Influence of early use of antimicrobial on the health and performance of Holstein calves in the first month of life / Influência do uso precoce de antimicrobiano na sanidade de bezerras holandesas no primeiro mês de vida

The early use of antimicrobial therapy has been introduced in many farms to prevent diarrhea and respiratory disease in young calves; however, there is controversy about whether this practice has a beneficial effect on the health of these animals. This study evaluated the influence of the early use of antimicrobials on the health and performance of neonatal Holstein calves. Twenty-six Holstein calves were screened and divided into two groups, according to the administration (ATB+), or not (ATB-) of tulathromycin (2.5mg/kg, subcutaneously) within the first 12 hours of life. Calves were evaluated by general clinical examination, fecal score, respiratory score, and external palpation of the umbilical region, besides fecal output of dry matter. Anemia was determined by using an automatic system and, also, using a commercial kit for iron dosage. Diarrhea was diagnosed by a centrifuge-flotation technique using a sugar solution (Cryptosporidium) and multiplex semi-nested RT-PCR (rotavirus/coronavirus). The performance of the calves was estimated by Daily Weight Gain (DWG). The young dairy calves were evaluated within 12 hours of birth (≤12h) and at 3-5th (D3-5), 7-9th (D7-9), 13-15th (D13-15), 20-23rd (D20-23), and 27-30th (D27-30) days of life. No difference was noted between the ATB+ and ATB- groups concerning heart rate, respiratory frequency, and rectal temperature. Erythrogram showed a higher frequency of anemia in ATB- group (P=0.016) at the D3-5 check-up; lower values of serum iron were also observed simultaneously (P=0.051). Thirteen cases of respiratory disease were detected during this study; however, no significant difference was observed between the groups in this regard. The frequency of diarrhea (fecal score 2-3) was high in both groups, peaking at D13-D15. No differences were noted between the groups regarding the frequency of diarrhea when considering the dry fecal matter. The predominant etiological agent for diarrhea was Cryptosporidium spp.. The DWG was similar between groups, with maximum weight reduction on D13-15. The administration of tulathromycin in prophylactic dose (2.5mg/kg) at birth decreased the frequency of anemia but did not influence weight gain or the prevalence of diarrhea.(AU)

O uso precoce de antimicrobianos tem sido adotado em muitas fazendas para profilaxia das diarreias e doença respiratória em bezerras, no entanto existem controvérsias sobre os beneficios desta prática na saúde desses animais. Esta pesquisa avaliou a influência do uso precoce de antimicrobiano na sanidade e desempenho de bezerras holandesas recém-nascidas. Para tanto foram selecionadas 26 bezerras Holandesas distribuídas de acordo com a aplicação (ATB+) ou não (ATB-) de tulatromicina (2,5mg/Kg) por via subcutânea até 12h de vida. As bezerras foram examinadas por meio de exame clínico geral, escore fecal, escore respiratório e palpação externa da região umbilical, além da matéria seca fecal. A presença de anemias foi determinada pelo eritrograma utilizando sistema automático e além da dosagem de ferro utilizando kit comercial. O diagnóstico etiológico das diarreias foi investigado por meio da técnica de flutuação em solução saturada de sacarose (Cryptosporidium) e multiplex semi-nested RT-PCR (rotavírus/coronavírus). O desempenho das bezerras foi estimado pelo ganho de peso. As bezerras foram avaliadas até doze horas após o nascimento (≤12h); 3-5º (D3-5); 7-9º (D7-9); 13-15º (D13-15); 20-23º (D20-23); e 27-30º dias de vida (D27-30). Não foram encontradas diferenças entre os grupos ATB+ e ATB- em relação à frequência cardíaca, frequência respiratória e temperatura retal. O eritrograma revelou maior frequência de anemias no grupo ATB- (P=0,016) no D3-5. Neste momento também foram observados menores valores de ferro sérico (P=0,051). Foram detectados treze casos de doença respiratória durante o estudo, no entanto não foi possível detectar diferença entre os grupos. A frequência de diarreias (escore fecal 2 e 3) foi alta em ambos os grupos, observando-se pico no D13-15 (ATB+=92,3%; ATB-=92,3%). Não observamos diferenças entre os grupos em relação a frequência de diarreia considerando-se a matéria seca fecal. O agente etiológico predominante nas diarreias foi o Cryptosporidium. O ganho de peso diário foi igual entre grupos, com intensa redução no GPD no D13-15. A administração de tulatromicina na dose profilática (2,5mg/Kg) ao nascimento diminuiu a frequência de anemias e não influenciou no ganho de peso e prevalência de diarreias.(AU)

