Detection and molecular characterization of Trypanosoma (Duttonella) vivax in dairy cattle in the state of Sergipe, northeastern Brazil / Detecção e caracterização molecular de Trypanosoma (Duttonella) vivax em gado leiteiro no estado de Sergipe, no Nordeste do Brasil

Abstract Trypanosoma (Duttonella) vivax is an important cause of economic losses among feedlot cattle. These losses are related to the morbidity, mortality, reproductive issues and decreased production. It is known that the clinical signs observed in infections by this protozoon are similar to other hemoparasitosis, which difficult the diagnosis. Therefore, the aim of this study was to detect and molecularly characterize an outbreak of trypanosomiasis caused by T. (D.) vivax in dairy cattle in the municipality of São Miguel Aleixo, state of Sergipe, Brazil. Blood samples from cattle (n = 15) presenting clinical signs compatible with trypanosomiasis were collected and parasitological and molecular evaluated. Among the samples analyzed, 34% (5/15) were positive from blood smears, 60% (9/15) from the buffy coat method and 80% (12/15) from the molecular method. The DNA sequence obtained (659 bp) showed 99% similarity to T. (D.) vivax sequences that are available in the GenBank database. The presence of this protozoon in cattle herds is a problem for producers. Diagnosing trypanosomiasis is problematic because its evolution is similar to that of other parasitic blood diseases. In addition, this is the first report of infection by T. (D.) vivax in cattle in the state of Sergipe, northeastern Brazil.

Resumo Trypanosoma (Duttonella) vivax é responsável por consideráveis perdas econômicas na bovinocultura. Estas perdas estão relacionados à morbidade, mortalidade, problemas reprodutivos e declínio na produção. Sabe-se que os sinais clínicos apresentados em infecções por este protozoário se assemelha a outras hemoparasitoses, dificultando muitas vezes o diagnóstico. Portanto, objetivou-se com este estudo detectar a ocorrência de T. (D.) vivax em bovinos leiteiros no município de São Miguel Aleixo, Estado de Sergipe, Brasil. Para tanto, amostras de sangue (n = 15) foram coletadas e avaliadas através de métodos parasitológicos e moleculares. Do total das amostras analisadas, 34% (5/15) foram positivas no esfregaço sanguíneo, 60% (9/15) pelo método do Buffy Coat, enquanto na biologia molecular 80% (12/15) amplificaram um fragmento de DNA (659 pb) compatível com T. (D.) vivax (GenBank). Em conclusão a presença de T. (D.) vivax nos rebanhos bovinos caracteriza-se como um problema para os pecuaristas, como também para o diagnóstico, uma vez que essa tripanossomíase apresenta evolução semelhante a outras hemoparasitoses. Ademais, este é o primeiro relato de infecção por T. (D.) vivax em bovinos do estado de Sergipe, nordeste do Brasil.

Detecção de anticorpos IgG anti-Trypanosoma vivax em bovinos através do teste de Imunofluorescência indireta / Detection of IgG antibodies against Trypanosoma vivax in cattle by indirect immunofluorescence test

Trypanosoma vivax infecta uma grande variedade de animais ungulados selvagens e domésticos, podendo causar grande impacto na produção de ruminantes. Este trabalho teve como objetivo avaliar a detecção de anticorpos IgG anti-Trypanosoma vivax em bovinos provenientes do estado de Pernambuco, Brasil. Para tanto, foram analisadas 2,053 amostras de soro sanguíneo de bovinos provenientes de rebanhos de municípios do estado de Pernambuco, os quais foram analisados através da Reação de Imunofluorescência Indireta. Das amostras testadas 13,93% (286/2.053) foram reagentes para anticorpos IgG anti-Trypanosoma vivax. As freqüências, por mesorregião, variaram de 11,90% a 15,99%. Assim, os dados obtidos permitiram a caracterização do estado de Pernambuco como uma área de instabilidade enzoótica e sugere que o estado Pernambuco é área endêmica para Trypanosoma vivax e este parasito está distribuído por todo o estado.

Trypanosoma vivax infects a wide range of wild and domestic ungulates, causing important losses for the livestock industry. The aim of the present study was to assess the detection of IgG antibodies against T. vivax in cattle from the state of Pernambuco, Brazil. Therefore, we analyzed 2.053 blood serum samples from cattle herds of municipalities in Pernambuco, what was made by Immunofluorescence Assay. The overall seroprevalence of IgG antibodies against T. vivax in cattle was 13.93% (286/2053). The frequencies, by region, varied from 11.90% to 15.99%. Thus, the data obtained allowed to characterize the state of Pernambuco as an area of enzootic instability for T. vivax. The frequency herein reported (i.e., 13.93%) indicates that Pernambuco is an endemic area for T. vivax, this parasite being spread throughout the state.

