Abstract in English:
This study aims to describe the molecular detection of Sarcocystis neurona, Toxoplasma gondii, and Neospora caninum in brain samples obtained from bovine fetuses at a slaughterhouse in South Brazil. Brain samples from 35 fetuses of asymptomatic pregnant beef cows underwent nested polymerase chain reaction (PCR) to amplify a fragment of the 18S rRNA gene specific to S. neurona, T. gondii, and N. caninum. The amplicons were subjected to a two-step digestion process: first, with the restriction enzyme DdeI, which differentiates N. caninum from T. gondii and S. neurona; and subsequently, with the HpaII enzyme, to distinguish S. neurona from T. gondii and N. caninum. Of the 35 brain samples tested, 26 yielded positive PCR results for the 18S rRNA gene. Of these, 23 were digested with restriction enzymes, yielding 17 positive samples for S. neurona, five for N. caninum, and one for T. gondii. Specific primers for S. neurona, N. caninum, and T. gondii were employed to confirm the restriction fragment length polymorphism results. DNA sequencing and phylogenetic analysis, based on the ITS-1 region, were conducted on a positive sample for S. neurona, confirming our surprising findings. The sequence from fetus 75 exhibited a high nucleotide identity (97.79%) and clustered with S. neurona sequences available in GenBank. Molecular analyses confirmed the unprecedented detection of S. neurona, a protozoan not previously reported in cattle, in bovine fetal brain samples, thereby underscoring the necessity for further research on Apicomplexa protozoan infections in cattle.
Abstract in Portuguese:
Este estudo tem como objetivo descrever a detecção molecular de Sarcocystis neurona, Toxoplasma gondii e Neospora caninum em amostras de cérebro obtidas de fetos bovinos em um matadouro no Sul do Brasil. Amostras de cérebro de 35 fetos de vacas gestantes assintomáticas foram submetidas à reação em cadeia da polimerase (PCR) aninhada para amplificar um fragmento do gene 18S rRNA específico para S. neurona, T. gondii e N. caninum. Os amplicons foram submetidos a um processo de digestão em duas etapas: primeiro, com a enzima de restrição DdeI, que diferencia N. caninum de T. gondii e S. neurona; e posteriormente, com a enzima HpaII, para distinguir S. neurona de T. gondii e N. caninum. Das 35 amostras de cérebro testadas, 26 apresentaram resultados positivos na PCR para o gene 18S rRNA. Destas, 23 foram digeridas com enzimas de restrição, resultando em 17 amostras positivas para S. neurona, cinco para N. caninum e uma para T. gondii. Primers específicos para S. neurona, N. caninum e T. gondii foram empregados para confirmar os resultados do polimorfismo de comprimento de fragmentos de restrição. Sequenciamento de DNA e análise filogenética, baseada na região ITS-1, foram realizados em uma amostra positiva para S. neurona, confirmando nossos resultados surpreendentes. A sequência do feto 75 apresentou uma alta identidade de nucleotídeos (97,79%) e se agrupou com sequências de S. neurona disponíveis no GenBank. As análises moleculares confirmaram a detecção inédita de S. neurona, um protozoário não anteriormente relatado em bovinos, em amostras de cérebro fetal bovino, destacando assim a necessidade de mais pesquisas sobre infecções por protozoários do filo Apicomplexa em bovinos.
Abstract in English:
Samples of 303 horses from 56 ranches of Rorainópolis municipality, state of Roraima, were evaluated by means of the Indirect Immunofluorescence Test (IFAT) to detect antibodies against Sarcocystis spp., Toxoplasma gondii and Neospora spp. A subset of positive sample (n=15) against Sarcocystis spp. was evaluated by Western Blotting (WB) with crude antigen of S. neurona. From the serological result, possible risk factors were evaluated against individual or farming variables. The prevalence of anti-Sarcocystis spp. antibodies was estimated to be 43.2% (37.6-49.0%), anti-Neospora sp. was 26.7% (21.9-32.2%), and anti-T. gondii was 18.5% (14.3-23.4%). Fourteen samples (14/15) evaluated by WB were positive for S. neurona antigens. From the ranches, 76.8% (43/56) presented at least one positive horse for Sarcocystis spp., 69.6% (39/56) for Neospora spp., and 55.4% (31/56) for T. gondii. Thirteen (14.3%) horses had antibodies against all agents, 50 (16.5%) had antibodies against Sarcocystis spp. and Neospora spp., 10 (3.3%) for Neospora spp. and T. gondii, and eight (2.6%) for Sarcocystis spp. and T. gondii. Associated variables (P≤0.05) for antibodies against Neospora spp. were not found in horses fed on rented pastures, not in horses without veterinary assistance and stables, and not in herds up to 5 horses; while they were associated for T. gondii by contact with cats, in the Lavradeiro breed with use of stables, in horses raise with cattle, and in herds up to 5 horses. There were no variables associated with the presence of antibodies against S. neurona. Antibodies against S. neurona, Neospora spp. and T. gondii were reported in horses from the state of Roraima, Northern Brazilian Amazon, highlighting to the elevate prevalence on ranches.
Abstract in Portuguese:
Amostras de sangue de 303 equinos provenientes de 56 propriedades do município de Rorainópolis, Roraima, foram avaliadas por Reação de Imunofluorescência Indireta (RIF) para pesquisa de anticorpos contra Sarcocystis neurona, Toxoplasma gondii e Neospora spp. Algumas amostras de soros positivos para Sarcocystis spp. foram avaliadas pelo Western Blotting (WB) utilizando antígenos crus de S. neurona. A partir dos resultados sorológicos, possíveis fatores de risco foram avaliados frente a variáveis individuais e de propriedade. A prevalência de anticorpos anti-Sarcocystis spp. foi estimada em 43,2% (37,6-49,0%), anti-Neospora sp. em 26,7% (21,9-32,2%) e anti-T. gondii de 18,5% (14,3-23,4%). Quatorze amostras (14/15) testadas por WB resultaram positivas para antígenos de S. neurona. Das propriedades, 76,8% (43/56) apresentaram pelo menos um equino positivo para Sarcocystis spp.; 69,6% (39/56) para Neospora spp. e 55,4% (31/56) para T. gondii. Dos equinos, 13 (4,3%) apresentarem anticorpos para os três agentes, 50 (16,5%) para Sarcocystis spp. e Neospora spp., 10 (3,3%) para Neospora spp. e T. gondii, e oito (2,6%) para Sarcocystis spp. e T. gondii. As variáveis associadas (P≤0,05) à presença de anticorpos foram: para Neospora spp. não pastejar em áreas alugadas, ausência de assistência veterinária na propriedade, sexo masculino, não estabular animais e plantel equino acima de 5 animais; enquanto para T. gondii foram o contato com felinos, animais da raça lavradeiro, animal estabulado, criação de bovinos na propriedade e plantel equino acima de 5 animais. Não houveram variáveis associadas a presença de anticorpos contra S. neurona. Relata-se no presente estudo a primeira detecção de anticorpos anti-S. neurona, Neospora spp. e T. gondii em equinos do estado de Roraima, localizado na Amazônia Setentrional Brasileira, ressaltando para a elevada frequência de fazendas com equinos soropositivos.