Serological detection and risk factors for equine piroplasmosis in the semiarid region of Pernambuco, Northeastern Brazil / Detecção sorológica e fatores de riscos para piroplasmose equina na região semiárida de Pernambuco, Nordeste do Brasil

Abstract Equine piroplasmosis, an economically important disease in horses, has so far not been reported in Pernambuco state, Brazil. This study aimed to evaluate the seroprevalence of anti-Babesia caballi and anti-Theileria equi antibodies based on the detection of these agents in equine blood and in ticks on horses in the municipality of Petrolina, Pernambuco, northeastern Brazil. Blood samples were drawn from 393 horses and sera were examined by ELISA. The presence of tick infestations was evaluated, and 101 ticks were subjected to DNA amplification for the detection of Babesia spp. by polymerase chain reaction (PCR). No parasites were detected in the blood smears. Anti-B. caballi and anti-T. equi antibodies were found in 27.2% (107/393) and 34.8% (137/393) horses, respectively. Infestation by Dermacentor nitens was detected in 4.3% (17/393) of the horses. There was no DNA amplification of the agents in ticks. The risk factors for the presence of anti-T. equi antibodies (P < 0.05) were: purebred (P < 0.001), animals older than 156 months (P = 0.014), and the presence of ticks (P = 0.001). No risk factors for B. caballi were identified. This study confirmed the circulation of agents of equine piroplasmosis in the municipality of Petrolina, state of Pernambuco, Brazil.

Resumo Piroplasmose equina é uma doença economicamente importante em equinos e não possui relatos no Estado de Pernambuco, Brasil. O objetivo deste estudo foi avaliar a soroprevalência de anticorpos anti-B. caballi e anti-T. equi pela detecção destes agentes no sangue e carrapatos de equinos no município de Petrolina, Pernambuco, Nordeste do Brasil. Amostras de sangue de 393 equinos foram coletadas e submetidas ao esfregaço sanguíneo e ELISA. A presença de infestação por carrapatos foi avaliada, e 71 carrapatos foram submetidos à Reação em Cadeia da Polimerase (PCR) para Babesia spp. Nenhum parasito foi detectado na análise de esfregaços de sangue. Anticorpos anti-B. caballi e anti-T. equi foram verificados em 27,2% (107/393) e 34,8% (137/393) dos equinos, respectivamente. A infestação por Dermacentor nitens foi verificada em 4,3% (17/393) dos equinos. Não houve amplificação do DNA dos agentes nos 71 carrapatos submetidos à PCR. Os fatores de risco para presença de anticorpos anti-T. equi (P < 0,05) foram: raça definida (P < 0,001), animais > de 156 meses (P = 0,014) e presença de carrapatos (P = 0,001). Nenhum fator de risco foi identificado para B. caballi. Esse estudo permitiu a confirmação da presença de agentes da piroplasmose equina no município de Petrolina, Pernambuco.

Molecular survey and genetic diversity of piroplasmids in equids from Midwestern Brazil / Levantamento molecular e diversidade genética de piroplasmídeos em equídeos do Centro-Oeste do Brasil

Abstract We evaluated the distribution of piroplasmids in equids from the Mato Grosso state in Midwestern Brazil using molecular methods and the interspecific genetic diversity. For this, 1,624 blood samples of equids from 973 farms were examined by PCR, using primer pairs that amplify a fragment of the genes rap-1 and ema-1 of Babesia caballi and Theileria equi, respectively. For molecular characterization and phylogenetic studies, 13 and 60 sequences of the rap-1 and ema-1 genes, respectively, were used to build a dendogram using maximum parsimony. B. caballi and T. equi were detected in 4.11% and 28.16% of the farms, respectively, and molecular prevalence was 2.74% for B. caballi and 25.91% for T. equi. The location of the farms and animals raised in the Pantanal ecoregion influence the probability of equids testing positive for B. caballi and T. equi . Moreover, age and herd purpose were variables significantly associated with T . equi infection. The sequences of B. caballi presented 1.95% intraspecific variability, contrasting with 2.99% in T. equi. Dendrograms for both species demonstrated the presence of subgroups with high values of support of branches. However, it is not possible to associate these groups with geographic origin and/or ecoregion.

Resumo Foi avaliada a distribuição de piroplasmídeos em equídeos do Estado de Mato Grosso, no Centro-Oeste do Brasil, utilizando-se métodos moleculares e a diversidade genética interespecífica. Para isso, 1.624 amostras de sangue de equídeos de 973 fazendas foram examinadas pela PCR, usando pares de oligonucleotídeos que amplificam um fragmento dos genes rap-1and ema-1 de Babesia caballi e Theileria equi, respectivamente. Para caracterização molecular e estudos filogenéticos, foram utilizadas 13 e 60 sequências dos genes rap-1 e ema-1, respectivamente, para construção de um dendograma utilizando máxima parcimônia. B. caballi e T . equi foram detectados em 4,11% e 28,16% das fazendas, respectivamente, e a prevalência molecular foi de 2,74% para B. caballi e 25,91% para T. equi. A localização das fazendas e animais criados na ecorregião do Pantanal influenciam a probabilidade de equídeos serem positivos para B. caballi e T. equi. Além disso, idade e propósito do rebanho foram variáveis, significativamente, associadas à infecção por T. equi. As sequências de B . caballi apresentaram variabilidade intraespecífica de 1,95%, contrastando com 2,99% em T. equi. Dendrogramas para ambas as espécies demonstraram a presença de subgrupos com altos valores de sustentação dos ramos. No entanto, não é possível associar esses grupos com origem geográfica e/ou ecorregião.

