Surtos de botulismo em bovinos no Brasil associados à ingestão de água contaminada

Botulismo em bovinos resulta da ingestão de toxina previamente formada. No presente trabalho são descritos sete surtos da intoxicação onde os dados clínico-patológicos, epidemiológicos e os achados laboratoriais indicaram a possível ingestão da toxina através da água contaminada. O coeficiente médio de mortalidade foi de 20,1%, com letalidade de 99,92%, e morbidade de 31,62%. Dos cerca de 9.000 bovinos envolvidos nos surtos, 2.844 morreram com quadro clínico predominantemente superagudo e agudo. A alta morbidade e mortalidade foram registradas num curto período de tempo e envolveram todas as categorias animais, com quadro clínico-patológico caracterizado por paresia e paralisia da musculatura da locomoção, deglutição e mastigação e ausência de lesões macroscópicas. As circunstâncias em que ocorreram os surtos estiveram relacionadas com a existência de carcaças de animais decompostas ou matéria orgânica vegetal na água de dessedentação. Foram detectadas toxinas botulínicas C e/ou D nas coleções de água, nas vísceras e no soro sangüíneo de parte considerável dos materiais examinados.

Enterotoxemia em caprinos no Rio Grande do Sul

São descritos surtos de enterotoxemia em caprinos em cinco propriedades no Estado do Rio Grande do Sul. Os animais afetados eram, normalmente, encontrados mortos ou apresentavam evolução aguda de 2 a 3 horas com acentuada depressão, cólicas abdominais e diarréia profusa com fibrina. Em duas propriedades relataram-se casos com a evolução de até 12 horas. Em treze animais necropsiados observaram-se aumento de líquidos nas cavidades abdominal, torácica e pericárdica, congestão e hiperemia da serosa e mucosa do intestino, conteúdo do cólon líquido com fibrina além de hemorragias de serosa e fibrina. Em um animal constatou-se microangiopatia cerebral caracterizada por acúmulo de material homogêneo e eosinofílico no espaço perivascular. No conteúdo intestinal, colônias com bastonetes morfológica e bioquimicamente sugestivos de Clostridium perfringens foram caracterizadas no estudo bacteriológico. A soroneutralização em camundongos com conteúdo intestinal dos animais afetados, revelou a presença da toxina épsilon. Estes achados evidenciam a enterotoxemia como doença de importância para criação de caprinos no Rio Grande do Sul.

Immunohistochemical detection of Clostridia species in paraffin-embedded tissues of experimentally inoculated guinea pigs

Blackleg is caused by Clostridium chauvoei, whereas malignant oedema is caused by C. chauvoei, C. septicum, C. sordellii, C. perfringens type A, and/or C. novyi type A. Anti-C. chauvoei, anti-C. septicum, anti-C. sordellii and anti-C. novyi type A polyclonal antibodies were produced in rabbits and purified in a column of DEAE-cellulose. Aliquots of the antisera were conjugated with fluorescein isothiocyanate and the remaining was used for the streptavidin biotin peroxidase technique (SBPT). SBPT was standardized to detect C. chauvoei, C. septicum, C. sordellii and C. novyi type A in formalin-fixed, paraffin-embedded tissues of guinea pigs. SBPT was compared to a fluorescent antibody technique (FAT). Sections and smears of muscle from inoculation area (MIA), heart, liver, spleen and kidney, were obtained for both SBPT and FAT. Cross-reactions between the different Clostridial species were not observed. C. chauvoei and C. septicum were detected in all specimens from the animals inoculated with these microorganisms, while only sections of muscle obtained from all the animals inoculated with C. sordellii and C. novyi type A were positive. The same results observed by the SBPT, were obtained on tissue smears of these microorganisms stained by the FAT. The results indicate that SBPT is suitable for detection of C. chauvoei, C. septicum, C. sordellii and C. novyi type A in formalin-fixed, paraffin-embedded tissues of guinea pigs.

