Use of homologous recombination in yeast to create chimeric bovine viral diarrhea virus cDNA clones

Abstract The open reading frame of a Brazilian bovine viral diarrhea virus (BVDV) strain, IBSP4ncp, was recombined with the untranslated regions of the reference NADL strain by homologous recombination in Saccharomyces cerevisiae, resulting in chimeric full-length cDNA clones of BVDV (chi-NADL/IBSP4ncp#2 and chi-NADL/IBSP4ncp#3). The recombinant clones were successfully recovered, resulting in viable viruses, having the kinetics of replication, focus size, and morphology similar to those of the parental virus, IBSP4ncp. In addition, the chimeric viruses remained stable for at least 10 passages in cell culture, maintaining their replication efficiency unaltered. Nucleotide sequencing revealed a few point mutations; nevertheless, the phenotype of the rescued viruses was nearly identical to that of the parental virus in all experiments. Thus, genetic stability of the chimeric clones and their phenotypic similarity to the parental virus confirm the ability of the yeast-based homologous recombination to maintain characteristics of the parental virus from which the recombinant viruses were derived. The data also support possible use of the yeast system for the manipulation of the BVDV genome.

Antiviral activity of the Lippia graveolens (Mexican oregano) essential oil and its main compound carvacrol against human and animal viruses

Mexican oregano (Lippia graveolens) is a plant found in Mexico and Central America that is traditionally used as a medicinal herb. In the present study, we investigated the antiviral activity of the essential oil of Mexican oregano and its major component, carvacrol, against different human and animal viruses. The MTT test (3-4,5-dimethythiazol-2yl)-2,5-diphenyl tetrazolium bromide) was conducted to determine the selectivity index (SI) of the essential oil, which was equal to 13.1, 7.4, 10.8, 9.7, and 7.2 for acyclovir-resistant herpes simplex virus type 1 (ACVR-HHV-1), acyclovir-sensitive HHV-1, human respiratory syncytial virus (HRSV), bovine herpesvirus type 2 (BoHV-2), and bovine viral diarrhoea virus (BVDV), respectively. The human rotavirus (RV) and BoHV-1 and 5 were not inhibited by the essential oil. Carvacrol alone exhibited high antiviral activity against RV with a SI of 33, but it was less efficient than the oil for the other viruses. Thus, Mexican oregano oil and its main component, carvacrol, are able to inhibit different human and animal viruses in vitro. Specifically, the antiviral effects of Mexican oregano oil on ACVR-HHV-1 and HRSV and of carvacrol on RV justify more detailed studies.

Evidence of mixed persistent infections in calves born to cows challenged with a pool of bovine viral diarrhea virus isolates / Evidências de infecção persistente mista em bezerros nascidos de vacas inoculadas com um pool de isolados do vírus da diarréia viral bovina

Pregnant cows infected with noncytopathic (NCP) isolates of bovine viral diarrhea virus (BVDV) between days 40 and 120 days of gestation frequently deliver immunotolerant, persistently infected (PI) calves. We herein report the characterization of PI calves produced experimentally through inoculation of pregnant cows with a pool of Brazilian BVDV-1 (n=2) and BVDV-2 isolates (n=2) between days 60 and 90 of gestation. Two calves were born virus positive, lacked BVDV antibodies, but died 7 and 15 days after birth, respectively. Six other calves were born healthy, seronegative to BVDV, harbored and shed virus in secretions for up to 210 days. Analysis of the antigenic profile of viruses infecting these calves at birth and 30 days later with a panel of monoclonal antibodies indicated two patterns of infection. Whereas three calves apparently harbored only one isolate (either a BVDV-1 or BVDV-2), co-infection by two antigenically distinct challenge viruses was demonstrated in three PI calves. Moreover, testing the viruses obtained from the blood of PI calves by an RT-PCR able to differentiate between BVDV-1 and BVDV-2 confirmed the presence/persistence of two co-infecting viruses of different genotypes (BVDV-1 and BVDV-2) in these animals. These findings indicate that persistent infection of fetuses/calves - a well characterized consequence of fetal infection by BVDV - may be established concomitantly by more than one isolate, upon experimental inoculation. In this sense, mixed persistent infections with antigenically distinct isolates may help in understanding the immunological and molecular basis of BVDV immunotolerance and persistence.

