Immunogenicity of Streptococcus equi subsp. equi recombinant SeM protein and bacterin in mice / Imunogenicidade da proteína recombinante SeM de Streptococcus equi subsp. equi e da bacterina em camundongos

The infection caused by Streptococcus equi, known as strangles, affects the respiratory system of horses, causing high morbidity and rapid spread among the herd. Bacterin vaccines, composed of inactivated whole cells of S. equi, have variable efficacy and duration. Infected animals produce specific antibodies against SeM, the immunodominant antigen of S. equi. This makes it a promising target for vaccine development. In this context, the objective of this work was to evaluate a vaccine combining S. equi bacterin and recombinant SeM protein. Mice were vaccinated with bacterin (S. equi ~1.2 × 108CFU/ml); rSeM protein (20μg); bacterin-rSeM combination; or PBS (Control Group) and challenged with a suspension of S. equi, containing 10 × LD50. All vaccinated mice survived the challenge and produced anti-rSeM and anti-S. equi antibodies, which were assessed by indirect ELISA. The Control Group reached endpoint criteria 96 h after infection. These results demonstrate that a vaccine combining the S. equi bacterin with rSeM protein protects mice against strangles. This combination vaccine could potentially protect horses and overcome the limitations of currently available strangle vaccines.(AU)

A infecção causada por Streptococcus equi, denominada adenite, atinge o sistema respiratório de equinos, causando alta morbidade e rápida disseminação entre o rebanho. Vacinas bacterinas, compostas de células inteiras inativadas de S. equi apresentam eficácia e duração variáveis. Animais infectados apresentam anticorpos específicos à proteína SeM, antígeno imunodominante de S. equi, o que a torna um alvo promissor para o desenvolvimento de vacinas. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar uma vacina baseada na administração simultânea da bacterina e da proteína SeM recombinante. Camundongos foram vacinados com a bacterina (S. equi ~1.2 × 108CFU/ml); a proteína rSeM (20μg); a bacterina e rSeM simultaneamente; ou PBS (Grupo Controle) e, posteriormente, foram desafiados com uma suspensão de S. equi contendo 10 × LD50. Todos os animais vacinados apresentaram anticorpos anti-rSeM e contra S. equi, avaliados através de ELISA indireto, e mantiveram-se e sobreviveram ao desafio letal. O Grupo Controle atingiu critérios de endpoint 96 h após a infecção. Estes resultados demonstram que uma vacina constituída de células inteiras de S. equi com rSeM protege camundongos contra adenite, sugerindo a capacidade de proteção a equinos e, possivelmente, superando as limitações das vacinas contra adenite atualmente disponíveis.(AU)

Cloning and expression of Neospora caninum rhoptry 2 and its potential as an immunobiological for neosporosis control

ABSTRACT: The protozoan Neospora caninum is known worldwide as one of the main causes of abortion in cattle. During infection, rhoptry proteins present in the apical complex of the parasite play important roles in adhesion and parasitophorous vacuole formation. The use of N. caninum ROP2 in experimental vaccines has shown promising protective results. In our study we performed cloning and expression in Escherichia coli of an antigenic portion of N. caninum ROP2. The recombinant protein (rROP2) was obtained in insoluble form, and the purified protein showed a size of approximately 18kDa. Even being a small truncate NcROP2 region, it was possible to conserve the antigenic epitopes which were recognized by bovine serum naturally infected with N. caninum. Vaccination with rROP2 on aluminum hydroxide adjuvant induced high levels of rROP2-specific IgG antibodies capable of recognizing native protein in tachyzoite lysates. In conclusion, our approaches were effective in obtaining the rROP2 protein, which induced specific mouse immune response and was also recognized by sera from N. caninum naturally infected cattle. These results suggest that it is a promising antigen for the development of neosporosis subunit vaccines as well as a suitable antigen for use in immunodiagnosis.