Botulismo em bovinos de corte e leite alimentados com cama de frango

Surtos de botulismo causados pelos tipos C e D da toxina botulínica são freqüentes no país, estando originalmente associados à osteofagia e à ingestão de alimentos e água contaminados. No presente trabalho são descritos os aspectos epidemiológicos, clínico-patológicos e laboratoriais de sete surtos da intoxicação em bovinos de corte e leite alimentados com cama de frango, ocorridos nos estados de São Paulo e Minas Gerais entre 1989 e 2000. Cinco surtos ocorreram em rebanhos de corte confinados ou criados extensivamente e suplementados com o subproduto, e dois em propriedades leiteiras. De um total de 1.535 animais alimentados regularmente com a cama de frango, 455 (29,64%) morreram em um período que variou de 2 a 4 semanas. A morbidade nos sete surtos estudados variou de 3,47 a 100%, da mesma forma que a mortalidade. Em uma das propriedades a letalidade foi de 60,52%, e em todos os outros surtos ela foi acima de 88,43%; em três propriedades o coeficiente foi de 100%. Os sinais clínicos de paralisia progressiva, dificuldade na locomoção, decúbito e estado mental aparentemente normal, diminuição do tônus da musculatura da língua e cauda, sialorréia e dificuldade respiratória caracterizaram o quadro clínico. À necropsia de 30 animais não foi observada qualquer alteração macroscópica digna de nota. A presença de esporos de Clostridium botulinum foi detectada em amostras de cama de frango colhidas nas sete propriedades. Nas amostras de fígado, líquido ruminal e intestinal, provenientes dos 30 animais necropsiados, foi possível detectar toxinas botulínicas tipos C (5) ou D (9), ou classificada como pertencente ao complexo CD (1), em pelos menos um dos materiais provenientes de 15 animais, confirmando assim o diagnóstico clínico-patológico e epidemiológico de botulismo.

Pré-compostagem de cadáveres de bovinos acometidos pelo botulismo

Foram pré-compostados, em células individuais e isoladas, cinco cadáveres de bovinos acometidos pelo botulismo com a finalidade de monitorar a presença de esporos de Clostridium botulinum e de toxina botulínica antes e após o processo de decomposição em leira estática com fonte de carbono. O diagnóstico da intoxicação nos animais foi baseado nas características clínico-patológicas, epidemiológicas ou laboratoriais. Dos cinco bovinos com evolução clínica crônica de botulismo, cujos cadáveres foram pré-compostados, três foram acometidos pela toxina tipo D, um pelo complexo CD e um dos animais foi negativo na tentativa de detecção da toxina e de esporos da bactéria nas vísceras pelo bioensaio e neutralização em camundongo. O processo de pré-compostagem foi realizado em leira estática, com o uso de material carbonáceo umidificado como substrato e esquartejamento do animal, vedado individualmente com lona plástica e sem aeração por um período de 50 dias. A temperatura das leiras foi monitorada durante o período e oscilou de 40,5-52,4ºC. Após a abertura das leiras, pôde-se constatar a completa decomposição de todo material mole, com redução significativa do seu peso (de 26,5-44,5%), restando apenas os ossos. Não foi detectado esporo ou toxina botulínica no interior dos ossos (n=5 para cada cadáver). Nas 200 amostras examinadas do homogeneizado restante (n=40 para cada cadáver), em apenas duas amostras de uma leira foram detectados esporos de C. botulinum tipo C, enquanto que todas foram negativas para a tentativa de detecção da toxina botulínica pelo bioensaio em camundongo. Da forma como foi avaliado o processo de pré-compostagem de bovinos mortos pela intoxicação botulínica não contribuiu para a proliferação de C. botulinum.