Vacas prenhes infectadas com isolados não-citopáticos (NCP) do vírus da diarréia viral bovina (BVDV) entre os dias 40 e 120 de gestação frequentemente produzem bezerros imunotolerantes, persistentemente infectados (PI). Este artigo relata a caracterização de bezerros PI produzidos experimentalmente, pela inoculação de vacas prenhes com um pool de isolados brasileiros de BVDV-1 (n=2) e BVDV-2 (n=2) entre os dias 60 e 90 de gestação. Dois bezerros nasceram positivos para vírus, negativos para anticorpos, mas morreram aos dias 7 e 15 pós-nascimento, respectivamente. Outros seis bezerros nasceram saudáveis, soronegativos para o BVDV, replicaram e excretaram o vírus em secreções por até 210 dias. Análise antigênica dos vírus presentes nos bezerros PI com anticorpos monoclonais, ao nascimento e 30 dias após, revelou dois padrões de infecção. Três bezerros apresentavam apenas um dos vírus utilizados no desafio (BVDV-1 ou BVDV-2), enquanto outros três bezerros apresentavam co-infecção com mais de um vírus. Além disso, testando-se o sangue dos animais PI com um PCR capaz de diferenciar entre BVDV-1 e BVDV-2 observou-se a presença concomitante de vírus dos dois genótipos (BVDV-1 e BVDV-2) nestes três animais. Esses resultados indicam que infecção persistente - uma consequência bem conhecida da infecção fetal pelo BVDV - pode ser estabelecida concomitantemente por mais de um vírus, após infecção experimental. Nesse sentido, infecções persistentes mistas com isolados antigenicamente distintos podem ser úteis para o estudo das bases imunológicas e moleculares da imunotolerância e infecção persistente pelo BVDV.

Excreção e transmissão do vírus da diarréia viral bovina por bezerros persistentemente infectados / Shedding and transmission of bovine viral diarrhea virus by persistently infected calves

Bezerros persistentemente infectados (PI) nascidos de vacas infectadas com amostras não-citopáticas do vírus da diarréia viral bovina (BVDV) se constituem nos principais reservatórios do vírus na natureza. Este trabalho relata uma investigação do padrão de excreção e transmissão viral por cinco bezerros PI produzidos experimentalmente pela inoculação de vacas prenhes com isolados brasileiros do BVDV. Cinco bezerros que sobreviveram a infecção intrauterina nasceram saudáveis, soronegativos e com a presença de vírus no sangue. Após o desmame - e desaparecimento dos anticorpos colostrais - os bezerros PI foram monitorados semanalmente durante 150 dias para a presença de vírus e títulos virais no soro e em secreções (ocular, oral, nasal e genital). Os títulos virais no soro de cada animal apresentaram pequenas variações durante o período (com exceção de um animal que apresentou um aumento de título tardiamente), mas os títulos variaram amplamente entre os animais (entre 10² e 10(6)TCID50/ml). O vírus também foi excretado continuamente nas secreções de todos os animais, com pequenas variações de título entre as coletas. Os maiores títulos virais foram geralmente detectados nas secreções nasais e oculares (títulos de 10(4) a 10(6)TCID50/mL), enquanto as secreções orais e genitais usualmente continham títulos virais baixos (10² a 10³TCID50/mL). Com o objetivo de avaliar a dinâmica de transmissão viral, um bezerro PI foi introduzido em um grupo de 10 bezerros soronegativos, mantido com uma alta densidade animal e submetido a manejo diário para simular as condições de manejo semi-intensivo. Após 30 dias de convívio com o bezerro PI, todos os demais animais haviam soroconvertido ao BVDV. Para investigar a transmissão viral sob condições extensivas, outro bezerro PI foi incorporado a um rebanho de 48 animais mantido a campo, com baixa densidade animal e submetido a manejo extensivo. Dentre estes animais, 8/48 (16,6 por cento) foram soropositivos ...