Serological response against bovine herpesvirus and bovine viral diarrhea virus induced by commercial vaccines in Holstein heifers / Resposta sorológica contra herpesvírus bovino e vírus da diarreia viral bovina induzida por vacinas comerciais em novilhas Holandesas

Vaccination is a strategy to the prevention and control of reproductive diseases caused by bovine viral diarrhea virus (BVDV) and bovine herpesvirus type 1 (BoHV-1), however the various compositions of commercial vaccines should be evaluated for their ability to induce protection mediated by antibodies. The objective of this research was to evaluate the production of specific neutralizing Abs against BVDV-1 and 2, and BoHV-1 induced by commercial vaccines composed by different adjuvants. Holstein heifers were vaccinated and distributed in three experimental groups: Group I (G1) was vaccinated with a commercial vaccine containing inactivated BVDV-1, BVDV-2 and BoHV-1 diluted in alum hydroxide as adjuvant (n=9); Group II (G2) was vaccinated with an product containing inactivated strains of BVDV-1, BVDV-2, BoHV-1 and BoHV-5 diluted in oil emulsion as adjuvant (n=10); Group III (G3) was vaccinated with a commercial vaccine containing inactivated BVDV-1 and BVDV-2, besides live modified thermosensitive BoHV-1, diluted in Quil A, amphigen and cholesterol (n=10); A control, non-vaccinated group (n=6) was mock vaccinated with saline. Heifers received two subcutaneous doses of 5mL of each commercial vaccine on the right side of the neck, with 21 days interval. Humoral immune response was assessed by the virus neutralization test (VN) against BVDV-1 (NADL and Singer strains), BVDV-2 (SV253 strain) and BoHV-1 (Los Angeles strain) in serum samples collected on vaccination days zero (D0), 21 (D21) and 42 (D42; 21 days after boosting). Neutralizing Abs against BVDV-1 NADL was detected only in D42, regardless of the vaccine used. Similar geometric mean titers (GMT) for BVDV-1 NADL were observed between G1 (log2=5.1) and G3 (log2=5.1). The seroconversion rate (%) was higher in G1 (78%) when compared to G2 (10%) and G3 (40%). For BVDV-1 Singer, it was also possible to detect Abs production in G1 (log2=5.8, 100% seroconversion rate) and G3 (log2=3.5, seroconversion rate = 60%), only after the booster dose (D42). Neutralizing Abs to BVDV-2 (SV253) were detected only in G3, observing 90% seroconversion associated with high titers of Abs (log2=6.7) after the 2nd dose of vaccine (D42). Heifers from G1 and G3 responded to BoHV-1 after the first dose (D21): G1 (log2=2.5, seroconversion rate = 67%) and G3 (log2=0.7, seroconversion rate = 80%). In D42, a higher magnitude response was observed in the heifers from G3 (log2=6.1, 100%) compared with G1 (log2=4.3, 100%) and G2 (log2=2.7, 60%). Based on the data obtained, it can be concluded that the commercial vaccine contained aluminum hydroxide (G1) was most effective in the induction of antibodies against BVDV-1. On the other hand, this vaccine did not induce the production of neutralizing Abs against BVDV-2. Only the heifers from G3 (Quil A, amphigen and cholesterol) generated neutralizing Abs against BVDV-2. The animals that received commercial vaccine containing oil emulsion as adjuvant (G2) had a weak/undetectable response against BVDV-1 and BVDV-2. The best protective response against BoHV-1 was observed in heifers vaccinated with the live modified thermosensitive virus.(AU)

