Molecular characterization of virulence genes cctA, nanA, and fliC in Clostridium chauvoei from Rio Grande do Sul and São Paulo State, Brazil / Caracterização molecular dos genes de virulência cctA, nanA e fliC em Clostridium chauvoei isolados no Rio Grande do Sul e São Paulo, Brasil

ABSTRACT: Clostridium chauvoei toxin A (CctA), neuraminidase (NanA), and flagellin (FliC) proteins contribute to the pathogenicity of Clostridium chauvoei, the causative agent of blackleg in cattle. The aim of this study was to analyze the genetic variability of cctA, nanA, and fliC genes in C. chauvoei isolates from the Rio Grande do Sul and São Paulo state- Brazil, during different sampling periods. The presence of these genes was verified through PCR amplification and partial gene sequencing of 17 strains. Alignment of PCR amplicons combined with bioinformatics analysis was used in an attempt to study the variability across C. chauvoei solates. The similarity among the partial sequences of cctA and nanA genes was 100%. The sequencing of fliC revealed three different paralog alleles of flagellin, and two strains were seen to be polymorphic, with amino acid alterations in the predicted protein. Overall, this study indicates that strains of C. chauvoei isolated in Brazil are highly conserved with respect to the virulence factors evaluated.

RESUMO: Toxina A de Clostridium chauvoei (CctA), neuraminidase (NanA) e flagelina (FliC) são proteínas que contribuem para a patogenicidade de Clostridium chauvoei, o agente causador do carbúnculo sintomático em bovinos. O objetivo deste estudo foi analisar a variabilidade genética dos genes cctA, nanA, e fliC em C. chauvoei isolados em diferentes períodos no Rio Grande do Sul e São Paulo. A presença destes genes foi verificada pela amplificação dos produtos da PCR e sequenciamento parcial dos genes de 17 cepas. Os alinhamentos da amplificação dos produtos da PCR combinados com a análise de bioinformática foram utilizados na tentativa de avaliar a variabilidade dos genes entre os isolados de C. chauvoei. A similaridade do sequenciamento parcial dos genes cctA e nanA foi 100%. O sequenciamento do fliC revelou três alelos paralogos diferentes de flagelina e duas cepas mostraram polimorfismos, causando alterações na sequência de aminoácidos. As cepas de C. chauvoei isoladas no Brasil mostraram-se altamente conservadas em relação aos fatores de virulência avaliados neste estudo.

Blackleg in cattle: current understanding and future research needs / Carbúnculo sintomático: compreensão atual e futuras necessidades de pesquisa

ABSTRACT: Blackleg is an endogenous acute infection that principally affects cattle, whose etiologic agent is the anaerobic bacterium Clostridium chauvoei. In recent years, the major virulence factors of C. chauvoei have been discovered and described. However, the pathogenesis of blackleg in cattle, and in particular, the movement of the pathogen from the point of entry to the affected tissues is not yet fully elucidated. Disease control is based on appropriate management and vaccination. This review summarizes the latest research findings that contribute toward the understanding of the disease in cattle, provide a foundation to preventive strategies, and identify future research needs.

RESUMO: O carbúnculo sintomático é uma infecção endógena, aguda, que acomete principalmente bovinos, cujo agente etiológico é a bactéria anaeróbica Clostridium chauvoei. Recentemente, os principais fatores de virulência do C. chauvoei foram descobertos e descritos. Contudo, a patogênese do carbúnculo sintomático em bovinos, especialmente a circulação do patógeno desde o ponto de entrada até os tecidos acometidos ainda não está completamente elucidada. O controle desta enfermidade é baseado em medidas adequadas de manejo e vacinação. Esta revisão reúne as mais recentes descobertas que contribuíram para o entendimento da doença em bovinos, fornece embasamento para medidas preventivas e aponta futuras necessidades de pesquisa.