RESUMO: O protozoário Neospora caninum é conhecido mundialmente como uma das principais causas de aborto em bovinos. Durante a infecção, as proteínas rhoptry presentes no complexo apical do parasita desempenham papel importante na adesão e formação de vacúolos parasitóforos. O uso de ROP2 de N. caninum em vacinas experimentais tem mostrado resultados de proteção promissores. Em nosso estudo, realizamos a clonagem e expressão em Escherichia coli de uma porção antigênica de N. caninum ROP2. A proteína recombinante (rROP2) foi obtida na forma insolúvel, e a proteína purificada apresentou tamanho aproximado de 18kDa. Mesmo sendo uma pequena região truncada de NcROP2, foi possível conservar os epítopos antigênicos que foram reconhecidos pelo soro de bovinos naturalmente infectados com N. caninum. A vacinação com rROP2 adsorvida no adjuvante de hidróxido de alumínio induziu altos níveis de anticorpos IgG anti-rROP2, capazes de reconhecer a proteína nativa em lisados de taquizoítos. Em conclusão, nossas abordagens foram eficazes na obtenção da proteína rROP2, que induziu resposta imune específica em camundongos e também foi reconhecida por soros de bovinos naturalmente infectados com N. caninum. Estes resultados sugerem que rROP2 é um antígeno promissor para o desenvolvimento de vacinas de subunidades de neosporose, bem como um antígeno adequado para uso em imunodiagnóstico.

Immunogenicity of Streptococcus equi subsp. equi recombinant SeM protein and bacterin in mice

ABSTRACT: The infection caused by Streptococcus equi, known as strangles, affects the respiratory system of horses, causing high morbidity and rapid spread among the herd. Bacterin vaccines, composed of inactivated whole cells of S. equi, have variable efficacy and duration. Infected animals produce specific antibodies against SeM, the immunodominant antigen of S. equi. This makes it a promising target for vaccine development. In this context, the objective of this work was to evaluate a vaccine combining S. equi bacterin and recombinant SeM protein. Mice were vaccinated with bacterin (S. equi ~1.2 × 108CFU/ml); rSeM protein (20g); bacterin-rSeM combination; or PBS (Control Group) and challenged with a suspension of S. equi, containing 10 × LD50. All vaccinated mice survived the challenge and produced anti-rSeM and anti-S. equi antibodies, which were assessed by indirect ELISA. The Control Group reached endpoint criteria 96 h after infection. These results demonstrate that a vaccine combining the S. equi bacterin with rSeM protein protects mice against strangles. This combination vaccine could potentially protect horses and overcome the limitations of currently available strangle vaccines.

RESUMO: A infecção causada por Streptococcus equi, denominada adenite, atinge o sistema respiratório de equinos, causando alta morbidade e rápida disseminação entre o rebanho. Vacinas bacterinas, compostas de células inteiras inativadas de S. equi apresentam eficácia e duração variáveis. Animais infectados apresentam anticorpos específicos à proteína SeM, antígeno imunodominante de S. equi, o que a torna um alvo promissor para o desenvolvimento de vacinas. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar uma vacina baseada na administração simultânea da bacterina e da proteína SeM recombinante. Camundongos foram vacinados com a bacterina (S. equi ~1.2 × 108CFU/ml); a proteína rSeM (20g); a bacterina e rSeM simultaneamente; ou PBS (Grupo Controle) e, posteriormente, foram desafiados com uma suspensão de S. equi contendo 10 × LD50. Todos os animais vacinados apresentaram anticorpos anti-rSeM e contra S. equi, avaliados através de ELISA indireto, e mantiveram-se e sobreviveram ao desafio letal. O Grupo Controle atingiu critérios de endpoint 96 h após a infecção. Estes resultados demonstram que uma vacina constituída de células inteiras de S. equi com rSeM protege camundongos contra adenite, sugerindo a capacidade de proteção a equinos e, possivelmente, superando as limitações das vacinas contra adenite atualmente disponíveis.

