Inmunidad adaptativa y protectora contra el virus de la fiebre aftosa en bovinos : rol de las respuestas inmunes sistémica y de mucosas
Foot-and-mouth disease (FMD) is an acute infectious viral disease characterized by producing vesicular lesions in tissues of the oronasal mucosa (including the tongue and palate), udders, interdigital spaces and coronary runners of the hooves of infected animals. Its etiological agent,\nthe foot-and...
Guardado en:
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| Lenguaje: | Español |
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Facultad de Ciencias Veterinarias
2019
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Fiebre aftosa Inmunidad Bovinos Infección oronasal Virus de la fiebre aftosa Bovinos Inmunidad Respuesta inmune Virología Barrionuevo, Florencia Mariel Inmunidad adaptativa y protectora contra el virus de la fiebre aftosa en bovinos : rol de las respuestas inmunes sistémica y de mucosas |
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Foot-and-mouth disease (FMD) is an acute infectious viral disease characterized by producing vesicular lesions in tissues of the oronasal mucosa (including the tongue and palate), udders, interdigital spaces and coronary runners of the hooves of infected animals. Its etiological agent,\nthe foot-and-mouth disease virus (FMDV), is a virus belonging to the Picornaviridae family that\naffects cloven-hoofed animals, including cattle, pigs, goats and domestic sheep, along with\nnumerous wild species that can act as reservoirs under certain ecological conditions The virulence, the wide range of hosts, the diversity of variants and the high infectious and contagious\ncapacity of FMDV, explain their presence and re-emergence in various parts of the world and make it a sanitary problem of scale global. The disease generates enormous economic losses to the livestock industry due to the forced closure of external markets and considerable losses in the domestic market, associated with the reduction of production, slaughter, and blockage of animal movement.\nPrevious results of our laboratory described the onset of the mucosal and systemic immunity\nin cattle not only after FMDV aerosol infection but also after systemic vaccination, showing that the response is independent of the initial route of contact with the virus. Despite this, the\ncontribution of each immune mechanism implicated in the immune response is not clear yet. The present work is based on the hypothesis that the systemic antibodies circulating after a passive\nimmunization in cattle are sufficient to prevent disease generalization after oronasal infection and in absence of additional immune mechanisms. To this end, a series of experiments were initially carried out to adjust the conditions for the\npassive immunization against FMD in seronegative calves. In these procedures, calves sera from\ncattle vaccinated with commercial tetravalent formulations were used. From these results, the\nvolume of serum required to make the passive immunization was determined, as well as the\nadministration protocols and the time available to perform the subsequent infections in the passively immunized animals. For the final experiment, naïve animals (n=8) received one dose of a single-oil-emulsion\nmonovalent vaccine containing FMDV O1/Campos strain. We used two different preparations of\nFMDV- specific immune serum, obtained at 7 and 26 days post-vaccination (dpv), differing therefore in the immunoglobulin isotype composition and seroneutralization titers. Serum 7 dpv\npool had a titer of neutralizing antibodies of 1.6 and the isotype predominantly on its composition\nwas IgM, while titer of serum 26 dpv pool was 2.7 and both subtypes- IgG1 and IgG2- were detected in the pool and in less concentration IgM. After passive immunization, animals were infected by oronasal infection with FMDV O1C strain and these results were compared with\nanimals infected 7 and 26 days after vaccination.\nOur results demonstrated that systemic antibodies were enough to prevent the disease generalization only in the case of animals transferred with serum 26 dpv, since animals transferred with serum 7 dpv showed clinical symptoms of the disease after oronasal infection. This might\nsuggest that in absence of other preexisting adaptive immune mechanisms, circulating antibodies\nare able to prevent the progress of the disease despite there is a threshold titer of antibodies below\nwhich the disease is triggered after oronasal infection. Animals infected after vaccination were all protected, including the animal vaccinated and\ninfected 7 dpv even though when the neutralizing antibody titers were similar to those of the animals passively immunized with serum 7 dpv and which showed clinical symptoms after oronasal infection. The study of post-infection antibody responses, both systemic