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)

Molecular and serological detection of Theileria equi, Babesia caballi and Anaplasma phagocytophilum in horses and ticks in Maranhão, Brazil / Detecção molecular e serológica de Theileria equi, Babesia caballi e Anaplasma phagocytophilum em equinos e carrapatos no Maranhão

Equine piroplasmosis is a tick-borne disease caused by the intraeytrhocytic protozoans Babesia caballi and Theileria equi. It has been reported as a main equine parasitic disease. In addition, Anaplasma phagocytophilum, the causative agent of granulocytic ehrlichiosis, causes a seasonal disease in horses. Both diseases, can be detrimental to animal health. In this sense, blood samples and ticks were collected from 97 horses raised in the microregion of Baixada Maranhense, Maranhão State, Brazil. Serum samples were subjected to Indirect Fluorescence Antibody Test (IFAT) and blood samples and ticks to Polymerase Chain Reaction (PCR) to evaluate the infection by Theileria equi, Babesia caballi and Anaplasma phagocytophilum. The overall seroprevalence was 38.14%, 18.55% and 11.34% for T. equi, B. caballi and A. phagocytophilum, respectively. The results of PCR from blood samples showed 13.40% and 3.09% positive samples to T. equi and B. caballi, respectively. A total of 170 tick specimens were collected and identified as Dermacentor nitens, Amblyomma cajennense sensu lato and Rhipicephalus (Boophilus) microplus. It was detected 2.35% (4/170) and 0.59% (1/170) positive tick samples by PCR for T. equi and B. caballi, respectively. All samples were negative to A. phagocytophilum. No statically difference (p>0.05) was observed when gender, age, use of ectoparasiticide and tick presence were analyzed. A BLASTn analysis of the sequenced samples indicated 97 to 100% similarity with T. equi 18S rRNA gene sequences in GenBank and 98 to 100% with B. caballi. Genetic analysis classified the obtained sequences as T. equi and B. caballi cluster, respectively. It can be concluded that these pathogens occur and are circulating in the studied area.(AU)

A piroplasmose equina é uma doença transmitida por carrapatos causada pelos protozoários intraeritrocitários Babesia caballi e Theileria equi. É relatada como uma doença parasitária comum em equinos. Além disso, Anaplasma phagocytophilum, o agente causal da ehrlichiose granulocítica, causa uma doença sazonal em equinos. Ambas as doenças, podem ser prejudiciais para a saúde animal. Nesse sentido, amostras de sangue e carrapatos foram coletadas de 97 cavalos criados na microrregião da Baixada Maranhense, estado do Maranhão, Brasil. As amostras de soro foram submetidas ao Teste de Imunofluorescência Indireta (RIFI) e amostras de sangue e os carrapatos a Reação da Polimerase em Cadeia (PCR) para avaliar a infecção por Theileria equi, Babesia caballi e Anaplasma phagocytophilum. A prevalência foi de 38,14%, 18,55% e 11,34% para T. equi, B. caballi e A. phagocytophilum, respectivamente. Os resultados da PCR para as amostras de sangue demonstraram 13,40% e 3,09% de positividade para T. equi e B. caballi, respectivamente. Um total de 170 specimens de carrapatos foi coletado e foram identificados Dermacentor nitens, Amblyomma cajennense sensu lato and Rhipicephalus (Boophilus) microplus. Obteve-se 2,35% (4/170) e 0,59% (1/170) positivos por PCR para T. equi e B. caballi, respectivamente. Todas as amostras foram negativas para A. phagocytophilum. Não houve diferença estatística significativa (p>0.05) em relação ao sexo, idade, uso de ectoparasiticida e presença de carrapatos. A análise BLASTn das amostras sequenciadas para gene 18S rRNA indicaram 97 a 100% de similaridade com T. equi e 98-100% com B. caballi no GenBank. Análises genéticas classificaram as sequencias obtidas no mesmo clado que T. equi e B. caballi, respectivamente. Podemos concluir que estes patógenos estão circulando na área de estudo.(AU)

Genetic diversity of piroplasmids species in equids from island of São Luís, northeastern Brazil / Diversidade genética de espécies de piroplasmídeos em equídeos na ilha de São Luís, Nordeste do Brasil

Abstract Equine piroplasmosisis, a tick-borne disease caused by the intra-erythrocytic protozoans Babesia caballi and Theileria equi, has economic importance due to the international trade and the increased movement of horses all over the world. The goal of this study was to evaluate the occurrence of phylogenetic diversity of T. equi and B. caballi genotypes among infected equids from São Luís Island, state of Maranhão, northeastern Brazil. Between December of 2011 and June of 2012, EDTA-blood and serum samples were collected from 139 equids (90 donkeys, 39 horses and 10 mules). From 139 serum samples submitted to ELISA assay, IgG antibodies to T. equi and B. caballi were detected in 19.4% (27/139) and 25.2% (35/139), respectively. Among sampled animals, 21.6% (30/139) and 55.4% (77/139) were positive for cPCR assays for T. equi and B. caballi, based on ema-1 and rap-1 genes, respectively. Overall, the T. equi sequences (n=7) submitted to Maximum Likelihood analysis (based on a 18S rRNA fragment of 1700 bp after alignment) grouped into three main groups, which were subdivided in eight clusters. The present work showed that different genotypes of T. equi and B. caballi circulate among equids in Brazil.