Cloning and expression of Neospora caninum rhoptry 2 and its potential as an immunobiological for neosporosis control / Clonagem e expressão de rhoptry 2 Neospora caninum e seu potencial como um imunobiológico para o controle de neosporose

The protozoan Neospora caninum is known worldwide as one of the main causes of abortion in cattle. During infection, rhoptry proteins present in the apical complex of the parasite play important roles in adhesion and parasitophorous vacuole formation. The use of N. caninum ROP2 in experimental vaccines has shown promising protective results. In our study we performed cloning and expression in Escherichia coli of an antigenic portion of N. caninum ROP2. The recombinant protein (rROP2) was obtained in insoluble form, and the purified protein showed a size of approximately 18kDa. Even being a small truncate NcROP2 region, it was possible to conserve the antigenic epitopes which were recognized by bovine serum naturally infected with N. caninum. Vaccination with rROP2 on aluminum hydroxide adjuvant induced high levels of rROP2-specific IgG antibodies capable of recognizing native protein in tachyzoite lysates. In conclusion, our approaches were effective in obtaining the rROP2 protein, which induced specific mouse immune response and was also recognized by sera from N. caninum naturally infected cattle. These results suggest that it is a promising antigen for the development of neosporosis subunit vaccines as well as a suitable antigen for use in immunodiagnosis.(AU)

O protozoário Neospora caninum é conhecido mundialmente como uma das principais causas de aborto em bovinos. Durante a infecção, as proteínas rhoptry presentes no complexo apical do parasita desempenham papel importante na adesão e formação de vacúolos parasitóforos. O uso de ROP2 de N. caninum em vacinas experimentais tem mostrado resultados de proteção promissores. Em nosso estudo, realizamos a clonagem e expressão em Escherichia coli de uma porção antigênica de N. caninum ROP2. A proteína recombinante (rROP2) foi obtida na forma insolúvel, e a proteína purificada apresentou tamanho aproximado de 18kDa. Mesmo sendo uma pequena região truncada de NcROP2, foi possível conservar os epítopos antigênicos que foram reconhecidos pelo soro de bovinos naturalmente infectados com N. caninum. A vacinação com rROP2 adsorvida no adjuvante de hidróxido de alumínio induziu altos níveis de anticorpos IgG anti-rROP2, capazes de reconhecer a proteína nativa em lisados de taquizoítos. Em conclusão, nossas abordagens foram eficazes na obtenção da proteína rROP2, que induziu resposta imune específica em camundongos e também foi reconhecida por soros de bovinos naturalmente infectados com N. caninum. Estes resultados sugerem que rROP2 é um antígeno promissor para o desenvolvimento de vacinas de subunidades de neosporose, bem como um antígeno adequado para uso em imunodiagnóstico.(AU)

Immunomodulatory effect of Bacillus toyonensis BCT-7112 supplementation in puppies vaccinated against canine parvovirus / Efeito imunomodulador da suplementação de Bacillus toyonensis BCT-7112 em cachorros vacinados contra o parvovírus canino

Bacillus toyonensis is a probiotic microorganism that for decades has been used in animal nutrition around the world. The objective of this work was to evaluate the immunomodulatory effect of oral B. toyonensis supplementation in dogs vaccinated against canine parvovirus. Puppies were randomly selected and divided in two groups, one received B. toyonensis at a concentration of 2x10 8 viable spores per day and another group without supplementation was left as control. The puppies were vaccinated against canine parvovirus type 2. B. toyonensis supplementation was efficient in stimulating specific IgG for parvovirus with titers of 2, 3, and 2.5-fold higher than controls at 7, 21, and 35 pos-vaccination days respectively. Peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) from dogs were cultured and stimulated with B. toyonensis DNA, vegetative cell and spores. The mRNA transcription of cytokines IL-4, IL-17, and IFN-γ up modulated by the stimuli. Thus, we conclude in this study that B. toyonensis supplementation may amplify the vaccine immune response against canine parvovirus.(AU)

Bacillus toyonensis é um micro-organismo probiótico que há décadas é utilizado na nutrição animal em todo o mundo. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito imunomodulador da suplementação oral de B. toyonensis em cães vacinados contra o parvovírus canino. Os filhotes foram selecionados aleatoriamente e divididos em dois grupos, um recebeu B. toyonensis na concentração de 2 × 10 8 esporos viáveis por dia e outro grupo sem suplementação como controle. Os filhotes foram vacinados contra o parvovírus canino tipo 2. A suplementação com B. toyonensis foi eficiente em estimular IgG específica para parvovírus com títulos de 2, 3 e 2,5 vezes maior que os controles aos 7, 21 e 35 dias pós-vacinação, respectivamente. Células mononucleares do sangue periférico (PBMCs) de cães foram cultivadas e estimuladas com DNA de B. toyonensis, células vegetativas e esporos. A transcrição do mRNA das citocinas IL-4, IL-17 e IFN-γ foi modulada pelos estímulos. Assim, concluímos neste estudo que a suplementação com B. toyonensis pode amplificar a resposta imune da vacina contra o parvovírus canino.(AU)

