Padronização da técnica de nanopartícula de ouro não modificada (AuNPs) para detecção de Actinobacillus pleuropneumoniae em pulmões de suínos / Standardization of unmodified gold nanoparticle (AuNPs) for detection of Actinobacillus pleuropneumoniae in swine lungs

Testes diagnósticos baseados na detecção de ácidos nucleicos sem amplificação prévia através da utilização de nanopartículas de ouro (AuNPs) têm sido descritos para várias enfermidades. Este trabalho teve como objetivo desenvolver uma técnica de AuNPs não modificada para detecção de Actinobacillus pleuropneumoniae (App). Utilizaram-se 70 amostras de pulmão de suínos, 17 sem lesão e 53 com lesões características de pneumonia, objetivando a detecção de App. O oligonucleotídeo utilizado foi baseado no gene ApxIV. O teste de AuNPs apresentou sensibilidade de 93,8 por cento e especificidade de 84,6 por cento quando comparado com a detecção pela PCR. Os resultados mostraram boa concordância entre os testes de AuNPs e a PCR, sendo que a técnica pode ser utilizada como alternativa aos testes convencionais, já que é de fácil e rápida execução e não exige infraestrutura e mão de obra especializada.

Based on diagnostic tests for the detection of nucleic acids without amplification through the use of gold nanoparticles (AuNPs) have been described for various diseases. This study aimed to develop a technique of unmodified AuNPs to detect Actinobacillus pleuropneumoniae (App). We used 70 lung samples from pigs, 17 with and 53 without characteristic lesions of pneumonia, to detect App. The primer used was based on ApxIV gene. The AuNPs test had a sensitivity of 93.8 percent and specificity of 84.6 percent when compared with PCR detection. The results showed good agreement between AuNPs and PCR testing, and the technique can be used as an alternative to conventional tests, since it is quick and easy, and does not require implementation infrastructure and skilled labor.

Development and evaluation of a loop-mediated isothermal amplification (LAMP) assay for rapid detection of Actinobacillus pleuropneumoniae based the dsbE-like gene

This paper reports on the development and validation of a loop-mediated isothermal amplification assay (LAMP) for the rapid and specific detection of Actinobacillus pleuropneumoniae (A. pleuropneumoniae). A set of six primers were designed derived from the dsbE-like gene of A.pleuropneumoniae and validate the assay using 9 A. pleuropneumoniae reference/field strains, 132 clinical isolates and 9 other pathogens. The results indicated that positive reactions were confirmed for all A. pleuropneumoniae strains and specimens by LAMP at 63ºC for 60 min and no cross-reactivity were observed from other non-A.pleuropneumoniae including Haemophilus parasuis, Escherichia coli, Pasteurella multocida, Bordetella bronchiseptica, Streptococcus suis, Salmonella enterica, Staphylococcus, porcine reproductive and respiratory syndrome virus (PRRSV), and Pseudorabies virus. The detection limit of the conventional PCR was 10² CFU per PCR test tube, while that of the LAMP was 5 copies per tube. Therefore, the sensitivity of LAMP was higher than that of PCR. Moreover, the LAMP assay provided a rapid yet simple test of A. pleuropneumoniae suitable for laboratory diagnosis and pen-side detection due to ease of operation and the requirement of only a regular water bath or heat block for the reaction.

Detecção direta de Actinobacillus pleuropneumoniae em órgãos de suídeos do estado de São Paulo pela técnica de reação em cadeia pela polimerase (nested-PCR) / Direct detection of Actinobacillus pleuropneumoniae in suidae organs in São Paulo state, Brazil, by polymerase chain reaction (nested-PCR)