and mucosal,\nindicated that vaccination promoted the generation of a rapid antibody response after exposure to\nthe virus, presenting a secondary response profile. In both cases, those infected at 7 dpv or at 26\ndpv showed rapid changes of the predominant isotype of the FMDV-specific immunoglobulins, as\nwell as an increase in antibody titers and avidity in sera obtained post-infection. Interestingly, these\nobservations were verified both at the systemic and local level, in draining lymph nodes of the respiratory tract. Overall, these results indicate that circulating antibodies may be sufficient to prevent the\ngeneralization of the disease in bovines infected by the oronasal route, even in the absence of other active mechanisms of specific immunity. In turn, the characterization of post-challenge antibody responses, both at systemic and local level, revealed that systemic immunization with\nconventional anti-FMDV vaccines rapidly promoted increases in antibody titers and avidity of the immune serum, accompanied by a change of the isotype profile towards the IgG1 subclass, all changes associated with anamnestic responses against the virus. Interestingly, such protective\nresponses occurred very early after vaccination (7 dpv) and even when the aerogenic infection\nwas performed in the presence of low titers of FMDV-neutralizing antibodies. |
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Borca, Manuel |
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Borca, Manuel Barrionuevo, Florencia Mariel |
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Barrionuevo, Florencia Mariel |
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Barrionuevo, Florencia Mariel |
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I28-R145-HWA_28352019-09-25 Foot-and-mouth disease (FMD) is an acute infectious viral disease characterized by producing vesicular lesions in tissues of the oronasal mucosa (including the tongue and palate), udders, interdigital spaces and coronary runners of the hooves of infected animals. Its etiological agent,\nthe foot-and-mouth disease virus (FMDV), is a virus belonging to the Picornaviridae family that\naffects cloven-hoofed animals, including cattle, pigs, goats and domestic sheep, along with\nnumerous wild species that can act as reservoirs under certain ecological conditions The virulence, the wide range of hosts, the diversity of variants and the high infectious and contagious\ncapacity of FMDV, explain their presence and re-emergence in various parts of the world and make it a sanitary problem of scale global. The disease generates enormous economic losses to the livestock industry due to the forced closure of external markets and considerable losses in the domestic market, associated with the reduction of production, slaughter, and blockage of animal movement.\nPrevious results of our laboratory described the onset of the mucosal and systemic immunity\nin cattle not only after FMDV aerosol infection but also after systemic vaccination, showing that the response is independent of the initial route of contact with the virus. Despite this, the\ncontribution of each immune mechanism implicated in the immune response is not clear yet. The present work is based on the hypothesis that the systemic antibodies circulating after a passive\nimmunization in cattle are sufficient to prevent disease generalization after oronasal infection and in absence of additional immune mechanisms. To this end, a series of experiments were initially carried out to adjust the conditions for the\npassive immunization against FMD in seronegative calves. In these procedures, calves sera from\ncattle vaccinated with commercial tetravalent formulations were used. From these results, the\nvolume of serum required to make the passive immunization was determined, as well as the\nadministration protocols and the time available to perform the subsequent infections in the passively immunized animals. For the final experiment, naïve animals (n=8) received one dose of a single-oil-emulsion\nmonovalent vaccine containing FMDV O1/Campos strain. We used two different preparations of\nFMDV- specific immune serum, obtained at 7 and 26 days post-vaccination (dpv), differing therefore in the immunoglobulin isotype composition and seroneutralization titers. Serum 7 dpv\npool had a titer of neutralizing antibodies of 1.6 and the isotype predominantly on its composition\nwas IgM, while titer of serum 26 dpv pool was 2.7 and both subtypes- IgG1 and IgG2- were detected in the pool and in less concentration IgM. After passive immunization, animals were infected by oronasal infection with FMDV O1C strain and these results were compared with\nanimals infected 7 and 26 days after vaccination.