Resumo A piroplasmose equina, uma doença transmitida por carrapatos e causada pelos protozoários intra-eritrocíticos Babesia caballi e Theileria equi, tem importância econômica devido ao comércio internacional e ao aumento do movimento de cavalos em todo o mundo. O objetivo do presente estudo foi mostrar a diversidade filogenética de T. equi e B. caballi infectando cavalos, burros e jumentos na Ilha de São Luís, Estado do Maranhão, Nordeste do Brasil. Entre dezembro de 2011 e junho de 2012, amostras de sangue com EDTA e soro de foram coletadas de 139 equídeos (90 jumentos, 39 cavalos e 10 burros). Dentre as 139 amostras de soro submetidas ao ensaio de ELISA, foram detectados anticorpos IgG contra T. equi e B. caballi em 19,4% (27/139) e 25,2% (35/139), respectivamente. Entre os animais amostrados, 21,6% (30/139) e 55,4% (77/139) foram positivos por meio dos ensaios de cPCR para T. equi e B. caballi, com base nos genes ema-1 e rap-1, respectivamente. No geral, as sequências T. equi (n = 7) submetidas à análise de Máxima Verossimilhança (baseada em um fragmento do 18S rRNA de 1700 pb, após o alinhamento) foram agrupadas em três grupos principais, os quais foram subdivididos em oito grupos. O presente trabalho mostrou que diferentes genótipos de T. equi e B. caballi circulam entre equídeos no Brasil.

Molecular survey and genetic diversity of piroplasmids in equids from Midwestern Brazil

Abstract We evaluated the distribution of piroplasmids in equids from the Mato Grosso state in Midwestern Brazil using molecular methods and the interspecific genetic diversity. For this, 1,624 blood samples of equids from 973 farms were examined by PCR, using primer pairs that amplify a fragment of the genes rap-1 and ema-1 of Babesia caballi and Theileria equi, respectively. For molecular characterization and phylogenetic studies, 13 and 60 sequences of the rap-1 and ema-1 genes, respectively, were used to build a dendogram using maximum parsimony. B. caballi and T. equi were detected in 4.11% and 28.16% of the farms, respectively, and molecular prevalence was 2.74% for B. caballi and 25.91% for T. equi. The location of the farms and animals raised in the Pantanal ecoregion influence the probability of equids testing positive for B. caballi and T. equi . Moreover, age and herd purpose were variables significantly associated with T . equi infection. The sequences of B. caballi presented 1.95% intraspecific variability, contrasting with 2.99% in T. equi. Dendrograms for both species demonstrated the presence of subgroups with high values of support of branches. However, it is not possible to associate these groups with geographic origin and/or ecoregion.

Resumo Foi avaliada a distribuição de piroplasmídeos em equídeos do Estado de Mato Grosso, no Centro-Oeste do Brasil, utilizando-se métodos moleculares e a diversidade genética interespecífica. Para isso, 1.624 amostras de sangue de equídeos de 973 fazendas foram examinadas pela PCR, usando pares de oligonucleotídeos que amplificam um fragmento dos genes rap-1and ema-1 de Babesia caballi e Theileria equi, respectivamente. Para caracterização molecular e estudos filogenéticos, foram utilizadas 13 e 60 sequências dos genes rap-1 e ema-1, respectivamente, para construção de um dendograma utilizando máxima parcimônia. B. caballi e T . equi foram detectados em 4,11% e 28,16% das fazendas, respectivamente, e a prevalência molecular foi de 2,74% para B. caballi e 25,91% para T. equi. A localização das fazendas e animais criados na ecorregião do Pantanal influenciam a probabilidade de equídeos serem positivos para B. caballi e T. equi. Além disso, idade e propósito do rebanho foram variáveis, significativamente, associadas à infecção por T. equi. As sequências de B . caballi apresentaram variabilidade intraespecífica de 1,95%, contrastando com 2,99% em T. equi. Dendrogramas para ambas as espécies demonstraram a presença de subgrupos com altos valores de sustentação dos ramos. No entanto, não é possível associar esses grupos com origem geográfica e/ou ecorregião.