A pleuropneumonia suína, causada pelo Actinobacillus pleuropneumoniae, é uma importante doença respiratória, responsável por prejuízos e queda de produtividade nas criações. Este trabalho teve como objetivo determinar a ocorrência de A. pleuropneumoniae em amostras de campo, mediante a adaptação e emprego de uma técnica de nested-PCR dirigida ao gene Apx IV. Definiu-se a sensibilidade analítica das técnicas de PCR e nested-PCR utilizando a amostra padrão A. pleuropneumoniae sorotipo III, em concentrações de DNA variando entre 30 µg/mL a 0,01 ng/ mL. Um total de trinta e sete amostras de campo encaminhadas ao Instituto Biológico entre 1995 a 2007 foram analisadas pelas técnicas de PCR e nested-PCR. A avaliação da sensibilidade analítica revelou que a PCR possui capacidade de gerar sinal a partir de 2 ng/mL de DNA extraído e a nested-PCR a partir de 0,4 ng/mL. Uma vez que a nested-PCR apresentou sensibilidade analítica cinco vezes maior se comparada à PCR para detecção de A. pleuropneumoniae em amostra padrão, o seu emprego pode minimizar a ocorrência de resultados tipo "falso-negativo". Dentre as amostras testadas, dez foram positivas à nested-PCR, sendo observada a ocorrência de A. pleuropneumoniae em nove diferentes animais, um deles javali. A presente técnica de nested-PCR pode ser utilizada para detecção direta de A. pleuropneumoniae em amostras de campo, mesmo após congelamento da amostra por longos períodos e sem necessidade de isolamento bacteriano prévio.

Porcine pleuropneumonia, caused by Actinobacillus pleuropneumoniae, is an important respiratory disease, responsible for economic losses and reduced productivity. The aim of this study was to determine occurrence of A. pleuropneumoniae in field samples, using an adapted nested-PCR reaction targeting the Apx IV gene. Different DNA concentrations (from 30 µg/mL to 0.01 ng/mL) of A. pleuropneumoniae serotype III reference strain were used to determine the level of sensitivity of first generation and nested-PCR reactions. Thirty-seven field samples sent to Instituto Biológico from 1995 to 2007 were tested by PCR and nested-PCR. Determination of the level of sensitivity showed that PCR could amplify to 2 ng/mL of extracted DNA and nested-PCR to 0.4 ng/mL. Since the nested reaction exhibited a level of sensitivity 5 times greater than the PCR reaction to detect a reference strain, using nested-PCR could minimize the occurrence of false-negative results. Among tested samples, 10 of them were nested-PCR positive, showing occurrence of A. pleuropneumoniae in 9 different animals (including one wild boar). This nested-PCR reaction can be used for direct detection of A. pleuropneumoniae in field samples, even after frozen storage for long periods, without the need for previous bacterial isolation.

Ocorrência de Actinobacillus pleuropneumoniae biótipo 1 em pulmões de suínos com pleuropneumonia no Norte de Portugal / Occurrence of Actinobacillus pleuropneumoniae biotype 1 in swine with pleuropneumonia in the North of Portugal

The isolation and identification of Actinobacillus pleuropneumoniae in swine lungs with pleuropneumonia in the North of Portugal were reported. A total of 127 swine lungs with and without lesions were examined. The system of lesions classification was based on a semi-quantitative method. Diagnosis was made by isolation and identification of the etiological agent in typical lesions. The occurrence of observed lesions was 75.6 percent and the occurrence of isolation of A. pleuropneumoniae was 19.7 percent. In 25 out of 96 (26.0 percent) lung samples with lesions of pleuropneumonia, A. pleuropneumoniae was isolated.

Otimização da técnica da PCR para a detecção de Actinobacillus pleuropneumoniae / Optimization of PCR technique for detection of Actinobacillus pleuropneumoniae

A utilização de métodos moleculares baseados em PCR é fundamental na detecção do Actinobacillus pleuropneumoniae, sendo capaz de identificar a infecção antes do estabelecimento da doença no rebanho. Estes métodos apresentam maior sensibilidade quando comparados com métodos tradicionais de isolamento bacteriano, mas podem sofrer influência de substâncias que reduzem a especificidade do teste e proporcionam o aparecimento de amplificações inespecíficas. No intuito de reduzir as amplificações inespecíficas, observadas quando aplicada a PCR para o gene cpx em amostras de tecido tonsilar, procedeu-se a otimização da técnica, na qual foram analisados o efeito do pré-cultivo bacteriano e as diferentes temperaturas de anelamento dos iniciadores e foi introduzido, no protocolo, um anticorpo que se liga na enzima Taq DNA Polimerase, aumentando a especificidade do teste. Paralelamente, foi realizado um experimento para verificar o efeito inibidor do tecido tonsilar sobre os resultados da PCR. Para isso, porções de tonsila de animais negativos para A. pleuropneumoniae foram contaminadas artificialmente com a amostra referência do sorotipo 5B. A adição do anticorpo para a enzima Taq DNA Polimerase e o aumento da temperatura de anelamento dos iniciadores para 57ºC diminuiu o aparecimento de amplificações inespecíficas. Os resultados obtidos no experimento demonstraram que o tecido tonsilar possui efeito inibidor nas amplificações da PCR. Além disso, a amplificação depende de, no mínimo, 675 UFC presentes na alíquota da amostra usada na PCR (equivalente a 1,35 x 10(5) UFC mL-1), assim, amostras de fragmentos de tecido de infecções iniciais e/ou com poucas células podem apresentar resultados falsos negativos.

