Evaluation of techniques for diagnosis of Trypanosoma vivax infections in naturally infected cattle in the Zona da Mata Mineira / Avaliação de técnicas para diagnóstico de infecções por Trypanosoma vivax em bovinos naturalmente infectados na Zona da Mata Mineira

Abstract This study aimed to evaluate diagnostic techniques for trypanosomiasis, caused by Trypanosoma vivax, in naturally infected cattle in Minas Gerais, Zona da Mata. The deaths of six lactating cows with similar clinical conditions—characterized by hyporexia, hypogalactia, and recumbency—had been reported from one property. Initially, two animals were examined and diagnosed with trypanosomiasis through identification of the protozoan in a blood smear. After the initial diagnosis, all lactating cows (n=37) on the property were examined, and blood samples were collected for tests including whole blood smear, buffy coat smear, Woo's technique, enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), and polymerase chain reaction (PCR). Woo's test, buffy coat smears, and whole blood smears indicated that 4/37 (10.81%) animals were positive for trypanosomiasis, whereas ELISA and PCR indicated that 33/37 (89.19%) and 27/37 (72.97%) animals, respectively, were positive. The agreement obtained between parasitological techniques was classified as high, while between ELISA and PCR, no agreement. In conclusion, parasitological techniques have a low capacity to identify infected animals in the chronic stage of T. vivax infection. Therefore, techniques such as PCR and/or ELISA should be used to minimize the occurrence of false negatives.

Resumo Este estudo objetiva avaliar as técnicas de diagnóstico da tripanossomíase, causada pelo Trypanosoma vivax, em bovinos naturalmente infectados, em Minas Gerais, Zona da Mata. A morte de seis vacas em lactação com condições clínicas semelhantes - caracterizadas por hiporexia, hipogalaxia e decúbito - foi relatada em uma propriedade. Inicialmente, dois animais foram examinados e diagnosticados com tripanossomíase através da identificação do protozoário em esfregaço sanguíneo. Após o diagnóstico inicial, todas as vacas em lactação (n = 37) na propriedade foram examinadas, e amostras de sangue foram coletadas para testes, incluindo esfregaço de sangue total, esfregaço de capa leucocitária, técnica de Woo, ensaio imunoenzimático (ELISA) e reação em cadeia da polimerase (PCR). O teste de Woo, os esfregaços de capa leucocitária e de sangue total indicaram que 4/37 (10,81%) animais foram positivos para tripanossomíase, enquanto ELISA e PCR indicaram que 33/37 (89,19%) e 27/37 (72,97%) animais, respectivamente, foram positivos. A concordância entre técnicas parasitológicas foi classificada como alta, enquanto entre ELISA e PCR, sem concordância. As técnicas parasitológicas apresentam baixa capacidade para identificar animais infectados na fase crônica da infecção por T. vivax. Dessa forma, técnicas como PCR e/ou ELISA devem ser utilizadas para minimizar a ocorrência de falsos negativos.

Detection of Trypanosoma vivax in tissues of experimentally infected goats: what is the role of adipose tissue in the life cycle of this protozoon? / Detecção de Trypanosoma vivax em tecidos de caprinos experimentalmente infectados: qual é o papel do tecido adiposo no ciclo de vida desse protozoário?

Abstract Trypanosomiasis, caused by Trypanosoma vivax, is responsible for great economic losses among livestock in Africa and South America. During the life cycle of these parasites, they may present different morphological, metabolic and physiological characteristics depending on the interactions that are encountered at each point of their life cycle. Although T. vivax is frequently reported in the circulation of its mammalian hosts, it has the ability to migrate to the tissues of these individuals. However, this characteristic is poorly understood. In this context, we aimed to investigate the presence of T. vivax and the changes caused in different tissues of experimentally infected goats. Despite the animals were not perfused before tissues collection, using different approaches, we demonstrated its presence in different samples, including in the adipose tissue and skin of infected animals. In addition, a mononuclear inflammatory reaction, mostly characterized by an infiltrate of lymphocytes, plasma cells and macrophages were observed. The results highlight the possibility that, like other trypanosomatids, T. vivax may use these tissues during its life cycle. Future studies aiming to elucidate the length of time for which T. vivax remains active in these sites, and whether it uses these sites as a refuge from trypanocidal drugs, and whether it is capable of recolonizing the blood circulation, are much needed.