Trypanosoma vivax nos tecidos testicular e epididimário de ovinos experimentalmente infectados / Trypanosoma vivax in testicular and epidydimal tissues of experimentally infected sheep

Quatro ovinos machos, com cerca de 12 meses de idade (Ovinos 1-4), foram infectados por via intravenosa com aproximadamente 1,25x10(5) tripomastigotas de Trypanosoma vivax, outros quatro ovinos (Ovinos 5-8) destinaram-se ao grupo controle. Após a infecção, exames clínicos visando avaliar temperatura retal, freqüências cardíaca e respiratória e parasitemia foram realizados diariamente por 30 dias, tempo estabelecido para o término do experimento. A avaliação do hematócrito foi realizada a cada cinco dias. Ao final do período experimental, os animais foram castrados e os testículos e epidídimos submetidos ao exame anatomopatológico. Amostras destes órgãos dos Ovinos 1, 4 e 5 foram tomadas para a realização da reação em cadeia da polimerase (PCR). Os parâmetros clínicos (hipertermia, aumento das freqüências cardíaca e respiratória, aumento de volume dos linfonodos e palidez das mucosas) mantiveram-se para o grupo infectado acima dos valores mostrados pelo grupo controle durante todo o período experimental. A parasitemia foi observada a partir do 3º dia pós-infecção (dpi) com picos nos 6-10os dpi e nos 15-18os dpi. Os Ovinos 1 e 4 apresentaram, a partir do 25º dpi, anemia acentuada. Macroscopicamente, todos os testículos dos animais do grupo infectado apresentaram-se flácidos e com coloração pálida. Microscopicamente, observaram-se degeneração testicular moderada a acentuada, epididimite multifocal e hiperplasia do epitélio epididimário. A análise por PCR de T. vivax nos tecidos testicular e epididimário resultou em 100% de positividade para ovinos infectados experimentalmente. As lesões epididimárias e testiculares associadas à presença do parasita nesses órgãos, detectada por PCR, sugerem a participação do parasita no mecanismo etiopatogênico de danos reprodutivos.(AU)

Four adult sheep (number 1, 2, 3 and 4), all males, were inoculated intravenously with 1ml of blood containing 1.25x10(5) trypomastigotes of Trypanosoma vivax, and Sheep 5, 6, 7 and 8 were used as control. After infection, clinical exams considering rectal temperature, respiratory and cardiac frequencies, and parasitaemia were recorded daily for a 30-day experiment period. Blood samples were obtained for 5-day intervals to hematocrit analysis. At the end of the experimental period, the sheep were orquiectomized. Testes and epididymides from these animals were studied anatomopathologically. Samples from these tissues of Sheep 1, 4 and 5 were taken to polymerase chain reaction (PCR). Clinical parameters remained for the infected group above the values observed in the control group during the experimental period. Parasitaemia was observed on day 3 post-infection, and the highest values occurred between day 6 and 10, and day 15 and 18 post-infection. Sheep 1 and 4 showed severe anemia on day 25 post-infection. All sheep of the infected group showed flabby and palid testes. Histologically, moderate to severe testicular degeneration, multifocal epididymitis and hyperplasia of epididymal epithelium were observed. The result of T. vivax PCR analysis in the testes and epididymal tissues was positive in 100% of the samples of the experimentally infected sheep. Epididymal and testicular lesions associated with the presence of the parasite in these tissues, shown by PCR, suggest the participation of T. vivax in the pathophysiological mechanism of reproductive damage.(AU)

Ocorrência de Trypanosoma vivax no estado de Minas Gerais / Occurrence of Trypanosoma vivax in Minas Gerais state, Brazil

A cow from Igarapé city, Minas Gerais state, Brazil, showing vision damage was referred at the Veterinary Hospital of the Universidade Federal de Minas Gerais. Clinical examination revealed anemia and a flagellated protozoan was observed in the blood smears obtained from the animal. The morphometric analysis demonstrated that the protozoan was Trypanosoma vivax. This is the first report of T. vivax occurrence in Minas Gerais state. An epidemiological investigation is currently being conducted on the farm and neighbor areas in order to estimate the parasite prevalence and the distribution of this trypanosomiasis in the region.

