Comparison of conventional and molecular techniques for Trypanosoma vivax diagnosis in experimentally infected cattle / Comparação de técnicas convencionais e moleculares para diagnóstico em bovinos experimentalmente infectados por Trypanosoma vivax

Abstract Livestock infections by Trypanosoma vivax have been occurring with increasing frequency, mainly due to the presence of animals with subclinical infections and without apparent parasitaemia, making diagnosis challenging. The aim of the present study was to evaluate several techniques used for T. vivax diagnosis in order to assess the best way of using them during the course of the disease. Molecular methods demonstrated higher rates of detection than parasitological methods, detecting 33 of the 54 (61.1%) known positive samples, while the hematocrit centrifugation technique (best parasitological test) detected only 44.4%. The serological methods, IFAT and ELISA, detected seropositivity in 51 of the 54 (94.4%) and 49 of the 54 (90.7%) known positive samples, respectively. Despite being highly sensitive, the latter only demonstrates exposure to the infectious agent and does not indicate whether the infection is active. The present study was the first to use the qPCR for a South American isolate, improving disease detection and quantification. Furthermore, the analyses revealed that the patent phase of the disease may extend up to 42 days, longer than previously reported. The combination of several diagnostic techniques can lower the frequency of false negative results and contributes toward better disease control.

Resumo Infecções por Trypanosoma vivax têm ocorrido com frequência crescente em animais de produção, principalmente pela aquisição de animais com infecções subclínicas e sem aparente parasitemia, o que dificulta o diagnóstico. O objetivo do presente estudo foi avaliar várias técnicas empregadas para o diagnóstico de T. vivax, a fim de verificar a melhor maneira de utilizá-las durante o curso da doença. Os métodos moleculares demonstraram maiores taxas de detecção que os métodos parasitológicos, detectando 33 das 54 (61,1%) amostras sabidamente positivas, enquanto a técnica de hemoconcentração (melhor teste parasitológico) detectou apenas 44,4%. Os métodos sorológicos, RIFI e ELISA, detectaram soropositividade em 51 das 54 (94,4%) e 49 das 54 (90,7%) amostras sabidamente positivas, respectivamente. Apesar de serem altamente sensíveis, estes testes apenas demonstram a exposição ao agente infeccioso, e não indicam se a infecção permanece ativa. O presente estudo foi o primeiro a utilizar a qPCR para um isolado sul-americano, melhorando sua detecção e quantificação. Além disso, as análises revelaram que a fase patente da doença pode se estender por até 42 dias após a infecção, sendo maior que anteriormente relatado. A combinação de várias técnicas de diagnóstico pode evitar a frequência de resultados falso-negativos e contribuir para um melhor controle da doença.

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.

Trypanosoma (Duttonella) vivax: its biology, epidemiology, pathogenesis, and introduction in the New World - a review

The biology, epidemiology, pathogenesis, diagnostic techniques, and history of the introduction of Trypanosoma (Duttonella) vivax in the New World are reviewed. The two main immunological responses of trypanosome-infected animals - antibody production and immunodepression - are discussed in the context of how these responses play a role in disease tolerance or susceptibility. Isolation and purification of T. vivax are briefly discussed. The recent reports of bovine trypanosomiasis diagnosed in cattle on farms located in the Pantanal region of the states of Mato Grosso do Sul and Mato Grosso, Brazil, are also discussed.