Reproductive efficiency of asymptomatic Theileria equi carriers mares submitted to an embryo transfer program / Eficiência reprodutiva de éguas portadoras assintomáticas de Theileira equi submetidas a um programa de transferência de embriões

This study aimed to assess and evaluate the effects of Theileria equi infection on embryonic recovery, gestation and early embryonic loss. Thirteen Mangalarga Marchador Theileria equi positive donors (diagnosed through nested-PCR) and 40 embryos receptors were used. Donors were submitted to two embryo collections in two consecutive estrous cycles (GId); after, the same mares were treated with imidocarb dipropionate (1.2mg/kg IM.) in order to collect more embryos in two more estrous cycles (GIId). Receptors were divided into two groups (control and with treated) with 20 animals each, where one group was the control (GIr) and the other one (GIIr) treated with 1.2mg/kg IM of imidocarb dipropionate assessing the gestation rate at 15, 30, 45 and 60 days. After 52 embryo collections, the embryonic recovery rates were 53.84% (14/26) and 65.38% (17/26) (p> 0.05) for GId and GIId, respectively. The gestation rate was 70% (14/20) (p>0.05) at 15, 30, 45 and 60 days in group GIr and for GIIr was 85% (17/20) (p>0.05) at 15 days, 80% (16/20) (p>0.05) at 30, 45 and 60 days. The treatment with imidocarb dipropionate did not cause significant improvement in the reproductive efficiency at an ET program.

Este estudo teve por objetivo avaliar a influência da infecção por Theileria equi nas taxas de recuperação embrionária, gestação e perda embrionária precoce. Foram utilizadas 13 doadoras e 40 receptoras de embrião da raça Mangalarga Marchador, positivas para Theileria equi através da técnica de nested-PCR. Nas doadoras foram realizados duas coletas de embriões em dois ciclos estrais consecutivos (GId), em sequência, esses mesmos animais foram tratados com dipropionato de imidocarb (1,2mg/kg IM.) para realização de mais duas coletas de embriões em dois ciclos estrais (GIId). As receptoras foram divididas em dois grupos de 20 animais cada, onde um grupo foi o controle (GIr) e, o outro grupo, foi tratado (GIIr) com 1,2mg/ Kg IM de dipropionato de imidocarb, com intuito de avaliar a taxa de gestação aos 15, 30, 45 e 60 dias. Após a realização de 52 coletas de embrião, as taxas de recuperação embrionária foram de 53,84% (14/26) e 65,38% (17/26) (p> 0,05) para GId e GIId, respectivamente. A taxa de gestação foi de 70% (14/20) (p>0,05) aos 15, 30, 45 e 60 dias no grupo GIr e para o GIIr foi 85% (17/20) (p>0,05) aos 15 dias, 80% (16/20) (p>0,05) aos 30, 45 e 60 dias. O tratamento com dipropionato de imidocarb não promoveu melhora significativa na eficiência reprodutiva em um programa de TE.

Cocktail of Theileria equi antigens for detecting infection in equines

Objective: To use two diagnostic antigens belonging to the frequently associated in Theileria domain, Theileria equi (T. equi) protein 82 (Te 82) and T. equi 104 kDa microneme-rhoptry antigen precursor (Te 43), to diagnose T. equi infection in horses as compared with equi merozoite antigen-2 (EMA-2). Methods: In the current study, we applied a cocktail-ELISA containing two antigens (EMA-2+Te 82) to diagnose T. equi infection either in experimentally infected horses or in field infection. Results: Our findings have revealed that a cocktail formula of EMA-2+Te 82 provided a more practical and sensitive diagnostic candidate for diagnosing T. equi infection in horses as compared with Te 82 or Te 43 alone. Conclusions: The ELISA technique using a cocktail formula of EMA-2+Te 82 offers a practical and sensitive diagnostic tool for diagnosing T. equi infection in horses and using of this promising cocktail formula will be applicable for epidemiological surveys and will help control the infection in horses.

Cocktail of Theileria equi antigens for detecting infection in equines

Objective: To use two diagnostic antigens belonging to the frequently associated in Theileria domain, Theileria equi (T. equi) protein 82 (Te 82) and T. equi 104 kDa microneme-rhoptry antigen precursor (Te 43), to diagnose T. equi infection in horses as compared with equi merozoite antigen-2 (EMA-2). Methods: In the current study, we applied a cocktail-ELISA containing two antigens (EMA-2 + Te 82) to diagnose T. equi infection either in experimentally infected horses or in field infection. Results: Our findings have revealed that a cocktail formula of EMA-2 + Te 82 provided a more practical and sensitive diagnostic candidate for diagnosing T. equi infection in horses as compared with Te 82 or Te 43 alone. Conclusions: The ELISA technique using a cocktail formula of EMA-2 + Te 82 offers a practical and sensitive diagnostic tool for diagnosing T. equi infection in horses and using of this promising cocktail formula will be applicable for epidemiological surveys and will help control the infection in horses.

Seroprevalence rates of antibodies against Theileria equi in team roping horses from central-western region of Paraná / Soroprevalência de anticorpos contra Theileria equi em equinos atletas da região centro-oeste do Paraná

The purpose of this study was to estimate the prevalence of Theileria equi in horses from central western region of Paraná state, Brazil. The presence of antibodies IgG against T. equi was determined in serum samples obtained from 400 team roping horses of the district of Guarapuava by the enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). Results showed that 242 (61%) animals were positive which demonstrates that equine piroplasmosis is widespread and therefore it might be a contributing factor for the irregular performance among athletes horses in the region studied. No association regarding age and sex were observed (p>0.05). To our knowledge, this is the first report describing a serological survey on equine piroplasmosis in the state of Paraná, Brazil.