Resumo A tripanossomíase, causada por Trypanosoma vivax, é responsável por grandes perdas econômicas na bovinocultura da África e da América do Sul. Durante seu ciclo de vida, o parasita pode apresentar diferentes características morfológicas, metabólicas e fisiológicas em função das interações que ele encontra em cada ponto do seu ciclo. Embora o T. vivax seja reportado, frequentemente, na circulação dos seus hospedeiros mamíferos, o protozoário tem a capacidade de migrar para os tecidos desses indivíduos. Entretanto, essa característica é pobremente conhecida. Neste contexto, o objetivo foi verificar a presença, assim como as alterações causadas pelo T. vivax nos diferentes tecidos de caprinos experimentalmente infectados. Apesar dos animais não terem sido perfundidos antes da coleta dos tecidos, utilizando-se diferentes abordagens, foi evidenciada a presença do T. vivax em diferentes amostras teciduais, incluindo no tecido adiposo e pele dos animais infectados. Além disso, foi observada reação inflamatória mononuclear, caracterizada majoritariamente por infiltrado de linfócitos, plasmócitos e macrófagos. Os resultados evidenciam a possibilidade de que, assim como outros tripanossomatídeos, T. vivax pode usar esses tecidos durante o seu ciclo de vida. São necessários futuros estudos, objetivando elucidar o período em que o T. vivax permanece ativo nesses sítios, se ele utiliza esses locais como refúgio das drogas tripanocidas, e se ele é capaz de recolonizar a circulação sanguínea.

Follow-up of dairy cattle naturally infected by Trypanosoma vivax after treatment with isometamidium chloride / Acompanhamento de bovinos leiteiros naturalmente infectados com Trypanosoma vivax após tratamento com cloreto de isometamidium

Abstract Trypanosoma vivax infections cause nonspecific clinical signs in cattle associated with aparasitemic intervals, making disease diagnosis a challenge. In Brazil, diminazene aceturate and isometamidium chloride (ISM) are available to treat bovine trypanosomosis. The objective of this study was to follow-up, by molecular and serological techniques, dairy cattle naturally infected by T. vivax after ISM treatment. Thirty cattle naturally infected with T. vivax received two applications of ISM, at a dosage of 1.0 mg/kg intramuscularly, on days 0 and 150. For T. vivax diagnosis, EDTA-blood and serum samples were evaluated on 0, 7, 15, 30, 60, 90, 120, 150, 180, 210, and 240 days after treatment PCR, Loop-mediated isothermal amplification (LAMP) and ELISA. Animals with persistent detection of T. vivax DNA by both PCR and LAMP were found and continuous detection of anti-T. vivax IgG antibodies by ELISA, suggesting the presence of T. vivax resistance to ISM. The combination of LAMP and ELISA tests can prevent misdiagnosis of the parasite clearance in treated cattle, contributing to better disease control. This is the first experiment that demonstrates the persistence infection of T. vivax under ISM treatment in a natural infected herd and evidence of ISM chemotherapy-resistant T. vivax in Brazil.