Persistently infected (PI) calves born to cows infected with non-cytopathic bovine virus diarrhea virus (BVDV) represent the main reservoir of the virus in nature. We herein report an investigation on the patterns of virus shedding and transmission by five PI calves produced experimentally through inoculation of pregnant cows with Brazilian BVDV isolates. Five calves that survived intrauterine infection were born healthy, lacking neutralizing antibodies to BVDV and harboring virus in the blood. After weaning - and following the disappearance of colostral antibodies - PI calves were monitored for virus in serum and body secretions (ocular, oral, nasal and genital) at weekly intervals for up to 150 days. For each animal, the virus titers in serum showed minor variations throughout the collections (with one exception that presented an increase late in infection), yet the titers varied widely among animals (from 10² to 10(6)TCID50/mL). Virus shedding in secretions was detected steadily during all the observation period with minor titer variations for each particular animal. The highest titers were generally detected in nasal and ocular secretions (titers 10(4) to 10(6)TCID50mL) whereas genital and oral secretions usually contained low amount of virus (10² to 10³TCID50mL). To evaluate the kinetics of virus transmission by these animals, one PI was introduced on a group of 10 seronegative calves maintained with a high animal density simulating the conditions of an intensive management. All 10 contact calves seroconverted to BVDV by day 30. Another PI calf was introduced into a 48-head herd kept under a low animal density, extensive grass management. Among these animals, 8/48 (16.6 percent) seroconverted by day 10, 26/48 (54.1 percent) by day 40 and 37/48 (77 percent) were seropositive at day 100, when the monitoring was discontinued. These results show that continuous viremia and virus shedding in high titers in secretions by PI animals assure ...

Proteção fetal contra o vírus da diarréia viral bovina (BVDV) em vacas prenhes previamente imunizadas com uma vacina experimental atenuada / Fetal protection against bovine viral diarrhea virus (BVDV) in pregnant cows previously immunized with an experimental attenuated vaccine

Esse artigo relata a avaliação da resposta sorológica e proteção fetal conferida por uma vacina experimental contendo duas amostras atenuadas do vírus da diarréia viral bovina tipos 1 (BVDV-1) e 2 (BVDV-2). Vacas foram imunizadas com a vacina experimental (n=19) e juntamente com controles não-vacinadas (n=18) foram colocadas em cobertura e desafiadas, entre os dias 60 e 90 de gestação, pela inoculação intranasal de quatro amostras heterólogas de BVDV-1 e BVDV-2. A resposta sorológica foi avaliada por testes de soro-neutralização realizados a diferentes intervalos após a vacinação (dias 34, 78 e 138 pós-vacinação [pv]). A proteção fetal foi monitorada por exames ultra-sonográficos e clínicos realizados durante o restante da gestação; e pela pesquisa de vírus e anticorpos no sangue pré-colostral coletado dos fetos abortados e/ou dos bezerros recém nascidos. No dia do desafio (dia 138 pv), todas as vacas vacinadas apresentavam anticorpos neutralizantes em títulos altos contra o BVDV-1 (1.280- >10.240) e, com exceção de uma vaca (título 20), todas apresentavam títulos médios a altos contra o BVDV-2 (80-1.280). O monitoramento da gestação revelou que, dentre as 18 vacas não-vacinadas, apenas três (16,6 por cento) pariram bezerros saudáveis e livres de vírus. As 15 restantes (83,3 por cento) apresentaram indicativos de infecção fetal e/ou falhas reprodutivas. Sete dessas vacas (38,8 por cento) pariram bezerros positivos para o vírus, sendo que cinco eram saudáveis e sobreviveram (27,7 por cento); e dois apresentavam sinais de prematuridade ou fraqueza e morreram três e 15 dias após o nascimento, respectivamente. As oito vacas controle restantes (44,4 por cento) abortaram entre o dia 30 pós-desafio e às proximidades do parto, ou deram à luz bezerros prematuros, inviáveis ou natimortos. Por outro lado, 17 de 19 (89,4 por cento) vacas vacinadas deram à luz bezerros saudáveis e livres de vírus. Uma vaca vacinada abortou 130 dias pós-desafio, mas...(AU)