O objetivo deste estudo foi estimar a prevalência de Theileria equi em equinos da região centro-oeste do Estado do Paraná, Brasil. A presença de anticorpos IgG contra T. equi foi determinada em amostras de soro obtidas a partir de 400 cavalos atletas do distrito de Guarapuava pelo ensaio imunoenzimático (ELISA). Os resultados mostraram que 242 (61%) animais foram positivos, o que demonstra que a piroplasmose equina apresenta ampla distribuição e, portanto, poderá contribuir para a performace irregular de cavalos que participam de eventos desportivos na região. Não foi observada associação com a idade ou sexo dos equinos (p>0,05). Pelo que se sabe, este é o primeiro relato de levantamento sorológico sobre piroplasmose equina no Estado do Paraná, Brasil.

Evaluation of PCR and multiplex PCR in relation to nested PCR for diagnosing Theileria equi / Avaliação da PCR e PCR multiplex com relação a nested PCR no diagnóstico de Theileria equi

Conventional PCR (PCRTeq) for diagnosing Theileria equi and multiplex PCR (M/PCRTeq-Bc) for diagnosing T. equi and Babesia caballi were comparatively evaluated with nested PCR (N/PCR-Teq) for diagnosing equine piroplasmosis. In DNA sensitivity determinations, in multiple dilutions of equine blood that had tested positive for T. equi, PCR-Teq and N/PCR-Teq detected hemoparasite DNA in the larger dilutions (1:128), but did not differ significantly from the M/PCRTeq-Bc (1:64). In analyses on equine serum tested by ELISA, there was high agreement between this serological test and PCR-Teq (k = 0.780) and moderate agreement with N/PCR-Teq (k = 0.562) and M/PCRTeq-Bc (k = 0.488). PCR-Teq found a higher frequency of T. equi both in extensively and intensively reared horses, but this was not significant in relation to N/PCR-Teq (P>0.05), and both PCRs indicated that there was an endemic situation regarding T. equi in the population of horses of this sample. PCR-Teq was only significantly different from M/PCR-Teq-Bc (P<0.05). PCR-Teq presented high sensitivity and specificity, comparable to N/PCR-Teq, but with the advantage of higher speed in obtaining results and lower costs and risks of laboratory contamination. This accredits PCR-Teq for epidemiological studies and for determinations on affected horses.

Uma PCR convencional (PCRTeq) para diagnóstico de Theileria equi e PCR multiplex (M/PCRTeq-Bc) para diagnóstico T. equi e Babesia caballi foram avaliadas comparativamente a nested PCR (N/PCR-Teq) no diagnóstico de piroplasmose equina. Na determinação da sensibilidade com DNA em diluições múltiplas de sangue de equino positivo para T. equi, as PCR-Teq e N/PCR-Teq detectaram DNA do hemoparasito nas diluições maiores (1:128), mas não diferiu significativamente da M/PCRTeq-Bc (1:64). Na análise com soros de equinos testados por ELISA houve uma concordância elevada entre esse teste sorológico e a PCR-Teq (k =0,780) e moderada com N/PCR-Teq (k = 0.562) e M/PCRTeq-Bc (k = 0.488). A PCR-Teq determinou freqüência maior de T. equi tanto nos equinos de criação extensiva como na intensiva, entretanto essa não foi significativa com relação N/PCR-Teq (P>0.05), e ambas PCRs indicaram que há uma situação endêmica para T. equi na população de equinos que constaram da amostragem. A PCR-Teq diferiu significativamente apenas para a M/PCRTeq-Bc (P<0.05). A PCR-Teq apresentou alta sensibilidade e especificidade comparável a N/PCR-Teq, mas com a vantagem de maior rapidez na obtenção dos resultados e menor custo e risco de contaminação no laboratório. Isso credencia a PCR-Teq para estudos epidemiológicos e para determinação de equinos portadores.

Production of recombinant EMA-1 protein and its application for the diagnosis of Theileria equi using an enzyme immuno assay in horses from São Paulo State, Brazil / Produção da proteína recombinante EMA-1 e sua aplicação para o diagnóstico baseadono imuno ensaio enzimático de Theileria equi em equinos do Estado de São Paulo, Brasil

The erythrocytic-stage surface protein, Equi Merozoite Antigen 1 (EMA-1), is a major candidate for the development of a diagnostic antigen for equine piroplasmosis. In order to establish an effective diagnostic method for practical use, the gene encoding the entire EMA-1 of Theileria equi Jaboticabal strain was cloned and expressed in Escherichia coli as a histidine-tagged protein (His6-EMA1). The expressed EMA-1 reacted with specific antibodies in Western blot and had an apparent molecular mass of 34 kDa which was largely consistent with its theoretical value. The nucleotide sequence of the EMA-1 gene of Jaboticabal strain was comparatively analyzed with other published sequences. The results indicated a high degree of homology with EMA-1 genes of all other strains isolated from various countries. The recombinant purified His6-EMA1 protein was tested in an enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) for the detection of antibodies anti-T. equi in horses. The ELISA clearly differentiated T. equi-infected from Babesia caballi-infected horse sera or normal horse sera. Field serum samples collected from horses in the State of São Paulo, Southeastern Brazil, were examined for the diagnosis of T. equi infection by ELISA. Of 170 samples analyzed, 95.88 percent (163/170) were positive for T. equi infection. These results suggest that the His6-EMA1 protein expressed in E. coli could be a reliable immunodiagnostic antigen for ELISA test and that T. equi infection is a serious concern in the State of São Paulo, Brazil.