The use of molecular methods based on PCR is important in Actinobacillus pleuropneumoniae detection, being able to identify the infection before the establishment of the disease in the herd. These methods have larger sensitivity when compared with traditional methods of bacteriological isolation, but they can suffer influence of substances that reduce the specificity of the test and resulting in inespecific amplifications. In order to reduce inespecific amplifications, observed when applied the PCR technique for the gene cpx in tonsil's tissue samples, the optimization was performed, in which different annealing temperatures were analyzed and introduced, in the technique, an antibody that binds to the enzyme Taq DNA Polimerase, increasing its specificity. In parallel, an experiment was performed in order to verify the inhibiting effect of the tonsil's tissue on the PCR results. For that, portions of tonsil from animals negative to the A. pleuropneumoniae were artificially contaminated with the reference sample of the sorotype 5B. The addition antibody for the enzyme Taq DNA Polimerase and the increase of the primers anneling temperature to 57ºC reduced the inespecific amplifications. The results obtained in the experiment demonstrated a possible inhibiting effect of the tonsil's tissue in the PCR amplifications. Besides, amplifications depend on at least 675 UFC present in the aliquot of samples that will be used in PCR (equivalent to 1.35 x 10(5) UFC mL-1), therefore, samples tissue's fragments in initial infections and/or with few cells can result in false-negative.

Reação em Cadeia da Polimerase (PCR) baseada no gene cpx para detecção de Actinobacillus pleuropneumoniae em suínos natural e experimentalmente infectados / Polymerase Chain Reaction (PCR) based on the cpx gene for detection of Actinobacillus pleuropneumoniae in natural and experimentally infected pigs

A pleuropneumonia suína é uma das mais importantes doenças respiratórias dos suínos, estando presente em todos os países produtores. Para o controle e o monitoramento da pleuropneumonia, é necessário o desenvolvimento de métodos rápidos e acurados de diagnóstico. Com o objetivo de validar a técnica da PCR, baseada no gene cpx de Actinobacillus pleuropneumoniae, em suínos sabidamente positivos, primeiramente foi realizada inoculação experimental com amostras de A. pleuropneumoniae sorotipo 5B e coletadas amostras por meio de suabe de tonsila, biópsia de tonsila e sangue para realização da técnica de PCR, isolamento bacteriológico e teste de ELISA, respectivamente. Posteriormente, estas técnicas foram aplicadas em suínos naturalmente infectados, em três rebanhos com diferentes situações sanitárias quanto à apresentação clínica da doença. De cada rebanho, foram analisados cinco grupos de suínos com idades diferentes, sendo coletado de cada animal biópsia de tonsila para isolamento bacteriológico e PCR e sangue para determinação do perfil sorológico. Os resultados obtidos na inoculação experimental confirmaram que, mesmo com o estabelecimento da infecção comprovada pelo isolamento bacteriológico, após o período de 45 dias, não foi possível detectar o agente pela técnica de PCR. Em animais naturalmente infectados, a técnica de PCR apresentou maior sensibilidade quando comparado com o isolamento. A associação entre PCR e ELISA demonstrou ser uma boa alternativa para definir a situação sanitária do rebanho quanto à infecção por A. pleuropneumoniae.