A vacinação é utilizada como estratégia para a prevenção e controle das doenças reprodutivas, causadas pelos vírus da diarreia viral bovina (BVDV) e herpesvírus bovino tipo 1 (BoHV-1), entretanto, as diversas composições de vacinas comerciais devem ser avaliadas quanto a sua eficiência protetiva mediada por anticorpos (Acs). O objetivo desta pesquisa foi avaliar a produção Acs neutralizantes específicos para cepas de BVDV-1 e 2, e BoHV-1 induzida por vacinas comerciais contendo diferentes tipos de adjuvantes. Para tal, novilhas Holandesas foram vacinadas e distribuídas em três grupos experimentais: Grupo I (G1) foi vacinado com uma vacina comercial composta por cepas inativadas de BVDV-1, BVDV-2 e BoHV-1 diluídas em hidróxido de alumínio como adjuvante (n=9); Grupo II (G2) foi vacinado com produto contendo as cepas inativadas de BVDV-1, BVDV-2, BoHV-1 e BoHV-5 em uma emulsão oleosa como adjuvante (n=10); O Grupo III (G3) foi vacinado com uma vacina comercial contendo BVDV-1 e BVDV-2 inativado, além do BoHV-1 vivo modificado e termosensivel, diluídos em adjuvante contendo Quil A, Amphigem e colesterol (n=10); O Grupo Controle não vacinado (n=6) foi inoculado com solução salina. As novilhas receberam duas doses das respectivas vacinas ou solução salina (5mL), com intervalo de 21 dias, por via subcutânea, na tábua do pescoço do lado direito. A resposta imune humoral foi avaliada pelo teste de vírus neutralização (VN) contra o BVDV-1 (cepas NADL e Singer), BVDV-2 (cepa SV253) e BoHV-1 (cepa Los Angeles) em amostras de soro coletadas nos dias (D) de vacinação zero (D0), 21 dias após 1ª dose (D21)e 42 (D42; 21 dias após A 2ª dose). Os anticorpos neutralizantes contra o BVDV-1 NADL foram detectados apenas em D42, independentemente da vacina utilizada. Os títulos médios geométricos (GMT) de anticorpos foram semelhantes entre G1 (log2=5,1) e G3 (log2=5,1). A taxa de soroconversão foi maior no G1 (78%) quando comparado ao G2 (10%) e G3 (40%). Para o BVDV-1 Singer, somente após D42 foi observada a produção de Acs no G1 (log2=5,8; taxa de soroconversão de 100%) e G3 (log2=3,5; taxa de soroconversão = 60%). Os anticorpos contra BVDV-2 (SV253) foram detectados apenas nas novilhas do G3, observando-se taxa de soroconversão de 90% com altos títulos de anticorpos neutralizantes (log2=6,7) em D42. Novilhas G1 e G3 responderam ao BoHV-1 após a primeira dose (D21): G1 (log2=2,5; taxa de seroconversão = 67%) e G3 (log2=0,7; taxa de seroconversão = 80%). Em contrapartida, foi observada uma maior magnitude de resposta para as novilhas G3 (log2=6,1; 100%) em D42, em relação aos animais G1 (log2=4,3; 100%) e G2 (log2=2,7; 60%). Com base nos dados obtidos, foi possível concluir que a vacina composta por hidróxido de alumínio (G1) foi mais eficaz na produção de anticorpos contra o BVDV-1, em contrapartida esse produto não induziu anticorpos contra o BVDV-2. Apenas as novilhas do G3 (Quil A, amphigen e colesterol) geraram Acs neutralizantes contra o BVDV-2. Os animais que receberam a vacina em emulsão oleosa (G2) como adjuvante apresentaram uma resposta fraca/indetectável contra o BVDV-1 e BVDV-2. A melhor resposta protetiva contra o BoHV-1 foi observada nas novilhas vacinadas com a vacina viva modificada termosensível.(AU)

Specific immune response in neonate Holstein heifer calves fed fresh or frozen colostrum / Resposta imune específica em bezerras holandesas recém-nascidas alimentadas com colostro fresco ou congelado

The objective of this study was to evaluate the influence of viable cells from colostrum on immune development in dairy heifer calves during the first 28 days of life. The animals were distributed between 2 groups: COL+ (n=9) receiving fresh whole colostrum from their own damns; and COL- (n=10) receiving pooled frozen colostrum, containing no viable cells, from a pool of donor cows. These calves were assessed before colostrum intake (D0), 48 hours of age (D2), and weekly from D7 to D28. The development of immunity was evaluated by assessment of the phenotype of blood leukocyte subsets, and induced cytokine production after 72 hours of stimulation in culture with concanavalin A (ConA), killed Staphylococcus aureus (S.aureus) and killed Escherichia coli (E. coli) by peripheral blood mononuclear cell (PBMC). The clinical history of these calves was marked by a high frequency of diarrhea in both groups. However, COL- had greater diarrhea intensity scores (fecal score~3 of 4), and rectal temperature on D7 than COL+ calves. Moreover, bronchopneumonia (n=1) and navel inflammation were observed only in COL- calves. COL- had a lower concentration of serum iron, and a higher absolute number of lymphocytes on D7 than COL+. COL- also had a higher percentage of anemic calves than the COL+ calves on D21 and D28. In general, the percent of cells within each subset of leukocytes was similar between the groups over the experiment, except on week 1 when COL- calves had a higher percentage of lymphocytes expressing CD45RO+ (P=0.07). A steady increase in CD45RO+ and concomitant decline in CD45RO- leukocytes was observed over the course of the study, indicating the development of immune memory. The proportion of CD14MHCII+ leukocytes increased with age (P≤0.05). The median background cytokine production by PBMC that were not stimulated was below the level of detection of the assays used for both groups. The PBMC from COL+ calves stimulated with ConA secreted a larger quantity of IL-17 week 2 (COL+=2060.0pg/mL and COL-=0.0pg/mL, P=0.00). PBMC from COL+ calves stimulated with killed S. aureus whole cell antigen (P=0.05) and killed E. coli whole cell antigen (P=0.05) also secreted higher levels of IL17 than COL- calves at week 4. Clear production of IL17 was observed in PBML from COL+ calves at week 2, but the difference was not statistical different between groups. In conclusion, calves fed fresh and frozen colostrum showed no difference in cells subset profile overall. The increased percentage of leukocytes expressing the memory CD45RO+ or CD14MHCII+ over the course of the experiment indicated a maturation of the adaptive immune response after natural exposure to pathogens in the environment of the calf. The enhanced IL17 secretion by COL+ calves indicated that viable maternal cells modulated T-cell Th17 production that was primed by bacterial antigens. This mechanism could be responsible for quick and efficient activation of neutrophils for bacterial clearance. The differences in cytokine production observed between groups may help to explain the different clinical pictures observed for calves COL+ and COL- calves.(AU)