This paper reports the antibody response and fetal protection in pregnant cows conferred by an experimental vaccine containing two attenuated strains of bovine viral diarrhea virus (BVDV-1 and BVDV-2). Cows (n=19) were vaccinated twice, with a 34 days-interval, with the experimental vaccine and together with non-vaccinated controls (n=18), were mated and challenged between days 60 and 90 of gestation by intranasal inoculation of four heterologous BVDV-1 and BVDV-2 isolates. The antibody response was evaluated by serum-neutralization tests performed at different intervals after vaccination (days 34, 78 and 138 post-vaccination [pv]). Fetal protection was monitored by ultrassonographic and clinical examination of the dams and fetuses during the rest of gestation; and through virological and serological examination of pre-colostral blood obtained from aborted and/or recently born fetuses/calves. At the day of challenge (day 138 pv), all vaccinated cows had neutralizing antibodies in high titers against BVDV-1 (1,280->10,240), and with one exception (titer 20), presented moderate to high titers to BVDV-2 (80-1,280). At the end of the monitoring, only three out of 18 control cows (16.6 percent) delivered healthy, virus-free calves. Fifteen non-vaccinated cows (83.3 percent) presented signs of fetal infection and/or had reproductive losses. Seven of these cows (38.8 percent) delivered virus-positive calves; five were healthy and survived (27.7 percent); two were premature or weak and lasted three and 15 days, respectively. The other eight cows (44.4 percent) aborted between day 30 post-challenge and the parturition; or delivered premature or stillbirth calves. In contrast, 17 out of 19 (89.4 percent) vaccinated cows delivery virus-free, healthy calves. One vaccinated cow aborted around day 130 post-challenge, yet this fetus could not be examined for the presence of virus. Another cow delivered a virus-positive calf (5.2 percent). In summary...(AU)

Aspectos virológicos e clínico-patológicos da infecção genital aguda e latente pelo herpesvírus bovino tipo 1.2 em bezerras infectadas experimentalmente / Virological and clinico-pathological features of acute vulvovaginitis and latent infection by bovine herpesvirus 1.2 in heifers experimentally infected

A infecção genital de vacas pelo herpesvírus bovino tipo 1.2 (BoHV-1.2) pode resultar em vulvovaginite e infertilidade temporária. Após a infecção aguda, o BoHV-1 estabelece infecção latente, que pode cursar com episódios periódicos de reativação. O presente trabalho descreve os aspectos virológicos e clínico-patológicos da vulvovaginite aguda e infecção latente resultantes da inoculação de bezerras com uma amostra de BoHV-1.2 isolada de casos de balanopostite em touros. A inoculação do vírus em quatro bezerras pela via genital (10(8.1)TCID50/animal) resultou em replicação viral na mucosa genital e no desenvolvimento de vulvovaginite moderada a severa. Os animais inoculados excretaram o vírus nas secreções genitais até o dia 10 pós-inoculação (p.i.) com título máximo de 10(7.3)TCID50/mL. Foram observados congestão e edema da mucosa vulvovestibular, e formação de pequenas vesículas e pústulas. Durante a progressão clínica, as vesículas e pústulas aumentaram de tamanho e eventualmente se tornaram coalescentes e recobertas por um exsudato fino de coloração amarelada. Estes sinais foram observados a partir do dia 2 p.i. e aumentaram progressivamente de severidade até os dias 5-8 p.i. A administração de dexametasona no dia 55 p.i. resultou em excreção viral nas secreções genitais dos quatro animais por até 10 dias. A reativação da infecção latente foi acompanhada de recrudescência clínica, porém com sinais menos severos e com menor duração do que na infecção aguda. O DNA viral latente foi detectado por PCR, aos 36 dias pós-reativação (p.r.), nos seguintes tecidos: gânglio sacrais: pudendo (4/4); genitofemoral e retal caudal (3/4) e obturador (4/4) e em alguns linfonodos regionais. Estes resultados demonstram que o isolado SV-56/90 é virulento para fêmeas soronegativas, após inoculação genital, e pode ser utilizado em estudos de patogenia e de desafio vacinal.

