Evaluation of techniques for diagnosis of Trypanosoma vivax infections in naturally infected cattle in the Zona da Mata Mineira / Avaliação de técnicas para diagnóstico de infecções por Trypanosoma vivax em bovinos naturalmente infectados na Zona da Mata Mineira

Abstract This study aimed to evaluate diagnostic techniques for trypanosomiasis, caused by Trypanosoma vivax, in naturally infected cattle in Minas Gerais, Zona da Mata. The deaths of six lactating cows with similar clinical conditions—characterized by hyporexia, hypogalactia, and recumbency—had been reported from one property. Initially, two animals were examined and diagnosed with trypanosomiasis through identification of the protozoan in a blood smear. After the initial diagnosis, all lactating cows (n=37) on the property were examined, and blood samples were collected for tests including whole blood smear, buffy coat smear, Woo's technique, enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), and polymerase chain reaction (PCR). Woo's test, buffy coat smears, and whole blood smears indicated that 4/37 (10.81%) animals were positive for trypanosomiasis, whereas ELISA and PCR indicated that 33/37 (89.19%) and 27/37 (72.97%) animals, respectively, were positive. The agreement obtained between parasitological techniques was classified as high, while between ELISA and PCR, no agreement. In conclusion, parasitological techniques have a low capacity to identify infected animals in the chronic stage of T. vivax infection. Therefore, techniques such as PCR and/or ELISA should be used to minimize the occurrence of false negatives.

Resumo Este estudo objetiva avaliar as técnicas de diagnóstico da tripanossomíase, causada pelo Trypanosoma vivax, em bovinos naturalmente infectados, em Minas Gerais, Zona da Mata. A morte de seis vacas em lactação com condições clínicas semelhantes - caracterizadas por hiporexia, hipogalaxia e decúbito - foi relatada em uma propriedade. Inicialmente, dois animais foram examinados e diagnosticados com tripanossomíase através da identificação do protozoário em esfregaço sanguíneo. Após o diagnóstico inicial, todas as vacas em lactação (n = 37) na propriedade foram examinadas, e amostras de sangue foram coletadas para testes, incluindo esfregaço de sangue total, esfregaço de capa leucocitária, técnica de Woo, ensaio imunoenzimático (ELISA) e reação em cadeia da polimerase (PCR). O teste de Woo, os esfregaços de capa leucocitária e de sangue total indicaram que 4/37 (10,81%) animais foram positivos para tripanossomíase, enquanto ELISA e PCR indicaram que 33/37 (89,19%) e 27/37 (72,97%) animais, respectivamente, foram positivos. A concordância entre técnicas parasitológicas foi classificada como alta, enquanto entre ELISA e PCR, sem concordância. As técnicas parasitológicas apresentam baixa capacidade para identificar animais infectados na fase crônica da infecção por T. vivax. Dessa forma, técnicas como PCR e/ou ELISA devem ser utilizadas para minimizar a ocorrência de falsos negativos.

Follow-up of dairy cattle naturally infected by Trypanosoma vivax after treatment with isometamidium chloride / Acompanhamento de bovinos leiteiros naturalmente infectados com Trypanosoma vivax após tratamento com cloreto de isometamidium

Abstract Trypanosoma vivax infections cause nonspecific clinical signs in cattle associated with aparasitemic intervals, making disease diagnosis a challenge. In Brazil, diminazene aceturate and isometamidium chloride (ISM) are available to treat bovine trypanosomosis. The objective of this study was to follow-up, by molecular and serological techniques, dairy cattle naturally infected by T. vivax after ISM treatment. Thirty cattle naturally infected with T. vivax received two applications of ISM, at a dosage of 1.0 mg/kg intramuscularly, on days 0 and 150. For T. vivax diagnosis, EDTA-blood and serum samples were evaluated on 0, 7, 15, 30, 60, 90, 120, 150, 180, 210, and 240 days after treatment PCR, Loop-mediated isothermal amplification (LAMP) and ELISA. Animals with persistent detection of T. vivax DNA by both PCR and LAMP were found and continuous detection of anti-T. vivax IgG antibodies by ELISA, suggesting the presence of T. vivax resistance to ISM. The combination of LAMP and ELISA tests can prevent misdiagnosis of the parasite clearance in treated cattle, contributing to better disease control. This is the first experiment that demonstrates the persistence infection of T. vivax under ISM treatment in a natural infected herd and evidence of ISM chemotherapy-resistant T. vivax in Brazil.