O objetivo desta pesquisa foi avaliar a influência das células do colostro no desenvolvimento imune em bezerras leiteiras durante os primeiros 28 dias de vida. Os animais foram distribuídas em 2 grupos: COL+ (n=9) recebeu colostro fresco de suas próprias mães; e COL- (n=10) recebeu pool de colostro congelado sem células viáveis oriundo de vacas doadoras. Estas bezerras foram avaliadas antes da ingestão do colostro (D0); às 48 horas (D2) e semanalmente entre o D7 e D28. O desenvolvimento da imunidade foi avaliada pela fenotipagem das subpopulações celulares do sangue e produção de citocinas pelas células mononucleares sanguíneas após 72 horas de estimulação com concanavalina A (ConA), Staphylococcus aureus (S. aureus) e Escherichia coli (E. coli) inativadas. O histórico clínico das bezerras foi marcado por elevada frequência de diarreias em ambos os grupos. Entretanto, COL- apresentou maior intensidade de diarreia (escore de fezes ~ 3 de 4) e maior temperatura retal no D7 do que as bezerras COL+. Além disso, broncopneumonia (n=1) e inflamações umbilicais foram diagnosticadas apenas nas bezerras COL-. O grupo COL- apresentou menor concentração de ferro sérico e maior número de linfócitos no D7 do que o grupo COL+. COL- também apresentou maior frequência de anemias que o grupo COL+ no D21 e D28. Em geral, a fração das subpopulações celulares foram semelhantes entre os dois grupos ao longo do tempo estudado, exceto na semana 1, onde as bezerras COL- apresentaram maior proporção de CD45RO+ (P=0.07). Observou-se um constante aumento de CD45RO+ com declínio concomitante de CD45RO- ao longo do estudo, indicando o desenvolvimento da resposta imune. A proporção de células CD14MHCII+ aumentou de acordo com a idade (P≤0.05). As medianas das citocinas produzidas a partir do PBMC não estimuladas apresentaram valores abaixo do nível de detecção em ambos os grupos. O PBMC do COL+ estimulado com ConA secretou elevada concentração de IL17 na semana 2 (COL+=2060.0pg/mL e COL-=0.0pg/ml, P=0.00). PBMC do COL+ estimuladas com S. aureus inativado (P=0.05) e E. coli inativada (P=0.05) secretaram níveis mais elevados de IL17 que as bezerras COL- na semana 4. Outros picos de IL17 foram observados no COL+ na semana 2, porém não foi possível detectar diferenças estatísticas entre os grupos. Conclui-se que as bezerras alimentadas com colostro fresco e congelado apresentaram perfil similar entre as proporções das subpopulações celulares. O aumento de células expressando os marcadores de memória CD45RO+ e CD14MHCII+ demonstram, ao longo do experimento, o amadurecimento do sistema imune específico das bezerras após estimulação natural por patógenos após o nascimento. A maior secreção de IL17 pelas células das bezerras COL+ indica que as células maternas podem modular resposta imune Th17 direcionada aos antígenos bacterianos. Este mecanismo poderia ser responsável pela rápida e eficiente quimiotaxia de neutrófilos e eliminação dos microrganismos bacterianos. Os diferentes perfis de citocinas podem ser responsáveis pelos diferentes históricos clínicos relatados para as bezerras COL+ e COL-.(AU)