Venereal infection of heifers and cows with bovine herpesvirus type 1.2 (BoHV-1.2) may result in vulvovaginitis and transient infertility. The acute infection is followed by the establishment of latent infection which can be periodically reactivated. We herein describe the virology and clinico-pathological aspects of acute and recrudescent vulvovaginitis in heifers inoculated with a Brazilian BoHV-1.2 isolate recovered from an outbreak of balanoposthitis. Genital inoculation of isolate SV-56/90 (10(8.1)TCID50/animal) in four eight-months-old heifers resulted in efficient virus replication in the genital mucosa and the development of moderate to severe vulvovaginitis. The inoculated heifers shed virus in genital secretions in titers up to 10(7.3)TCID50/mL until day 10 pi and developed genital congestion, swelling, vesicles and pustules. The vesicles and pustules increased in size eventually coalesced and became covered with a yellowish exsudate. These signs appeared at day 2 pi, increased in severity up to days 5 - 8 pi and progressively subsided thereafter. Dexamethasone administration at day 55 pi resulted in virus shedding in vaginal secretions for up to 10 days. Virus reactivation in all animals was accompanied by clinical recrudescence of the disease, yet less severe than during acute infection. Examination of sacral ganglia and lymph nodes by PCR at day 36 post-reactivation revealed the presence of latent viral DNA in the pudendal (4/4), genito-femoral, sciatic and rectal caudal (3/4) and obturator nerve ganglia (1/4); in addition to several regional lymph nodes. These results demonstrate the virulence of isolate SV-56/90 for heifers and pave the way for its use in further pathogenesis studies and vaccine-challenge trials.

Anticorpos anti-Neospora caninum em bovinos, ovinos e bubalinos no Estado do Rio Grande do Sul / Antibodies to Neospora caninum in cattle, sheep and water buffalo in Rio Grande do Sul state, Brazil

A infecção pelo Neospora caninum é distribuída mundialmente e tem sido considerada uma importante causa de abortos em bovinos, que são hospedeiros intermediários do protozoário. O presente artigo relata um estudo sorológico da infecção pelo N. caninum em 1.024 amostras de bovinos, ovinos e bubalinos, oriundos de 55 propriedades em 16 municípios do Estado do Rio Grande do Sul (RS). Anticorpos contra o agente foram detectados por um teste imunoenzimático do tipo ELISA em 11,4 por cento (89/781) das amostras de bovinos, em 14,6 por cento (24/164) dos bubalinos e em 3,2 por cento (2/62) dos ovinos. Bovinos soropositivos foram detectados em todos os municípios amostrados. Esses resultados demonstram que a infecção pelo N. caninum encontra-se amplamente difundida no rebanho bovino e também em outras espécies de ruminantes do Estado. Aliados a relatos clínicos e histopatológicos anteriores, esses resultados ressaltam a importância do N. caninum como agente etiológico de falhas reprodutivas em bovinos no RS.

The infection by Neospora caninum is distributed worldwide and has been considered an important cause of abortion in cattle, which are intermediate hosts of the parasite. The present article reports an serological survey of the N.caninum infection in 1024 serum samples of cattle, sheep and water buffalo from 55 herds in 16 counties of the state of Rio Grande do Sul (RS). Antibodies to the agent were detected by ELISA in 11.4 percent (89/781) bovine samples, in 14.6 percent (24/164) water buffalo and in 3.2 percent (2/62) sheep sera. Positive cattle were detected in all tested counties. These results demonstrate that N. caninum infection is widespread among bovine and other ruminants in the state. Taken together with previous clinical and pathological reports, these results are indicative of the importance of the parasite as the etiological agent of reproductive failure in cattle in RS.

