vírus recombinante mantém a neuroinvasividade. Tratamento com dexamethasona (Dx) no dia 65 pi resultou em reativação e excreção viral por 5/8 dos coelhos inoculados com o vírus parental (duração média de 4,2 dias [1-9]) e por nenhum dos sete coelhos inoculados com o vírus recombinante. No entanto, PCR realizado no dia 30 pós-Dx revelou a presença de DNA latente do BoHV-5TKD nos TGs, OBs e em outras áreas do encéfalo. Esses resultados confirmam que o recombinante BoHV-5TKD é altamente atenuado para coelhos. A sua capacidade de replicação na mucosa nasal é reduzida, mas mantém a capacidade de invadir o encéfalo e estabelecer infecção latente. Estudos adicionais estão em andamento para elucidar os mecanismos responsáveis pela incapacidade do recombinante de reativar a infecção latente.

Abstract in English:

ABSTRACT.- Spilki F.R., Esteves P.A., Franco A.C., Lima M., Holz C.L., Batista H.B.C.R., Driemeier D., Flores E.F., Weiblen R. & Roehe P.M. 2002. [Neurovirulence and neuroinvasiveness of bovine herpesvirus type 1 and 5 in rabbits.] Neurovirulência e neuroinvasividade de Herpesvírus bovinos tipos 1 e 5 em coelhos. Pesquisa Veterinária Brasileira 22(2):58-63. Centro de Pesquisas Veterinárias Desidério Finamor, Estrada do Conde 6000, Cx. Postal 47, Eldorado do Sul, RS 92990-000, Brazil. E-mail: proehe@orion.ufrgs.br In order to determine the capacity of bovine herpesvirus type 1 and 5 (BHV-1 and BHV-5) to invade, multiply and spread along the central nervous system (CNS) (neuroinvasiveness), as well as their potential to induce neurological illness (neurovirulence), 30 to 35 days old rabbits were inoculated with the BHV-5 strain EVI 88 / 95 and Los Angeles and Cooper BHV-1 strains, by the intrathecal (IT) and intranasal (IN) routes. The BHV-5 strain induced severe neurological clinical signs in 100% (12/12) of the rabbits inoculated by both routes. Histopathological examination revealed multifocal non-suppurative meningoencephalitis, characterized by multifocal gliosis and perivascular cuffing. Virus was recovered from many parts of the brain. Both BHV-1 strains, when inoculated via 1T route, were not neurovirulent. The strain Los Angeles, after IN inoculation, induced signs of severe respiratory disease (7/7), as well as signs of neurological impairment, indistinguishable from those induced by BHV-5, in 57% (4/7) of the infected rabbits. However, the rabbits with nervous signs revealed at histopathology vasculitis and thrombosis in lungs and brain, the latter with foci of neuronal necrosis, but no lesions indicative of encephalitis, suggesting that neural damage was probably consequent to tissue anoxia. The BHV-1 strain Cooper, after IN inoculation, induced only mild signs of respiratory disease. These findings indicate that the BHV-5 strain was both neuroinvasive and neurovirulent, since it was capable of invading, spreading and multiplying in the rabbits brains by both routes of inoculation, yet causing neurological disease, apparently consequent to vírus induced neural damage. The BHV-1 Los Angeles strain was not neuroinvasive, whereas its neurovirulence was probably consequent to tissue anoxia, which histologically seemed not to be related to direct viral pathogenic effect. The BHV-1 strain Cooper was neither neurovirulent nor neuroinvasive for rabbits. It is possible that these observations bear relationship with the frequent association of BHV-5 with encephalitis in cattle, as opposed to BHV-1 encephalitis, which is a rare event in nature.

• Infectious bovine rhinotracheitis IBR BHV-1 bovine encephalitis herpesvirus BHV-5 Rinotraqueíte infecciosa bovina herpesvírus da encefalite bovina.

Abstract in Portuguese:

RESUMO.- Spilki F.R., Esteves P.A., Franco A.C., Lima M., Holz C.L., Batista H.B.C.R., Driemeier D., Flores E.F., Weiblen R. & Roehe P.M. 2002. [Neurovirulence and neuroinvasiveness of bovine herpesvirus type 1 and 5 in rabbits.] Neurovirulência e neuroinvasividade de Herpesvírus bovinos tipos 1 e 5 em coelhos. Pesquisa Veterinária Brasileira 22(2):58-63. Centro de Pesquisas Veterinárias Desidério Finamor, Estrada do Conde 6000, Cx. Postal 47, Eldorado do Sul, RS 92990-000, Brazil. E-mail: proehe@orion.ufrgs.br Com o objetivo de avaliar a capacidade dos herpesvírus bovinos tipos 1 e 5 (BHV-1 e BHV-5) de invadir e replicar no sistema nervoso central (SNC) (neuroinvasividade), bem como sua capacidade de induzir doença neurológica (neurovirulência), coelhos com 30 a 35 dias de idade foram inoculados com uma amostra do Herpesvírus da Encefalite Bovina (BHV-5; amostra EVI 88/95) ou com amostras de BHV-1 (Los Angeles ou Cooper), pelas vias intratecal (IT) e intranasal (IN). A inoculação da amostra de BHV-5, tanto pela via 1T como IN, induziu sinais clínicos neurológicos em 100% (12/12) dos coelhos inoculados. Os exames histopatológicos revelaram um quadro de meningoencefalite não-purulenta multifocal, caracterizada por gliose multifocal e infiltrados perivasculares. O vírus foi isolado de várias áreas do SNC desses animais. As amostras de BHV-1, quando inoculadas pela via IT, não foram neurovirulentas. A amostra Los Angeles de BHV-1, quando administrada pela via IN, induziu sinais respiratórios severos, além de sinais neurológicos em 57% (4/7) dos animais inoculados. Entretanto, o exame histopatológico destes quatro animais revelou vasculite e trombose no pulmão e cérebro, este último apresentando focos de necrose neuronal, porém sem lesões indicativas de encefalite. Isso sugere que os sinais neurológicos foram, provavelmente, consequentes a prejuízos no fluxo sangüíneo encefálico, e não a danos neuronais provocados pela inoculação desse vírus. A amostra Cooper de BHV-1, quando inoculada pela via IN, induziu apenas sinais leves de infecção respiratória. Estes resultados indicam que apenas a amostra de BHV-5 foi capaz de invadir e replicar no encéfalo dos coelhos quando inoculada tanto por via IN como IT, apresentando neuroinvasividade e neurovirulência. É possível que estas observações tenham relação com o fato de amostras de BHV-5 freqüentemente causarem encefalites, em contraposição a infecções pelo BHV-1, onde encefalites são raramente observadas.