A proteína de superfície eritrocitária, Antígeno 1 do Merozoíta de Theileria equi (EMA-1), é um potencial candidato para o desenvolvimento de antígenos de valor diagnóstico para a piroplasmose equina. Com o objetivo de estabelecer um método de diagnóstico efetivo e prático, o gene EMA-1 da amostra Jaboticabal - SP de T. equi foi clonado e expresso em Escherichia coli contendo uma cauda de poli-histidina (His6-EMA1). O EMA-1 expresso reagiu com anticorpos específicos no Western blot e apresentou peso molecular aparente de 34 kDa, sendo altamente consistente com seu valor teórico. A sequência nucleotídica do gene EMA-1 da amostra Jaboticabal foi analisado comparativamente com outras sequências públicas, e os resultados indicam elevado grau de homologia com amostras de diversos países. A proteína recombinante purificada His6-EMA1 foi testada no ensaio imunoenzimático (ELISA) para a detecção de anticorpos anti-T. equi em equinos. O teste de ELISA diferenciou-se claramente entre soros de equinos infectados por T. equi, soros de animais infectados por Babesia caballi e soro normal de equino. Amostras de soros coletadas de equinos do Estado de São Paulo, sudeste do Brasil, foram examinadas para o diagnóstico da infecção por T. equi pelo ELISA. Das 170 amostras analisadas, 95,88 por cento (163/170) foram positivas para T. equi. Os resultados sugerem que a proteína His6-EMA1 expressa em E. coli pode ser um antígeno confiável para diagnóstico imunológico pelo teste de ELISA, e que T. equi merece grande atenção no Estado de São Paulo.

Occurrence of Theileria equi in horses raised in the Jaboticabal microregion, São Paulo State, Brazil / Ocorrência de Theileria equi em equinos criados na microrregião de Jaboticabal, Estado de São Paulo, Brasil

Blood and serum samples from 170 horses raised in the Jaboticabal microregion, São Paulo State, Brazil, were collected and tested by microscopic examination of blood smears, indirect fluorescent antibody test (IFAT) and nested polymerase chain reaction (nPCR) for Theileria equi infections. The association among the test results was verified by the McNemar test. During the examination of thin blood smears, parasites were detected in six (3.52 percent) horses. Anti-T. equi antibodies were detected in 100 percent sera samples, with titers ranging between 1:80 and 1:5120. The nPCR based on the T. equi merozoite antigen gene (EMA-1) allowed the visualization of specie-specific amplified product in 108 (63.53 percent) horses. All six samples judged positive microscopically were also positive for nPCR. Statistical analysis indicated general disagreement (p < 0.0001) between IFAT and nPCR; IFAT and blood smear; and nPCR and blood smear on the detection of parasite carriers. The results of the present study indicate that T. equi is widely spread among horses in the Jaboticabal microregion, Northeast region of São Paulo State, Brazil.

Amostras de sangue e soro de 170 equinos criados na microrregião de Jaboticabal, Estado de São Paulo, Brasil, foram coletadas e avaliadas pelo exame direto em esfregaço sanguíneo, reação de imunofluorescência indireta (RIFI) e nested reação em cadeia da polimerase (nPCR) para a detecção de infecções por Theileria equi. A concordância dos resultados entre os testes de diagnóstico foi verificada pelo teste de McNemar. Durante o exame dos esfregaços sanguíneos, parasitos foram detectados em seis (3,52 por cento) equinos. Anticorpos anti-T. equi foram detectados em 100 por cento das amostras de soros, com títulos variando entre 1:80 e 1:5120. O nPCR, baseado na sequência do gene do antígeno de merozoíto de T. equi (EMA-1), permitiu a visualização de produtos de amplificação espécie-específico em 108 (63,53 por cento) equinos. Houve diferença altamente significativa (p < 0,0001) entre RIFI e nPCR; RIFI e esfregaço sanguíneo; e nPCR e esfregaço na detecção do parasito. O resultado do presente estudo indica que a infecção por T. equi está amplamente distribuída entre os equinos na microrregião de Jaboticabal, região Nordeste do Estado de São Paulo, Brasil.