Resumo Em bovinos, infecções por Trypanosoma vivax geram sinais clínicos inespecíficos que, associados a intervalos aparasitêmicos, faz com que o diagnóstico da enfermidade seja desafiador. No Brasil, somente aceturato de diaminazeno e cloridrato de isometamidum (ISM) estão disponíveis para o tratamento da tripanossomose bovina. Este trabalho teve como objetivo acompanhar bovinos leiteiros naturalmente infectados por T. vivax, após o tratamento com ISM por meio de técnicas moleculares e sorológica. Foram utilizados 30 bovinos naturalmente infectados com T. vivax, sendo estes tratados com duas aplicações de ISM, na dosagem de 1,0 mg/kg por via intramuscular profunda, nos dias 0 e 150. Foram avaliadas, para diagnóstico de T. vivax, amostras de sangue acrescido de EDTA e soro, colhidas nos 0, 7, 15, 30, 60, 90, 120, 150, 180, 210 e 240 dias após os tratamentos pela reação em cadeia da polimerase (PCR), amplificação circular isotérmica do DNA (LAMP) e ensaio de imunoabsorção enzimático (ELISA). Verificou-se a presença de animais com persistência na detecção de DNA de T. vivax pela PCR e LAMP, bem como detecção contínua de anticorpos IgG anti-T. vivax pelo método de ELISA, sugerindo a presença de resistência de T. vivax ao ISM. A combinação dos testes LAMP e ELISA pode evitar falsos diagnósticos da eliminação do parasita nos bovinos tratados, contribuindo para um melhor controle da doença. Este é o primeiro experimento que demonstra infecção persistente do T. vivax em rebanho naturalmente infectado, tratado com ISM, e evidencia possível resistência ao quimioterápico no Brasil.

Coxiella burnetii associated with BVDV (Bovine Viral Diarrhea Virus), BoHV (Bovine Herpesvirus), Leptospira spp, Neospora caninum, Toxoplasma gondii and Trypanosoma vivax in reproductive disorders in cattle / Coxiella burnetii associada ao BVDV (Vírus da Diarreia Viral Bovina), BoHV (Vírus do Herpes Bovino), Leptospira spp, Neospora caninum, Toxoplasma gondii e Trypanosoma vivax em distúrbios reprodutivos em bovinos

Abstract This is a cross-sectional study to assess the presence of antibodies in ruminants against selected pathogens associated with reproductive disorders in cattle in four Brazilian states, including the zoonotic agent Coxiella burnetii. The used tests were Virus Neutralization Assay for IBR and BVD, Microscopic Agglutination Test for Leptospira spp., Indirect Fluorescent Antibody Test (IFAT) for C. burnetii and Toxoplasma gondii, and Enzyme-Linked Immunosorbent Assay for Neospora caninum and Trypanosoma vivax. Seropositivity for C. burnetii was 13.7% with titers from 128 to 131,072; 57.8% for BoHV-1, with titers between 2 and 1,024; 47.1% for BVDV-1a, with titers from 10 to 5,120; 89.2% for N. caninum; 50% for T. vivax; and 52.0% for Leptospira spp., with titers between 100 to 800 (the following serovars were found: Tarassovi, Grippotyphosa, Canicola, Copenhageni, Wolffi, Hardjo, Pomona and Icterohaemorrhagiae); 19.6% for T. gondii with titer of 40. This is the first study that has identified C. burnetii in cattle associated with BoHV and BVDV, N. caninum, Leptospira spp., T. gondii and T. vivax. Thus, future studies should be conducted to investigate how widespread this pathogen is in Brazilian cattle herds.

