Prokaryotic expression of a truncated form of bovine herpesvirus 1 glycoprotein E (gE) and its use in an ELISA for gE antibodies / Expressão procariota de uma forma truncada da glicoproteína E (gE) do herpesvírus bovino tipo 1 e uso em ELISA para anticorpos contra a gE

This article describes the expression of a truncated form of bovine herpesvirus 1 (BoHV-1) glycoprotein E (gE) for use as immunodiagnostic reagent. A 651 nucleotide fragment corresponding to the amino-terminal third (217 amino acids) of BoHV-1 gE - that shares a high identity with the homologous BoHV-5 counterpart - was cloned as a 6×His-tag fusion protein in an Escherichia coli expression vector. A soluble protein of approximately 25 kDa purified from lysates of transformed E. coli was recognized in Western blot (WB) by anti-6xHis-tag and anti-BoHV-1 gE monoclonal antibodies. In addition, the recombinant protein was specifically recognized in WB by antibodies present in the sera of cattle seropositive to BoHV-1 and BoHV-5. An indirect ELISA using the expressed protein as coating antigen performed comparably to a commercial anti-gE ELISA and was able to differentiate serologically calves vaccinated with a gE-deleted BoHV-5 strain from calves infected with BoHV-1. Thus, the truncated gE may be useful for serological tests designed to differentiate BoHV-1/BoHV-5 infected animals from those vaccinated with gE-negative marker vaccines.

Este trabalho relata a expressão de uma forma truncada da glicoproteína E (gE) do herpesvírus bovino tipo 1 (BoHV-1) para uso em imunodiagnóstico. Um fragmento de 651 pares de bases (pb) correspondente ao terço amino-terminal (217 aminoácidos) da gE do BoHV-1 - que compartilha uma alta identidade com a gE do BoHV-5 - foi clonada como proteína de fusão com cauda 6x de histidina em um vetor de expressão em Escherichia coli. Uma proteína solúvel de aproximadamente 25 kDa purificada de lisados de E.coli foi reconhecida em Western blot (WB) por anticorpos monoclonais anti-6xHis-tag e anti-gE. Além disso, a proteína recombinante purificada foi reconhecida em WB por anticorpos presentes no soro de animais soropositivos ao BoHV-1 e BoHV-5. Um ELISA indireto utilizando a proteína recombinante como antígeno apresentou performance comparável a um ELISA gE comercial e foi capaz e diferenciar sorologicamente animais vacinados com uma cepa gE-negativa de BoHV-5 de animais infectados com o BoHV-1. Portanto, a gE truncada pode ser útil em testes sorológicos diferenciais para uso conjunto com vacinas com marcador antigênico gE para o BoHV-1 e BoHV-5.

Cepa recombinante do herpesvírus bovino tipo 5 defectiva na timidina quinase e glicoproteína E é atenuada e imunogênica para bezerros / A recombinant bovine herpesvirus 5 defective in thymidine kinase and glycoprotein E is attenuated and immunogenic for calves

Bovine herpesvirus 5 (BoHV-5) is an important pathogen of cattle in South America and efforts have been made to produce safer and more effective vaccines. In addition to afford protection, herpesvirus vaccines should allow serological differentiation of vaccinated from naturally, latently infected animals. We previously reported the construction and characterization in vitro of a double mutant BoHV-5 (BoHV-5gE/TK􀀀Δ) lacking the genes encoding thymidine kinase (tk) for attenuation, and glycoprotein E (gE) as the antigenic marker, as a vaccine candidate strain (Brum et al. 2010a). The present article reports an investigation on the attenuation and immunogenicity of this recombinant in calves. In a first experiment, 80 to 90-day-old seronegative calves (n=6) inoculated intranasally with the recombinant (titer of 107.5TCID50) shed virus in low to moderate titers in nasal secretions for up to 6 days, yet did not develop any respiratory, systemic or neurological signs of infection. At day 30 post-infection (pi) all calves had BoHV-5 specific neutralizing (VN) antibodies in titers of 4 to 8 and were negative for anti-gE antibodies in a commercial ELISA test. Administration of dexamethasone (0.1mg/kg/day during 5 days) to four of these calves at day 42 pi did not result in virus shedding or increase in VN titers, indicating lack of viral reactivation. Secondly, a group of 8-month-old calves (n=9) vaccinated intramuscularly (IM) with the recombinant virus (107.5TCID50/animal) did not shed virus in nasal secretions, remained healthy and developed VN titers from 2 to 8 at day 42 post-vaccination (pv), remaining negative for gE antibodies. Lastly, 21 calves (around 10 months old) maintained under field conditions were vaccinated IM with the recombinant virus (titer of 107.3TCID50)...