Serologic evidence of equine granulocytic anaplasmosis in horses from central West Brazil / Evidência sorológica de anaplasmose granulocítica equina em equinos do Centro-oeste Brasil

Ehrlichiosis is a zoonotic disease caused by gram-negative and intracellular obligatory bacterial organisms. Equine Granulocytic Anaplasmosis - EGA (formerly Equine Granulocytic Ehrlichiosis, EGE) is a seasonal disease, normally self-limited in horses. There are few reports in Brazil about this ehrlichial agent, as well as its natural vectors. Nowadays, veterinarians are considering the suspicion of EGA in horses with suggestive symptoms of ehrlichiosis and which do not respond to piroplasmosis treatment. The aim of the present study was to identify horses exposed to the agent A. phagocytophilum by serological and molecular techniques. Twenty equine blood and serum samples from the central West region of Brazil were evaluated by microscopic examination of buffy coat smear, enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), indirect fluorescent antibody test (IFAT) and nested polymerase chain reaction (nPCR). Additionally, the serodiagnosis of Theileria equi by IFA and ELISA were carried out, as well as molecular diagnosis by nPCR. Thirteen (65 percent) serum samples were positive for A. phagocytophilum by ELISA, but none of them were positive by buffy-coat smear examination or nPCR. Antibodies IgG anti-T. equi were detected in 18 (90 percent) and 17 (85 percent) horses by IFA and ELISA, respectively and the agent was detected in 9 (45 percent) animals by nPCR. Our data may be considered as important information to understanding the occurrence of EGA and equine piroplasmosis in central West Brazil.

A Erliquiose é uma doença zoonótica causada por bactérias gram-negativas e intracelulares obrigatórias. A Anaplasmose Granulocítica Equina - AGE (anteriormente denominada Erliquiose Granulocítica Equina, EGE) é uma enfermidade sazonal, normalmente auto-limitante em equinos. No Brasil, existem poucos relatos deste agente erliquial, bem como de seus vetores naturais. Atualmente, veterinários têm levantado a suspeita de casos de AGE em equinos com sinais clínicos sugestivos de erliquiose e não responsivos ao tratamento para a piroplasmose equina. O objetivo do presente estudo foi identificar equinos expostos a A. phagocytophilum por meio de técnicas sorológicas e moleculares. Vinte amostras de sangue e soro de equinos da região Centro-oeste do Brasil foram avaliados por meio do exame microscópico de capa leucocitária, ensaio imunoenzimático indireto (ELISA), reação de imunofluorescência indireta (RIFI) e reação em cadeia da polimerase (nested PCR). Adicionalmente, o diagnóstico sorológico de Theileria equi pela RIFI e ELISA foram realizados, assim como o diagnóstico molecular pelo nPCR. Treze (65 por cento) amostras de soro foram positivas para A. phagocytophilum pelo teste de ELISA, entretanto nenhum equino foi positivo pelo exame microscópico da capa leucocitária ou nPCR. Anticorpos IgG anti-T. equi foram detectados em 18 (90 por cento) e 17 (85 por cento) equinos pela RIFI e ELISA, respectivamente e o agente foi detectado em 9 (45 por cento) animais pelo nPCR. Estes dados sugerem importante informação para o entendimento da ocorrência da AGE e piroplasmose equina no Centro-oeste do Brasil.

Prevalence of equine Piroplasmosis and its association with tick infestation in the State of São Paulo, Brazil / Prevalência da Piroplasmose equina e sua associação com infestação por carrapatos no Estado de São Paulo

Serum samples were collected from 582 horses from 40 stud farms in the State of São Paulo and tick (Acari: Ixodidae) infestations were evaluated on them. Serum samples were subjected to the complement fixation test (CFT) and a competitive inhibition ELISA (cELISA) for Babesia caballi and Theileria equi. Logistic regression analyses were performed to construct multivariate models that could explain the dependent variable (horses positive for B. caballi or T. equi) as a function of the independent variables (presence or abundance of each one of the tick species found on the farms). A higher overall prevalence of B. caballi (54.1 percent) than of T. equi (21.6 percent) was found by the two tests. The ticks Dermacentor nitens Neumann, 1897, Amblyomma cajennense (Fabricius, 1787) and Rhipicephalus (Boophilus) microplus (Canestrini, 1887) were present on horses on 38 (95 percent), 20 (50 percent), and 4 (10 percent) farms, respectively. Infestations by D. nitens were statistically associated with B. caballi-positive horses on the farms by either the CFT or cELISA. Infestations by A. cajennense were statistically associated with T. equi-positive horses on the farms by either CFT or cELISA.

Amostras de soro sanguineo foram coletadas de 582 equinos de 40 haras no estado de São Paulo, onde as infestações por carrapatos foram avaliadas nos animais. Os soros foram testados por reação de fixação do complemento (RFC) e ELISA competitivo por inibição (cELISA) com antígenos de Babesia caballi e Theileria equi. Análises de regressão logística foram realizadas para construir modelos multivariados que pudessem explicar as variáveis dependentes (equinos positivos para B. caballi ou T. equi) em função de variáveis independentes (presença e abundância de cada uma das espécies de carrapatos encontradas nos equinos dos haras). Em geral, os dois testes sorológicos indicaram uma prevalência maior para B. caballi (54,1 por cento) do que para T. equi (21,6 por cento). Os carrapatos Dermacentor nitens Neumann, 1897, Amblyomma cajennense (Fabricius, 1787) e Rhipicephalus (Boophilus) microplus (Canestrini, 1887) estiveram presentes em equinos de 38 (95 por cento), 20 (50 por cento) e 4 (10 por cento) haras, respectivamente. As infestações por D. nitens estiveram estatisticamente associadas com equinos positivos para B. caballi tanto pela RFC como pelo cELISA. As infestações por A. cajennense estiveram estatisticamente associadas com equinos soropositivos para T. equi, tanto pela RFC como pelo cELISA.