Dynamics of humoral immune response in pregnant mares and foals vaccinated with Theileria equi recombinant EMA-2 / Dinâmica da resposta imune humoral em éguas gestantes e potros vacinados com EMA-2 recombinante de Theileria equi

Theileria equi is an infectious hemoprotozoan agent of equine piroplasmosis, a disease that has severe economic and sanitary impact internationally. In addition to its common clinical features, piroplasmosis can cause gestational losses and neonatal damage, which makes neonates susceptible to this disease. The aim of this study was to evaluate the dynamics of humoral immune response to recombinant EMA-2 of T. equi in pregnant mares and foals, as well as the transfer of vaccine antibodies through the colostrum ingested by sucking foals. For vaccine production, the EMA-2 expression gene was cloned and expressed in the yeast species, Pichia pastoris. Thirty-six horses were used, of which 18 were pregnant mares and 18 were foals. The mares were divided into control and vaccinated groups, and the vaccinated group received three doses of rEMA-2 every 21 days starting at 300 days of gestation. Foals from vaccinated and control groups were evaluated until the sixth month of life. The production of antibodies by foals on the rEMA-2 vaccination schedule was also evaluated from the second month of life. Foals in the vaccinated group had received three doses of the vaccine every 21 days. The method used to evaluate serum and colostrum samples was indirect ELISA, and plates were sensitized with the rEMA-2 protein. At the end of the vaccination schedule, vaccinated mares showed a 2.3-fold increase in antibody levels when compared to baseline values. The colostrum of vaccinated mares presented antibody levels of 1.0432±0.33. Foals delivered by vaccinated mares presented levels of antibodies greater than those of foals delivered by control mares after their first time sucking (at about twelve hours after birth). Foals vaccinated in the second month of life showed an 8.3-fold increase in antibody levels when compared to baseline values. The vaccination schedule with rEMA-2 was able to stimulate humoral immunity in pregnant mares. Vaccine immunoglobins were concentrated in the colostrum of vaccinated mares and foals delivered by these mares showed an increase in serum levels of vaccine antibodies after the first-time sucking.(AU)

Theileria equi é um hemoprotozoário, agente da piroplasmose equina, doença de impacto sanitário e econômico internacional. Em éguas gestantes além da doença clínica, podem ocorrer abortos e danos ao neonato, caracterizando grande susceptibilidade à doença no período neonatal. O objetivo deste estudo foi avaliar a dinâmica da resposta imune humoral à EMA-2 recombinante de T. equi em éguas gestantes e potros, bem como a transferência de anticorpos vacinais no colostro. Foram utilizados 36 equinos, sendo 18 éguas gestantes e 18 potros. As éguas foram divididas em grupo controle e vacinado, que receberam rEMA-2 a partir dos 300 dias de gestação em três doses com intervalos de 21 dias. Para produção da vacina, o gene de expressão de EMA-2 foi clonado e a proteína expressa em Pichia pastoris. Os potros provenientes de éguas dos grupos vacinado e controle foram avaliados até o 6º mês de vida. Avaliou-se também a produção de anticorpos em potros submetidos ao esquema vacinal com rEMA-2 a partir do 2º mês de vida, que receberam três doses da vacina em intervalos de 21 dias. O método escolhido para a avaliação das amostras de soro e colostro foi ELISA indireto, com sensibilização pela proteína rEMA-2. Nas éguas gestantes vacinadas com rEMA-2 ocorreu o incremento de 2,3 vezes o valor basal ao final do esquema vacinal. O colostro de éguas vacinadas apresentou título médio de anticorpos de 1,0432±0,33, e potros provenientes de éguas vacinadas apresentaram média maior que os provenientes de éguas controle após a primeira mamada (12 horas). Os potros que passaram por esquema vacinal a partir do 2º mês de vida obtiveram incremento de 8,3 vezes o valor basal de anticorpos. O esquema vacinal com rEMA-2 foi capaz de estimular a imunidade humoral em éguas gestantes. Éguas gestantes vacinadas concentraram imunoglobulinas vacinais no colostro, e os potros provenientes destas obtiveram incremento nos níveis séricos de anticorpos vacinais após a primeira mamada.(AU)