Resumo Em bovinos, infecções por Trypanosoma vivax geram sinais clínicos inespecíficos que, associados a intervalos aparasitêmicos, faz com que o diagnóstico da enfermidade seja desafiador. No Brasil, somente aceturato de diaminazeno e cloridrato de isometamidum (ISM) estão disponíveis para o tratamento da tripanossomose bovina. Este trabalho teve como objetivo acompanhar bovinos leiteiros naturalmente infectados por T. vivax, após o tratamento com ISM por meio de técnicas moleculares e sorológica. Foram utilizados 30 bovinos naturalmente infectados com T. vivax, sendo estes tratados com duas aplicações de ISM, na dosagem de 1,0 mg/kg por via intramuscular profunda, nos dias 0 e 150. Foram avaliadas, para diagnóstico de T. vivax, amostras de sangue acrescido de EDTA e soro, colhidas nos 0, 7, 15, 30, 60, 90, 120, 150, 180, 210 e 240 dias após os tratamentos pela reação em cadeia da polimerase (PCR), amplificação circular isotérmica do DNA (LAMP) e ensaio de imunoabsorção enzimático (ELISA). Verificou-se a presença de animais com persistência na detecção de DNA de T. vivax pela PCR e LAMP, bem como detecção contínua de anticorpos IgG anti-T. vivax pelo método de ELISA, sugerindo a presença de resistência de T. vivax ao ISM. A combinação dos testes LAMP e ELISA pode evitar falsos diagnósticos da eliminação do parasita nos bovinos tratados, contribuindo para um melhor controle da doença. Este é o primeiro experimento que demonstra infecção persistente do T. vivax em rebanho naturalmente infectado, tratado com ISM, e evidencia possível resistência ao quimioterápico no Brasil.

Detection of Trypanosoma vivax in tissues of experimentally infected goats: what is the role of adipose tissue in the life cycle of this protozoon? / Detecção de Trypanosoma vivax em tecidos de caprinos experimentalmente infectados: qual é o papel do tecido adiposo no ciclo de vida desse protozoário?

Abstract Trypanosomiasis, caused by Trypanosoma vivax, is responsible for great economic losses among livestock in Africa and South America. During the life cycle of these parasites, they may present different morphological, metabolic and physiological characteristics depending on the interactions that are encountered at each point of their life cycle. Although T. vivax is frequently reported in the circulation of its mammalian hosts, it has the ability to migrate to the tissues of these individuals. However, this characteristic is poorly understood. In this context, we aimed to investigate the presence of T. vivax and the changes caused in different tissues of experimentally infected goats. Despite the animals were not perfused before tissues collection, using different approaches, we demonstrated its presence in different samples, including in the adipose tissue and skin of infected animals. In addition, a mononuclear inflammatory reaction, mostly characterized by an infiltrate of lymphocytes, plasma cells and macrophages were observed. The results highlight the possibility that, like other trypanosomatids, T. vivax may use these tissues during its life cycle. Future studies aiming to elucidate the length of time for which T. vivax remains active in these sites, and whether it uses these sites as a refuge from trypanocidal drugs, and whether it is capable of recolonizing the blood circulation, are much needed.

Resumo A tripanossomíase, causada por Trypanosoma vivax, é responsável por grandes perdas econômicas na bovinocultura da África e da América do Sul. Durante seu ciclo de vida, o parasita pode apresentar diferentes características morfológicas, metabólicas e fisiológicas em função das interações que ele encontra em cada ponto do seu ciclo. Embora o T. vivax seja reportado, frequentemente, na circulação dos seus hospedeiros mamíferos, o protozoário tem a capacidade de migrar para os tecidos desses indivíduos. Entretanto, essa característica é pobremente conhecida. Neste contexto, o objetivo foi verificar a presença, assim como as alterações causadas pelo T. vivax nos diferentes tecidos de caprinos experimentalmente infectados. Apesar dos animais não terem sido perfundidos antes da coleta dos tecidos, utilizando-se diferentes abordagens, foi evidenciada a presença do T. vivax em diferentes amostras teciduais, incluindo no tecido adiposo e pele dos animais infectados. Além disso, foi observada reação inflamatória mononuclear, caracterizada majoritariamente por infiltrado de linfócitos, plasmócitos e macrófagos. Os resultados evidenciam a possibilidade de que, assim como outros tripanossomatídeos, T. vivax pode usar esses tecidos durante o seu ciclo de vida. São necessários futuros estudos, objetivando elucidar o período em que o T. vivax permanece ativo nesses sítios, se ele utiliza esses locais como refúgio das drogas tripanocidas, e se ele é capaz de recolonizar a circulação sanguínea.