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.

Immunogenicity and antigenicity of the recombinant EMA-1 protein of Theileria equi expressed in the yeast 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.

Frequency of seropositive equines for Theileria equi in the Southern Rio Grande do Sul State, Brazil

Foi realizado um levantamento sobre theileriose equina em uma propriedade da região sul do estado do Rio Grande do Sul (RS). Amostras de sangue foram coletadas de 108 éguas de um haras localizado no municipio de Bagé, latitude 31°30' Sul e longitude 54Ú10' Oeste. A sorologia foi realizada com o uso da imunofluorescência indireta (IFAT) e utilizou-se a técnica de Nested Reacão em Cadeia Polimerase (nPCR). Do total de amostras examinadas, 22 por cento (24) foram positivas por IFAT e 15 por cento (16) por nPCR). Na análise por raca, 15.05 por cento (14) dos animais Puro Sangue Inglês (PSI) foram soro-positivos, e dos animais da raça Crioula (RC), 55 por cento (11) foram positivos por IFAT.

A study on equine theileriosis was carried out in the southern region of the Brazilian state of Rio Grande do Sul (RS). Blood samples were collected from 113 mares from an equine breeding farm located in the city ofBagé, latitude 31 "30'S and a longitude of 54 U10' W. The serological testing was carried out with the use of indirect fluorescence test (IFAT) and compared with Nested Polimerase Chain Reaction (nPCR). Among the sera collected from 118 horses, 25 were found positive to Theileria equi by the IFAT, while by nPCR 17 positive for T. equi was observed, corresponding to a frequency of22.1 percent> and 15.0 percent, respectively. The racial analysis showed 15.05 percent (14) thoroughbred and 55 percent (11) Crioulo breed horses to be positive by IFAT.

In vitro culture, PCR, and nested PCR for the detection of Theileria equi in horses submitted to exercise / Cultivo in vitro, PCR e nested PCR na detecção de Theileria equi em eqüinos submetidos a exercícios

This study compared the usefulness of in vitro culture, PCR, and nested PCR for the diagnosis of Theileria equi in horses submitted to stress during exercise. Blood samples from 15 apparently healthy horses, previously conditioned to a high-speed equine treadmill, were taken prior to and after exercise. The animals were divided into two experimental groups: 30-day training schedule (G1) and 90-day training schedule (G2). Statistical analysis was performed using a chi-square test and kappa statistic was used in order to assess agreement. No significant difference was observed between samples collected at resting or after exercise. In G1, merozoites of T. equi were detected in the blood smears of four horses before in vitro culture, whereas 14 samples were positive, confirmed by culture. In G2, five and 11 horses were positive before and after culture, respectively. No PCR amplified product was observed in any of the tested animals although the PCR system based on the 16S rRNA gene of T. equi detected DNA in blood with an equivalent 8x10-5 percent parasitaemia. The nested PCR based on the T. equi merozoite antigen gene (EMA-1) allowed the visualization of amplified products in all the horses. Therefore, nested PCR should be considered as a means of detection of sub-clinical T. equi infections and in vitro culture could be used as a complement to other methods of diagnosis.

Comparou-se a utilização do cultivo in vitro, PCR e nested PCR no diagnóstico de Theileria equi em eqüinos submetidos ao estresse induzido por exercícios. Amostras de sangue foram obtidas de 15 eqüinos submetidos a treinamento em esteira rolante de alto desempenho, sendo as amostras colhidas antes e após os exercícios. Os animais foram divididos em dois grupos experimentais: 30 dias de treinamento (G1) e 90 dias de treinamento (G2). O teste do qui-quadrado foi empregado para as análises estatísticas e o índice kappa utilizado para avaliar a concordância. Não houve diferença significativa entre as amostras obtidas em repouso e após exercícios. Merozoítas de T. equi foram detectados em apenas quatro eqüinos do G1 pela microscopia direta realizada antes do cultivo, enquanto 14 animais apresentaram-se positivos pelo cultivo in vitro. No G2, cinco e 11 eqüinos foram positivos antes e após o cultivo, respectivamente. Nenhum produto de amplificação foi observado pela técnica de PCR, apesar do PCR baseado no gene 16S rRNA de T. equi ter detectado DNA em sangue com parasitemia equivalente a 8x10-5 por cento. O nested PCR, baseado na seqüência do gene do antígeno de merozoíta de T. equi (EMA-1,) permitiu a visualização de produtos de amplificação em todos os eqüinos testados. O nested PCR deve ser considerado para a detecção de infecções subclínicas de T. equi e o cultivo in vitro pode ser utilizado como uma ferramenta complementar a outros métodos de diagnóstico.