Replicação e excreção viral durante a infecção aguda e após a reativação da latência induzida por dexametasona em bezerros inoculados com os herpesvírus bovinos tipo 1 (BHV-1) e 5 (BHV-5) / Viral replication and shedding during acute infection and after dexamethasone induced reativation of latency in calves inoculated with bovine herpesvirus type 1 (BHV-1) and 5 (BHV-5)

Nesse estudo, comparou-se a eficiência de estabelecimento e reativação da infecção latente pelos herpesvírus bovinos tipos 1 e 5 (BHV-1 e 5) em bezerros. Bezerros inoculados pela via intranasal com uma amostra de BHV-1 (SV-265, n=6) ou BHV-5 (SV-507, n=6) apresentaram corrimento nasal discreto a moderado e excretaram vírus em secreções nasais em títulos de até 10(7,81)DICC50/ml (dose infectante para 50 por cento dos cultivos celulares) durante um período médio de 10,5 dias (6-15 [BHV-1]) ou títulos de até 10(6,7) DICC50/ml durante 15,3 dias (13-18 [BHV-5]). A administração de dexametasona (Dx; 0,5mg/kg, via endovenosa) aos 60 dias pós-inoculação (pi) resultou em reativação da infecção em todos os animais inoculados. O vírus foi detectado em secreções nasais dos bezerros inoculados com o BHV-1 em títulos de até 10(5,5)DICC50/ml por 6 a 9 dias (x:7,8) e em títulos de até 10(6,1)DICC50/ml (durante 3 a 12 dias, x: 7,5 dias) nos bezerros inoculados com o BHV-5. Os resultados obtidos demonstraram que tanto o BHV-1 quanto o BHV-5 foram capazes de estabelecer e reativar a infecção latente em níveis semelhantes.

Caracterização de amostras atenuadas do vírus da Diarréia Viral Bovina (BVDV) tipos 1 e 2 para uso em vacinas / Characterization of bovine viral diarrhea virus (BVDV) types 1 and 2 isolates for use in vaccines

Este artigo relata a caracterização de duas amostras citopáticas do vírus da Diarréia Viral Bovina (BVDV-1: IBSP-2; BVDV-2: SV-253) submetidas à atenuação por múltiplas passagens em cultivo celular e exposição à radiação ultravioleta. As amostras foram caracterizadas in vitro (tamanho e morfologia de placas, cinética de replicação e perfil antigênico) e in vivo (atenuação e resposta sorológica em bovinos). A caracterização in vitro de populações clonadas dos vírus obtidas nas diferentes passagens em cultivo celular (0, 1, 10, 20 e 30), demonstrou que o processo de atenuação não afetou negativamente as características antigênicas e fenotípicas das amostras. Não foram observadas alterações significativas no tamanho e morfologia de placas e na cinética de replicação. A reatividade com 48 anticorpos monoclonais demonstrou que o perfil antigênico não doi alterado durante as sucessivas passagens in vitro. A inoculação intramuscular dos clones de vírus obtidos na passagem 30 (IBSP-2: 10(7,3) DICC50; SV-253: 10(6,8) DICC50) em 12 novilhas soronegativas com idade média de 15 meses, não resultou em sinais clínicos, comprovando sua atenuação. Após a inoculação, o vírus foi detectado em leucócitos da maioria dos animais inoculados (10/12) entre os dias 3 e 6 pós-inoculação (pi) e em secreções nasais de três animais (dias 4, 7 e 8pi). No entanto, não ocorreu transmissão dos vírus vacinais aos três animais soronegativos mantidos como sentinelas. Todos os animais vacinados soroconverteram aos 14 dias pós-vacinação (dpv). Títulos moderados a altos de anticorpos neutralizantes foram detectados frente a 5 isolados brasileiros do BVDV-1 (títulos de 80 a > 1280) e quatro isolados do BVDV-2 (títulos de 20 a 640). Em geral, os títulos foram de magnitude superior frente a isolados brasileiros do BVDV-1. Aos 240dpv, os animais receberam uma segunda dose dos vírus vacinais (IBSP-2: 10(7,3) DICC50; SV-253: 10(6,8) DICC50). A revacinação induziu uma resposta secundária na maioria dos animais, resultando em um aumento dos títulos de anticorpos neutralizantes principalmente frente ao BVDV-2. Esses resultados são promissores no sentido da utilização dessas amostras na formulação de vacinas atenuadas para o controle da infecção pelo BVDV no Brasil.