Toxinas e perfil protéico de amostras de Actinobacillus suis provenientes de plantéis suínos norte-americanos / Toxins and proteic profile of Actinobacillus suis samples from North American hog herds

Actinobacillus suis (A.suis) surgiu como uma grande ameaça aos plantéis suínos norte-americanos. Os sinais clínicos e as lesões são particularmente variáveis e podem lembrar aquelas causadas por outros organismos, como o Actinobacillus pleuropneumoniae (App), podendo ter como causa a similaridade na produção das toxinas ApxI e ApxII. Os objetivos do estudo foram confirmar a produção das toxinas ApxI e ApxII, investigar a produção de toxina geneticamente semelhante à Apx III e analisar as proteínas totais, verificando se existe similaridade entre os isolados provenientes de diferentes plantéis de suínos norte-americanos. Neste estudo, todas as cepas de A. suis foram positivas para os genes codificadores das toxinas ApxI e ApxII, usando o método de reação em cadeia de polimerase - multiplex (PCR-multiplex); e as proteínas totais de 70 amostras de A. suis, oriundos de diferentes plantéis suínos norte-americanos, foram analisadas por meio de eletroforese em gel de poliacrilaminda desnaturante (SDS-PAGE) e foram idênticas. A similaridade eletroforética observada entre as proteínas totais das bactérias analisadas indica a possibilidade de haver uma proteção cruzada a partir de uma provável vacina universal desenvolvida com esses antígenos para A. suis.

Actinobacillus suis (A. suis) has arisen as a great threat to the North American hog herds. The clinical symptoms and lesions are particularly variable and may resemble the same caused by other pathogenic organisms, such as Actinobacillus pleuropneumoniae (App), which can similarly lead to the production of the toxins ApxI and ApxII. This study aimed to confirm the production of the toxins ApxI and ApxII, as well as, to investigate the production of toxins that are genetically similar to ApxIII, and analyze total protein to verify whether there is any similarity among the isolated samples obtained from different North American hog herds. In this study, all the strains of A. suis were positive for the genes that codify the toxins ApxI and ApxII using the multiplex polymerase chain reaction (PCR-multiplex) method; and total protein from 70 samples of A. suis, obtained from different North American hog herds, were analyzed through denaturing polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE), and were identical. The electrophoretic similarity observed among total protein of the analyzed bacteria indicates that there is the possibility of existing a cross protection in case of developing a probable universal vaccine with the antigens of A. suis.

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.

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.