Resumo Este é um estudo transversal para avaliar a presença de anticorpos em ruminantes contra patógenos selecionados e associados a distúrbios reprodutivos em bovinos de quatro estados brasileiros, incluindo o agente zoonótico Coxiella burnetii. Os testes utilizados foram Teste de Vírus-Neutralização para BoHV e BVDV, teste de Aglutinação Microscópica para Leptospira spp., Reação de Imunofluorescência Indireta for C. burnetii e Toxoplasma gondii, e Ensaio de Imunoabsorção Enzimática para Neospora caninum e Trypanosoma vivax. A soropositividade para C. burnetii foi de 13,7% com títulos de 128 a 131.072; 57,8% para BoHV-1, com títulos entre 2 a 1.024; 47,1% para BVDV-1a, com títulos de 10 a 5.120; 89,2% para N. caninum; 50% para T. vivax; e 52,0% para Leptospira spp., com títulos entre 100 a 800 (sorovares encontrados: Tarassovi, Grippotyphosa, Canicola, Copenhageni, Wolffi, Hardjo, Pomona e Icterohaemorrhagiae) 19,6% para T. gondii com título de 40. Este é o primeiro estudo que evidencia a participação de C. burnetii em bovinos associada ao Vírus da Rinotraqueíte bovina infecciosa e da diarreia viral bovina, N. caninum, Leptospira spp., T. gondii e T. vivax em bovinos. Desta forma, futuros estudos devem ser conduzidos a fim de investigar o quão disseminado se encontra este patógeno em rebanhos bovinos brasileiros.

Evaluation of clinical signs, parasitemia, hematologic and biochemical changes in cattle experimentally infected with Trypanosoma vivax / Avaliação dos sinais clínicos, parasitemia e alterações hematológicas e bioquímicas de bovinos experimentalmente infectados peloTrypanosoma vivax

Abstract Infections by Trypanosoma vivax cause great losses to livestock in Africa and Central and South Americas. Outbreaks due this parasite have been occurred with increasing frequency in Brazil. Knowledge of changes caused byT. vivax during the course of this disease can be of great diagnostic value. Thus, clinical signs, parasitemia, hematologic and biochemical changes of cattle experimentally infected by this hemoparasite were evaluated. Two distinct phases were verified during the infection – an acute phase where circulating parasites were seen and then a chronic phase where fluctuations in parasitemia were detected including aparasitemic periods. A constant reduction in erythrocytes, hemoglobin and packed cell volume (PVC) were observed. White blood cells (WBC) showed pronounced changes such as severe neutropenia and lymphopenia during the acute phase of the illness. Decreases in cholesterol, albumin, aspartate aminotransferase (AST), lactate dehydrogenase (LDH), and increases in glucose, globulin, protein, and alkaline phosphatase (ALP) were observed. The “Lins” isolate of T. vivax showed pathogenicity for cattle, and intense parasitemia was detected in the early stages of infection. Circulating parasites were detected for about two months. The most evident laboratory abnormalities were found in WBC parameters, including thrombocytopenia.

Resumo Infecções pelo Trypanosoma vivax causam grandes prejuízos à pecuária na África e Américas Central e do Sul. Surtos devido a este protozoário têm ocorrido com frequência cada vez maior no Brasil. O conhecimento das alterações provocadas pelo T. vivax durante a evolução desta enfermidade podem ser de grande valia para o auxílio no diagnóstico. Para tanto foram estudados os sinais clínicos, parasitemia, alterações hematológicas e bioquímicas em bovinos experimentalmente infectados por este hemoparasito. Foram verificadas duas fases distintas durante a infecção, uma aguda onde parasitos circulantes foram vistos durante todo o período, e posteriormente uma crônica, onde foram detectadas flutuações na parasitemia, com períodos aparasitêmicos. Foi verificada constante diminuição da contagem global de eritrócitos, teor de hemoglobina e volume globular (VG). O leucograma revelou leucopenia por neutropenia e linfopenia durante a fase aguda da enfermidade. Foram observados diminuição do colesterol, albumina, aspartato aminotransferase (AST), lactato desidrogenase (LDH) e aumento da glicose, globulinas, proteínas e fosfatase alcalina (FA). O isolado “Lins” de T. vivax apresentou patogenicidade para bovinos, verificando-se parasitemia intensa nos estágios iniciais da infecção, sendo detectados parasitas circulantes por aproximadamente dois meses. As alterações laboratoriais mais evidentes foram encontradas nos parâmetros do leucograma, ainda destacando-se um quadro de trombocitopenia.