Trypanosoma vivax infection dynamics in a cattle herd maintained in a transition area between Pantanal lowlands and highlands of Mato Grosso do Sul, Brazil

Trypanosoma vivax outbreaks in beef cattle in the Pantanal region of Mato Grosso do Sul state, Brazil, causes relevant economical impact due to weight loss, abortion and mortality. Cattle moved from the Pantanal to adjacent areas of this ecosystem for breeding and fattening is a common feature. Therefore an epidemiological study on breeding cows in the transition area between Pantanal lowland and adjacent highlands of Mato Grosso do Sul was performed to determine the T. vivax infection dynamics and outbreak risk. Three experimental groups were formed: Group 1 consisted of cows parasitologically negative by the Woo test and in the enzyme-linked immunosorbent assay for T. vivax antibody detection (Tv-ELISA-Ab); Group 2 parasitologically negative and positive in the Tv-ELISA-Ab; and in Group 3 cows were parasitologically positive and with positive reactions in the Tv-ELISA-Ab. During 24 months, the cows' dislodgment between the above established groups was monitored by Woo test and Tv-ELISA-Ab exams. The tabanid population was also monitored and the highest number occurred during the rainy season. Although parasitemias were detected only in the first four samplings of the experimental period, the cows could be considered as trypanotolerant, because no clinical signs were observed. Despite the higher T. vivax incidence during the dry season, no disease symptoms were seen. Even though T. vivax epidemiological situation in the herd was characterized as endemic with seasonal variation, the probability of outbreaks was null within the conditions of the study.

Surtos de Trypanosoma vivax em bovinos de corte do Pantanal foram responsáveis por relevante impacto econômico, devido a perda de peso, abortos e mortalidade. Um manejo comum é o deslocamento de bovinos do Pantanal baixo para áreas adjacentes desse ecosistema para reprodução e engorda. Por essa razão, foi efetuado um estudo epidemiológico em rebanho de vacas movidas para uma área de transição entre Pantanal baixo e planalto do Estado de Mato Grosso do Sul para determinar a dinâmica de infecção do T. vivax e o risco de surto. Três grupos experimentais foram formados: Grupo 1; composto por vacas parasitologicamente negativas no teste de Woo e no exame sorológico de imunoadsorção enzimática para detecção de anticorpos contra T. vivax (Tv-ELISA-Ab); Grupo 2, vacas negativas parasitológicamente e com reação positiva no Tv-ELISA-Ab; e no Grupo 3, positivas parasitologicamente e no Tv-ELISA-Ab. Durante 24 meses o deslocamento das vacas entre esses grupos experimentais foi determinado pelo monitoramento mensal realizado pelo teste de Woo e Tv-ELISA-Ab. Durante esse período a população de tabanídeos na área experimental foi determinada e as maiores populações ocorreram no período das chuvas. Parasitemias de T. vivax foram detectadas apenas nas quatro primeiras amostragens do período experimental, apesar da elevação de incidência determinada sorológicamente tenha ocorrido no período seco do ano. Portanto, T. vivax foi endêmico no rebanho e a ausência de manifestação clínica sugere que os bovinos sejam tripanotolerantes e o risco de surto seja nulo nas condições em que o experimento foi executado, pois a manifestação clínica da doença esta associada à presença de parasitemia.

Aspectos clínicos, epidemiológicos e patológicos da infecção natural em bovinos por Trypanosoma vivax na Paraíba / Clinical, epidemiological and pathological signs of natural infection in cattle by Trypanosoma vivax in Paraíba, Brazil

Descrevem-se dois surtos de tripanossomíase por Trypanosoma vivax em bovinos, ocorridos em dois estabelecimentos do alto sertão da Paraíba. Os sinais clínicos, a patologia e a epidemiologia da doença foram estudados no período de maio de 2005 a novembro de 2006.T. vivax foi identificado em esfregaços da capa leucocitária e mediante a reação em cadeia da polimerase (PCR). Os animais afetados apresentaram anorexia, depressão, febre, anemia, perda de peso, redução da produção leiteira, cegueira transitória, aborto e sinais nervosos caracterizados por incoordenação motora, salivação, opistótono, nistagno, tetania e bruxismo. Todos os animais que apresentaram sintomatologia nervosa morreram. As alterações macroscópicas observadas em um bovino submetido à necropsia foram aumento de volume dos linfonodos, atrofia serosa dos depósitos de gordura, aumento de volume do baço com evidência da polpa branca, hidropericárdio, além de petéquias e equimoses no epicárdio. Histologicamente havia meningoencefalite. O controle da doença na propriedade com tratamento específico dos casos clínicos com aceturato de diminazene foi eficiente, pois após o tratamento não se verificou mais a presença do parasita em esfregaços sanguíneos nem evidência clínica da enfermidade em até 2 meses após o início do surto. Os fatores epidemiológicos favoráveis à ocorrência dos surtos foram a abundância de vetores mecânicos, como tabanídeos e Stomozys spp., e a entrada, no rebanho, de animais oriundos de propriedades onde ocorreu a doença em questão. Sugere-se que o semi-árido do Nordeste, devido a períodos prolongados de secas e altas temperaturas, é região de instabilidade enzoótica para a tripanossomíase, em conseqüência, provavelmente, ao ambiente desfavorável para o desenvolvimento de vetores durante a maior parte do ano.