\nOur results demonstrated that systemic antibodies were enough to prevent the disease generalization only in the case of animals transferred with serum 26 dpv, since animals transferred with serum 7 dpv showed clinical symptoms of the disease after oronasal infection. This might\nsuggest that in absence of other preexisting adaptive immune mechanisms, circulating antibodies\nare able to prevent the progress of the disease despite there is a threshold titer of antibodies below\nwhich the disease is triggered after oronasal infection. Animals infected after vaccination were all protected, including the animal vaccinated and\ninfected 7 dpv even though when the neutralizing antibody titers were similar to those of the animals passively immunized with serum 7 dpv and which showed clinical symptoms after oronasal infection. The study of post-infection antibody responses, both systemic and mucosal,\nindicated that vaccination promoted the generation of a rapid antibody response after exposure to\nthe virus, presenting a secondary response profile. In both cases, those infected at 7 dpv or at 26\ndpv showed rapid changes of the predominant isotype of the FMDV-specific immunoglobulins, as\nwell as an increase in antibody titers and avidity in sera obtained post-infection. Interestingly, these\nobservations were verified both at the systemic and local level, in draining lymph nodes of the respiratory tract. Overall, these results indicate that circulating antibodies may be sufficient to prevent the\ngeneralization of the disease in bovines infected by the oronasal route, even in the absence of other active mechanisms of specific immunity. In turn, the characterization of post-challenge antibody responses, both at systemic and local level, revealed that systemic immunization with\nconventional anti-FMDV vaccines rapidly promoted increases in antibody titers and avidity of the immune serum, accompanied by a change of the isotype profile towards the IgG1 subclass, all changes associated with anamnestic responses against the virus. Interestingly, such protective\nresponses occurred very early after vaccination (7 dpv) and even when the aerogenic infection\nwas performed in the presence of low titers of FMDV-neutralizing antibodies. Fil: Barrionuevo, Florencia Mariel. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Veterinarias. Buenos Aires, Argentina Borca, Manuel Facultad de Ciencias Veterinarias Pérez Filgueira, Mariano Barrionuevo, Florencia Mariel 2019-03-21 La fiebre aftosa (FA) es una enfermedad viral infectocontagiosa de curso agudo que se\ncaracteriza por producir lesiones vesiculares en tejidos de la mucosa oronasal (incluyendo\nlengua, encías y paladar), ubres, espacios interdigitales y rodetes coronarios de las pezuñas de los animales infectados. Su agente etiológico, el virus de la fiebre aftosa (VFA), es un virus perteneciente a la familia Picornaviridae que afecta a animales biungulados, incluyendo por tanto a bovinos, porcinos, caprinos y ovinos domésticos, junto con numerosas especies silvestres que\npueden actuar como reservorios bajo determinadas condiciones ecológicas. La virulencia, el\namplio rango de huéspedes, la diversidad de variantes y la alta capacidad infecciosa y de contagio del VFA, explican su presencia y re-emergencia en diversas partes del mundo y la convierten en un problema sanitario de escala global. La enfermedad genera enormes pérdidas económicas a la industria ganadera debido al cierre obligado de los mercados externos y a pérdidas\nconsiderables en el mercado interno, asociadas a la disminución de la producción, al sacrificio y\nal bloqueo del movimiento de animales. En trabajos previos de nuestro grupo de investigación, se evidenciaron respuestas inmunes de anticuerpos tanto a nivel sistémico como en mucosas, observables luego de la infección con\nVFA, así como de la vacunación sistémica en bovinos, siendo su ocurrencia, por lo tanto,\nindependiente de la ruta inicial de contacto con el antígeno viral. Dentro de este panorama, la\ncontribución relativa a la inmunidad protectora de los diferentes mecanismos inmunes potencialmente implicados en la respuesta generada, es difícil de discernir. La presente tesis\ndoctoral plantea como hipótesis de trabajo que los anticuerpos sistémicos, administrados\nmediante la inmunización pasiva de terneros seronegativos para VFA, son capaces de evitar la\ndiseminación del virus luego de la infección por vía aerógena y en ausencia de otros mecanismos\ninmunes. Para esto, inicialmente se realizaron una serie de experimentos donde se ajustaron las\ncondiciones para la inmunización pasiva contra el VFA en terneros. En estos procedimientos se\nutilizaron plasmas de bovinos vacunados con formulaciones tetravalentes comerciales anti-aftosa\nde serie. Los mismos fueron reunidos en una sola fracción y diferentes volúmenes de esta\npreparación fueron transferidos a terneros seronegativos. Una vez realizado el procedimiento, se midieron diversos parámetros de inmunidad humoral específicos contra el VFA, entre las 0 h y\nlos 30 días post-transferencia. A partir de estos resultados, se determinó el volumen de plasma requerido para llevar a cabo la inmunización pasiva, así como los protocolos de administración y los tiempos adecuados para realizar las infecciones posteriores en los animales pasivamente inmunizados.