Immunogenicity and antigenicity of the recombinant EMA-1 protein of Theileria equi expressed in the yeast Pichia pastoris / Imunogenicidade e antigenicidade da proteína recombinante EMA-1 de Theileria equi expressa em Pichia pastoris

The equine piroplasmosis caused by Theileria equi is one of the most important parasitic diseases of the equine, causing damage to animal health and economic losses. In T. equi, 2 merozoite surface proteins, equi merozoite antigen EMA-1 and EMA-2, have been identified as the most immunodominant antigens. This suggests that these antigens might be used as immunobiological tools. The EMA-1 of Theileria equi was cloned and expressed in the yeast Pichia pastoris. The transformed yeast was grown at high cell density, expressing up to 389 mg.L-1 of recombinant protein. The protein was concentrated and detected in Dot blot. The recombinant product was antigenically similar to the native protein as determined using monoclonal antibodies, and polyclonal antibodies obtained from equines naturally infected with T. equi. The immunogenicity of rEMA-1 protein was demonstrated by IFAT using sera from recombinant-protein-immunized mice using aluminum hydroxide as adjuvant. All animals vaccinated with rEMA-1 developed a high specific antibody response. This results suggest that rEMA-1expressed in P. pastoris might be a strong candidate to be used as an antigen for immune diagnostics as well as a vaccine antigen.

A piroplasmose equina causada por Theileria equi é uma das mais importantes doenças parasitárias de equídeos, causando danos a saúde animal e perdas econômicas. Em T. equi, 2 proteínas de superfície de merozoítos, equi merozoite antigen EMA-1 e EMA-2, têm sido identificadas como antígenos imunodominantes. Sugerindo que estes antígenos possam ser usados como produtos imunobiológicos. O gene EMA-1 de T. equi foi clonado e expressado na levedura Pichia pastoris. As leveduras transformadas foram cultivadas a altas densidades celulares expressando 389 mg.L-1 de proteína recombinante. A proteína foi concentrada e detectada em Dot blot. O produto recombinante foi antigenicamente similar à proteína nativa quando determinado usando anticorpo monoclonal e anticorpos policlonais obtidos de equinos naturalmente infectados com T. equi. A imunogenicidade da proteína rEMA-1 foi demonstrada por RIFI utilizando soro de camundongos imunizados com proteína recombinante usando hidróxido de alumínio como adjuvante. Todos os animais vacinados com rEMA-1 desenvolveram uma alta resposta específica de anticorpos. Esses resultados sugerem que rEMA-1 expressa em P. pastoris possa ser um candidato para ser usado como antígeno para diagnóstico imunológico bem como antígeno para vacinas.

Influence of culture media and air supply on the production of adhesins by Moraxella bovis

Estudou-se a influência do meio de cultivo e do fornecimento de ar na produçäo de adesinas hemaglutinantes de Moraxella bovis GF9 cultivada em fementador. Os mais altos rendimentos de adesinas e massa bacteriana obtiveram-se em meios preparados com peptona de carne, infuso de cérebro e coraçäo (BHI) e médio com peptona e extrato de carne (DCF), respectivamente. A influência do fornecimento de ar foi diferente nos meios estudados. Em BHI, a produçäo de adesinas foi 2.5 vezes maior nos cultivos aerados a 1 volume de ar por volume de meio (vvm) que com 0,5 vvm. Em DCF os títulos näo alcançaram a metade dos obtidos em BHI, enquanto que em meio de Mueller Hinton (MH) e caldo soja tripticaseina (TSB) näo se produziram adesinas. O título mais alto se obteve em BHI aerado a 1 vvm às 12 horas de cultivo. Os níveis de oxigênio dissolvido cairam a 7 e 30 por cento ao início da fase exponencial, nos cultivos aerados a 0.5 e 1 vvm., respectivamente