O herpesvírus bovino tipo 5 (BoHV-5) é um importante patógeno de bovinos na América do Sul e tem suscitado esforços para o desenvolvimento de vacinas mais seguras e eficazes. Além de conferirem proteção, vacinas contra os herpesvírus animais devem permitir a diferenciação sorológica entre animais vacinados e infectados naturalmente. Foi recentemente relatada a construção e caracterização in vitro de um recombinante do BoHV-5 defectivo na enzima timidina quinase (tk) para atenuação e, na glicoproteína E (gE) como marcador antigênico, como potencial cepa vacinal (Brum et al. 2010a). O presente artigo relata uma investigação sobre da atenuação e imunogenicidade do recombinante BoHV-5gE/TKΔ em bezerros. Em um primeiro experimento, bezerros soronegativos, com 80 a 90 dias de idade (n=6), inoculados pela via intranasal (IN) com o vírus recombinante (título de 107,5TCID50) excretaram baixos títulos de vírus nas secreções nasais por até seis dias, mas não desenvolveram sinais sistêmicos, respiratórios ou neurológicos. No dia 30 pós-infecção (pi), todos os animais possuíam anticorpos neutralizantes contra o BoHV-5, em títulos entre 4 e 8, mas permaneceram negativos para anticorpos contra a gE. Administração de dexametasona (Dx) a quatro desses bezerros no dia 42 pi (0.1mg/kg/dia durante 5 dias) não resultou em excreção viral ou em aumento dos títulos de anticorpos, indicando ausência de reativação viral. Em um segundo experimento, vacinação intramuscular (IM) de bezerros com 8 meses de idade (n=9) com o recombinante (107,5TCID50/animal) não resultou em excreção viral ou em manifestações clínicas. Os animais vacinados desenvolveram anticorpos neutralizantes em títulos de 2 a 8 no dia 42 pós-vacinação (PV) e permaneceram negativos para anticorpos anti-gE. Finalmente, 21 bezerros (aproximadamente 10 meses de idade) mantidos a campo foram vacinados com o recombinante (107,3TCID50) pela via IM...

Immunogenicity of an inactivated bovine herpesvirus type 5 strain defective in thymidine kinase and glycoprotein E / Imunogenicidade de uma cepa inativada do herpesvírus bovino tipo 5 defectiva na timidina quinase e glicoproteína E

The immunogenicity of an inactivated, experimental vaccine based on a bovine herpesvirus type 5 strain defective in thymidine kinase and glycoprotein E (BoHV-5 gE/TKΔ) was evaluated in cattle and the results were compared with a vaccine containing the parental BoHV-5 strain (SV507/99). To formulate the vaccines, each virus (wildtype SV507/99 and BoHV-5 gE/TK∆) was multiplied in cell culture and inactivated with binary ethyleneimine (BEI). Each vaccine dose contained approximately of 10(7.5) TCID50 of inactivated virus mixed with an oil-based adjuvant (46:54). Forty calves, 6 to 9-months-old, were allocated into two groups of 20 animals each and vaccinated twice (days 0 and 22pv) by the subcutaneous route with either vaccine. Serum samples collected at day 0 and at different intervals after vaccination were tested for virus neutralizing (VN) antibodies against the parental virus and against heterologous BoHV-5 and BoHV-1 isolates. The VN assays demonstrated seroconversion to the respective homologous viruses in all vaccinated animals after the second vaccine dose (mean titers of 17.5 for the wildtype vaccine; 24.1 for the recombinant virus). All animals remained reagents up to day 116 pv, yet showing a gradual reduction in VN titers. Animals from both vaccine groups reacted in similar VN titers to different BoHV-1 and BoHV-5 isolates, yet the magnitude of serological response of both groups was higher against BoHV-5 field isolates. Calves vaccinated with the recombinant virus did not develop antibodies to gE as verified by negative results in a gE-specific ELISA, what would allow serological differentiation from naturally infected animals. Taken together, these results indicate that inactivated antigens of BoHV-5 gE/TK recombinant virus induced an adequate serological response against BoHV-5 and BoHV-1 and thus can be used as an alternative, differential vaccine candidate.

A imunogenicidade de vacina experimental inativada, produzida com uma cepa do herpesvírus bovino tipo 5 defectiva nos genes da timidina quinase e glicoproteína E (BoHV-5 gE/TKΔ) foi avaliada em bovinos e o resultado foi comparado com a resposta induzida pela cepa parental do BoHV-5 (SV507/99). Para a formulação da vacina, cultivos de células infectados com cada um dos vírus (SV507/99 ou BoHV-5 gE/TKΔ) foram inativados com etilenamina binária. Cada dose de vacina continha aproximadamente 107,5 TCID50 de um dos vírus inativados emulsionado em adjuvante oleoso (46:54). Quarenta bezerros de raças cruzadas, com idade entre seis a nove meses, foram alocados em dois grupos de 20 animais cada e vacinados duas vezes (dia 0 e 22 pv) pela via subcutânea com uma das vacinas. Amostras de soro foram coletadas no dia 0 e a vários intervalos após vacinação para a pesquisa de anticorpos neutralizantes frente ao vírus homólogo ou frente a isolados de BoHV-5 e BoHV-1. Os testes de soroneutralização (SN) demonstraram que todos os animais soroconverteram após a segunda dose da vacina (títulos médios de 17,5 para o grupo SV507/99; 24,1 para o grupo BoHV-5 gE/TKΔ). Todos os animais mantiveram níveis de anticorpos neutralizantes até o dia 116 pv, no entanto foi observada uma redução gradual no títulos. A sorologia cruzada com amostras heterólogas do BoHV-5 e BoHV-1 indicou que ambos os grupos vacinais reagiram em níveis similares frente ao mesmo vírus, no entanto a magnitude da resposta sorológica foi maior frente a amostras de BoHV-5. Os animais vacinados com a cepa recombinante não desenvolveram anticorpos contra a gE detectáveis por um ELISA específico, o que permitiria a sua diferenciação sorológica de animais infectados naturalmente. Esses resultados demonstram que a vacina contendo antígenos inativados do vírus recombinante BoHV-5 gE/TKΔ induziu resposta sorológica em níveis satisfatórios, constituindo-se, assim, em alternativa a cepa ...