Swine pleuropneumonia is one of the most important pig respiratory diseases and has been found in all producer countries. For control and monitoring of pleuropneumonia, it is necessary the development of fast and specific methods of diagnosis. To validate PCR based on the cpx gene of Actinobacillus pleuropneumoniae in positive pigs, an experimental infection with A. pleuropneumoniae serotype 5B was performed and samples were obtained by tonsil swab, tonsil biopsy and blood for PCR, bacterial isolation and ELISA, respectively. These tests were then performed in naturally infected pigs from three herds with different sanitary situations of clinical disease. In each herd, five groups of different ages were analyzed. Tonsil biopsy for bacterial isolation and PCR and blood to determine the herd serological status was collected. The results obtained in the experimental infection confirmed that, even with the infection establishment, proved with bacterial isolation, it was not possible to detect the agent by PCR 45 days after infection. In naturally infected animals, PCR was more sensitive than bacterial isolation. The association between PCR and ELISA is a good alternative to define the herd sanitary status regarding the infection with A. pleuropneumoniae.

Padronização de três ELISAs polivalentes com lipopolissacarídeos de cadeia longa dos sorotipos 1 e 5, 2, 3 e 7 ou 10 e 12 de Actinobacillus pleuropneumoniae / Standardization of three polyvalent ELISA based on long chain lipopolysaccharides of serotypes 1 and 5, 2, 3 and 7, or 10 and 12 of Actinobacillus pleuropneumoniae

Três ELISAs polivalentes baseados em lipopolissacarídeos de cadeia longa (LPS-CL) foram estabelecidos para detectar anticorpos para todos os sorotipos prevalentes de Actinobacillus pleuropneumoniae. Foram testadas amostras provenientes do banco de soros de suínos experimentalmente inoculados com todos os sorotipos de A. pleuropneumoniae. Os ELISAs foram sensíveis à detecção de anticorpos contra todos os LPS-CL. Foram observadas reações cruzadas no ELISA polivalente produzido com os sorotipos 1 e 5, com anti-soros específicos para os sorotipos 9 e 11, pois os sorotipos 1, 9 e 11 apresentaram antígenos somáticos comuns. No polivalente com os sorotipos 2, 3 e 7, observaram-se reações com anti-soros dos sorotipos 4, 6 e 8, devido à presença de antígenos somáticos entre os sorotipos 3, 6 e 8 e entre os sorotipos 4 e 7. Amostras de soros de animais infectados com Mycoplasma hyopneumoniae, Mycoplasma flocculare e Haemophilus parasuis, agentes que acometem o sistema respiratório dos suínos, não apresentaram reações cruzadas com os antígenos baseados em LPS-CL.

Three polyvalent ELISA based on long chain lipopolysaccharides (LC-LPS) were established to detect all prevalent serotypes of Actinobacillus pleuropneumoniae. Samples from a serum bank of experimentally inoculated animals with all serotypes of A. pleuropneumoniae were tested. Antibodies specific to LC-LPS of each serotype were detected. Cross-reactions were observed in the polyvalent ELISA produced with serotypes 1 and 5, with specific antisera to serotypes 9 and 11 due to common somatic antigens presence in serotypes 1, 9, and 11. In the polyvalent with serotypes 2, 3 and 7 reactions were observed with antisera of serotypes 4, 6, and 8, due to the presence of somatic antigens in serotypes 3, 6, and 8 and serotypes 4 and 7. Experimentally infected animals with respiratory agents of swine Mycoplasma hyopneumoniae, Mycoplasma flocculare, and Haemophilus parasuis did not present cross-reactions with the antigens based on LC-LPS.

Aislamiento e identificación de actinobacillus pleuropneumoniae en pulmones de cerdos con pleuroneumonóa crónica sacrificados en el rastro municipal de mérida, Yucatán, México / Isolation and identification of actinobacillus pleuropneumoniae in pigs lungs with chronic pleuropneumonia at the slaugterhouse of Merida, Yucatan, Mexico