\nPara el segundo experimento, se utilizaron vacunas monovalentes de la cepa O1/Campos de\nalta carga antigénica, con las que se inmunizaron bovinos seronegativos (n=8). Se obtuvo plasma\nde cuatro de estos animales a los 7 días post-vacunación (dpv) y a los 26 dpv en los cuatro restantes. Así se conformaron dos pooles de plasma inmunes (7 y 26 dpv) que diferían tanto en\nla composición isotípica de las inmunoglobulinas, así como en los títulos de anticuerpos totales y\nneutralizantes anti-VFA. En el caso del pool de plasma de 7 dpv el isotipo predominante detectado\nfue la IgM y el título de anticuerpos neutralizantes fue 1,6; mientras que para el pool de 26 dpv,\nse detectaron ambos subtipos de IgG (1 y 2) y niveles menores de IgM, con un título de anticuerpos neutralizantes de 2,7. Los animales pasivamente inmunizados se infectaron por vía oronasal y estos resultados se compararon con los obtenidos en animales vacunados e infectados a los mismos tiempos post-vacunación (7 y 26 dpv). Nuestros resultados demostraron que los anticuerpos circulantes previenen la generalización\nde la fiebre aftosa solo en el caso de los animales pasivamente inmunizados con plasma de 26\ndpv, ya que los animales que recibieron el plasma de 7 dpv mostraron signos clínicos de la\nenfermedad luego de la infección aerógena. Esto indicaría que, en ausencia de otros mecanismos\ninmunitarios adaptativos preexistentes, los anticuerpos circulantes en sangre efectivamente son\ncapaces de evitar el desarrollo de la enfermedad, aunque existe un umbral de título de anticuerpos por debajo del cual se desencadena la enfermedad luego de la infección oronasal. Para el caso de los animales vacunados, se obtuvo una protección total de los mismos, tanto\nen los infectados a los 7 como a los 26 dpv. Esto ocurrió aun cuando el animal vacunado 7 días\nantes de la infección presentaba, al momento del desafío, niveles de anticuerpos sistémicos\nneutralizantes similares a los de los animales inmunizados pasivamente con plasma de 7 dpv y\nque mostraron signos clínicos de fiebre aftosa post-infección. El estudio de las respuestas de\nanticuerpos post-infección, tanto a nivel sistémico como en mucosas respiratorias, indicó que la vacunación promovió la generación de una respuesta de anticuerpos rápida tras la exposición al virus, presentando la misma un perfil de respuesta de tipo secundaria. En ambos casos, los infectados a los 7 dpv o a los 26 dpv, mostraron rápidos cambios de los isotipos predominantes\nde las inmunoglobulinas VFA-específicas, así como un aumento de los títulos de anticuerpos y de la avidez en los sueros obtenidos post-infección. Interesantemente, estas observaciones se\nverificaron tanto a nivel sistémico como local, en linfonódulos drenantes del tracto respiratorio.\nEn conjunto estos resultados indican que los anticuerpos circulantes pueden ser suficientes\npara evitar la generalización de la enfermedad en bovinos infectados por la vía oronasal, aun en ausencia de otros mecanismos activos de inmunidad específica. A su vez, la caracterización de\nlas respuestas de anticuerpos posteriores al desafío, tanto a nivel sistémico como local, reveló\nque la inmunización sistémica con vacunas convencionales anti-aftosa promovió rápidamente un\naumento del título de anticuerpos, así como de la avidez de los sueros inmunes y la modificación\nen los isotipos en las inmunoglobulinas predominantes, todos cambios asociables a respuestas anamnésicas contra el virus. Se resalta el carácter protector de que estos procesos frente al\nestablecimiento de la enfermedad, y el hecho que los mismos se verificaron en tiempos muy cercanos a la vacunación (7 dpv) y aun cuando la infección aerógena se realizó en presencia de títulos bajos de anticuerpos neutralizantes. application/pdf Fiebre aftosa Inmunidad Bovinos Infección oronasal spa Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Veterinarias info:eu-repo/semantics/openAccess https://creativecommons.org/licenses/by-ncnd/2.5/ar/ Virus de la fiebre aftosa Bovinos Inmunidad Respuesta inmune Virología Inmunidad adaptativa y protectora contra el virus de la fiebre aftosa en bovinos : rol de las respuestas inmunes sistémica y de mucosas info:eu-repo/semantics/doctoralThesis info:ar-repo/semantics/tesis doctoral info:eu-repo/semantics/acceptedVersion http://repositoriouba.sisbi.uba.ar/gsdl/cgi-bin/library.cgi?a=d&c=avaposgra&cl=CL1&d=HWA_2835 http://repositoriouba.sisbi.uba.ar/gsdl/collect/avaposgra/index/assoc/HWA_2835.dir/2835.PDF |