Two outbreaks of trypanosomiasis by Trypanosoma vivax, reported in cattle, occurred on two farms located in the state of Paraíba, northeastern Brazil. The epidemiology, clinical signs and pathology of the disease were studied from May 2005 to November 2006. T. vivax was identified morphologically and by polymerase chain reaction test (PCR). The affected cattle presented anorexia, depression, fever, anemia, weight loss, reduction in milk production, transitory blindness, abortion and some nervous signs as nystagmus, tetany and bruxism. All cattle that presented nervous signs died. Necropsy findings were enlarged lymph and spleen, serous atrophy of the fat depots, proeminence of the splenic white pulp, hydropericardium and pericardial petechiae and ecchymoses on the epicardium. Histologically there was meningoencephalitis. The treatment of the clinical cases with diminazena aceturate was efficient with clearance of the parasite from the blood or disappearance of clinical signs in up to 2 months after the beginning of the outbreak on the two farms studied. The epidemiologic factors favoring the occurrence of the outbreak were the abundance of mechanical vectors, as tabanids and Stomoxys sp., and the introduction into the herd of cattle from farms where the disease occurred. It is suggested that the semiarid of the Brazilian Northeast is an enzootic instability region for trypanosomiasis due to its prolonged periods of drought and high temperatures, constituting during most part of the year an unfavorable environment for the development of vectors.

The development of an enzyme-linked immunosorbent assay for Trypanosoma vivax antibodies and its use in epidemiological surveys

There are data indicating that the distribution of Trypanosoma vivax in the Brazilian territory is expanding with potential to reach other areas, where the vectors are present. The detection of anti-trypanosomal antibodies in serum provides important information of the trypanosomal status in cattle herds. For this reason, an enzyme-linked immunosorbent assay (Tv-ELISA-Ab) with crude antigen from one Brazilian isolate of T. vivax was developed and evaluated. The sensitivity and specificity were respectively 97.6 and 96.9 percent. In the evaluation of cross-reactions, three calves inoculated with T. evansi trypimastigotes blood forms showed optical densities (OD) under the cut-off during the whole experimental period, except one at 45 days post-inoculation. With relation to Babesia bovis, B. bigemina, and Anaplasma marginale, which are endemic hemoparasites in the studied area, the cross-reactions were shown to be 5.7, 5.3, and 1.1 percent, respectively. The first serological survey of Pantanal and state of Pará showed that T. vivax is widespread, although regions within both areas had significantly different prevalences. Therefore, this Tv-ELISA-Ab may be a more appropriate test for epidemiological studies in developing countries because the diagnostic laboratories in most countries may be able to perform an ELISA, which is not true for polymerase chain reaction.

Infecção experimental por Trypanosoma vivax em ovinos / Experimental infection by Trypanosoma vivax in sheep

O presente estudo teve por objetivo avaliar as alterações clínicas, hematológicas e patológicas em ovinos infectados experimentalmente com Trypanosoma vivax, utilizando-se um isolado proveniente de bovinos infectados naturalmente no município de Catolé do Rocha, Paraíba. Quatro ovinos da raça Santa Inês foram infectados por via intravenosa com 1ml de sangue contendo 1,85x10(5) tripomastigotas de T. vivax e outros quatro ovinos foram destinados ao grupo controle. A parasitemia e a temperatura foram determinadas diariamente durante 30 dias após a infecção (dpi) e quinzenalmente dos 31 aos 90 dias. A cada 15 dias os animais foram pesados e realizados coletas de sangue para hemograma. Um ovino morreu aos 75 dpi, os demais animais do grupo infectado e do grupo controle foram sacrificados 90 dias após o início do experimento. T. vivax foi evidenciado a partir do 4° dpi em todos os ovinos infectados. A parasitemia foi constante até os 15 dias e irregular entre os 16 e 30 dias. Após o 30° dia não foram observados parasitas no sangue. Foi observada correlação linear positiva entre temperatura retal e parasitemia [Y=0,027x + 38,515; R²=0,9444 (P<0,05)]. Diferença significativa do peso entre os grupos infectado e controle foi verificada a partir do 30° ao 90° dpi. Do 30° ao 90° os animais apresentaram anemia e leucopenia. As lesões macroscópicas encontradas na necropsia foram palidez da carcaça, aumento generalizado dos linfonodos e do baço, e discreta quantidade de líquido nas cavidades peritoneal e pericárdica. Histologicamente, em todos os animais infectados foi observada miocardite multifocal mononuclear. Concluiu-se que o isolado é patogênico para ovinos. Sugere-se que a região semi-árida onde ocorreu o surto, não é endêmica para a tripanossomíase e a doença pode ocorrer se o parasita for introduzido na presença de vetores.