Introducción. El objetivo del presente estudio fue estandarizar la técnica de siembra directa e implementar la prueba de aglutinación rápida en placa para el aislamiento e identificación de Actinobacillus pleuropneumoniae en pulmones de cerdos con pleuroneumonía crónica provenientes del rastro municipal de Mérida, Yucatán, México. Materiales y Métodos. De julio de 1996 a febrero de 1997 se tomaron en el rastro municipal de la ciudad de Mérida, 250 muestras de pulmones de cerdos con lesiones de plueroneumonía en los lóbulos caudales. Las muestras se sembraron en agar sangre con cepa nodriza de Staphylococcus aureus, posteriormente fueron incubadas a 37§C por 24 horas en aerobiosis. Las colonias que presentaron satelitismo, beta hemólisis y brillantes, fueron consideradas colonias sospechosas a A pleuropneumoniae. Para la confirmación de A pleuropneumoniae, se realizaron las pruebas bioquímicas de urea, glucosa, lactosa, mannitol, dulcitol, CAMP y NAD por el método de micrométodos. La prueba utilizada para la serotipificación de A pleuropneumoniae fue aglutinación rápida en placa. Resultados. En 129 (51.6 por ciento) pulmones se aisló A pleuropneumoniae. De las 129 muestras positivas a A pleuropneumoniae, en 113 (87.6 por ciento) muestras se obtuvo cultivo puro (sin la presencia de otras bacterias) y en 16 (12.4 por ciento) muestras A pleuropneumoniae estuvo acompañado de otras bacterias (15 con P multocida y 1 con A pyogenes). Los serotipos identificados de A pleuropneumoniae fueron: serotipo 1 en 88 (68.2 por ciento) cepas, serotipo 7 en 29 (22.5 por ciento) cepas, serotipo 5 en una (0.8 por ciento) cepa y 11 (8.5 por ciento) cepas tuvieron reacción cruzada entre los serotipos 1 y 7. Discusión. La selección de la muestra es uno de los factores más importantes para lograr el aislamiento de A pleuropneumoniae por medio de la técnica de siembra directa. La técnica de siembra directa para el aislamiento de A pleuropneumoniae en pulmones con pleuroneumonía crónica en cerdos de rastro puede ser utilizada para el diagnóstico de la enfermedad.

Padronização do teste ELISA baseado em antígeno capsular purificado dos sorotipos 3, 5 e 7 de Actinobacillus pleuropneumoniae / Standarization of ELISA test based on purified capsular antigen from serotypes 3, 5 and 7 of Actinobacillus pleuropneumoniae

Foram padronizados testes de ELISA (Enzymelinked immunosorbent assay) baseados em antígeno capsular purificado de Actinobacillus pleuropneumoniae sorotipos 3, 5 e 7, prevalentes no Brasil. Para a padronizaçäo foram utilizadas amostras de soro provenientes de leitöes inoculados com os três sorotipos do agente em estudo, dos quais se colheram amostras de sangue semanais, durante 15 semanas para estudo da dinâmica da síntese de anticorpos. O controle negativo dos testes constituiu-se de uma mistura de 130 soros de animais livres de Actinobacillus pleuropneumoniae (App). Os antígenos também foram testados com amostras de soro de animais infectados com outros agentes causadores de doenças respiratórias e vacinados contra rinite atrófica. Os antígenos produzidos foram eficientes na detecçäo de animais infectados com App, permitindo determinar densidades óticas superiores à média dos soros controles negativos acrescida de quatro desvios-padröes. Os testes de ELISA para os sorotipos 3, 5 e 7 apresentaram especificidade de 100 por cento e sensibilidade de 92, 88 e 90 por cento respectivamente. Näo ocorreram reaçöes cruzadas com outros sorotipos, assim como com soros de animais inoculados com ooutros agentes causadores de problemas respiratórios. Os resultados foram analisados através da análise discriminante de ANDERSON (1958), utilizando-se o programa Statistical Analysis System. Conclui-se que os antígenos testados säo adequados para sorotipar animais que tenham sido submetidos ao screening através de um teste de ELISA polivalente baseado em LPS-LC.

Caracterizaçäo bioquímica, patológica e da resposta humoral de uma amostra de Actinobacillus pleuropneumoniae sorotipo 3, isolada no Brasil / Biochemical and pathological characterization and humoral response of an Actinobacillus pleuropneumoniae strain, sorotype 3, isolated in Brazil

Foi isolada uma amostra de A. pleuropneumoniae sorotipo 3, de suínos originados de um sistema de criaçäo de multiplicaçäo de material genético melhorado. Esta amostra é fracamente hemolítica para hemáceas de cavalo em ágar sangue, fermentadora da rafinose e "CAMP-test" negativa. Foi isolada de pequenos abscessos disseminados pelo parênquima pulmonar e, quando inoculada em animais SPF, induziu lesöes clássicas de pleuropneumonia suína e näo induziu anticorpos neutralizantes da hemólise para as citolisinas I e II