Focal symmetrical encephalomalacia in sheep

Focal symmetrical encephalomalacia (FSE) is the most prominent lesion seen in the chronic form of enterotoxemia by Clostridium perfringens type D. This paper reports FSE in sheep in Brazil. Six deaths occurred within a seven days period in a flock of 70, four to 30-month-old Santa Inês sheep in the state of Paraíba in the Brazilian semiarid. The flock was grazing a paddock of irrigated sprouting Cynodon dactylon (Tifton grass), and supplemented, ad libitum, with a concentrate of soybean, corn and wheat. Nervous signs included blindness and recumbence. A 19 month-old sheep was examined clinically and necropsied after a clinical course of three days. Gross lesions were herniation of the cerebellar vermis and multifocal, bilateral, symmetric brownish areas in the internal capsule, thalamus and cerebellar peduncles. Histologic lesions were multifocal, bilateral malacia with some neutrophils, swelling of blood vessels endothelium, perivascular edema, and hemorrhages. The flock was vaccinated, before the outbreak, with only one dose of Clostridium perfringens type D vaccine. Two factors are suggested to be important for the occurrence of the disease: insufficient immunity due to the incorrect vaccination; and high nutritional levels by the supplementation with highly fermentable carbohydrates.

Vaccination protocol and bacterial strain affect the serological response of beef calves against blackleg

The serological response of beef calves was evaluated with different vaccination regimens against blackleg, using an official strain (MT) and a field-collected strain of Clostridium chauvoei as antigens. Sixty calves were randomly allocated to four different groups and were submitted to distinct vaccination protocols with a commercial polyvalent vaccine. Group G1 was first vaccinated at four months of age and a booster shot was given after weaning, at eight months. Group G2 was given the first dose at eight months and a booster shot 30 days later. Group G3 was vaccinated only once at eight months and the control group was not vaccinated. These alternative vaccination regimens were proposed in an effort to adequately protect cattle under open-field farming conditions. Serological evaluations were made by Elisa at 4, 8, 9 and 10 months of age. Both groups receiving booster shots had a significantly increased serological response 30 days later. However, the serum IgG levels against C. chauvoei were significantly higher in the calves that were first vaccinated at four months. At 10 months, the two booster shot groups (G1 and G2) had similar serological responses, while the calves that were treated with a single dose of vaccine at weaning (G3) had a response that was similar to that of the control group. The serological response of the calves was significantly inferior at several of the evaluation times when the field strain of the bacteria was used as a challenge antigen instead of the official MT strain. The serological response of calves that are vaccinated twice was found to be satisfactory, independent of the first injection being made at four or eight months of age. It was also concluded that it would be useful to include local bacterial strains in commercial vaccine production.

Matched case-control study evaluating the frequency of the main agents associated with neonatal diarrhea in piglets

A case-control study was carried out in litters of 1 to 7-day-old piglets to identify the main infectious agents involved with neonatal diarrhea in pigs. Fecal samples (n=276) from piglets were collected on pig farms in the State of Rio Grande do Sul, Brazil, from May to September 2007. Litters with diarrhea were considered cases (n=129) and normal litters (n=147) controls. The samples were examined by latex agglutination test, PAGE, conventional isolating techniques, ELISA, PCR, and microscopic methods in order to detect rotavirus, bacterial pathogens (Escherichia coli, Clostridium perfringens type A and C, and Clostridium difficile), and parasites (Coccidian and Cryptosporidium spp.). Outbreaks of diarrhea were not observed during sampling. At least one agent was detected in fecal samples on 25 out of 28 farms (89.3%) and in 16 farms (57.1%) more than one agent was found. The main agents diagnosed were Coccidia (42.86%) and rotavirus (39.29%). The main agents identified in litters with diarrhea were Clostridium difficile (10.6%), Clostridium perfringens type A (8.8%) and rotavirus (7.5%); in control litters, Clostridium difficile (16.6%) and Coccidian (8.5%). Beta hemolytic Escherichia coli and Clostridium perfringens type C were not detected. When compared with controls, no agent was significantly associated with diarrhea in case litters. These findings stress the need for caution in the interpretation of laboratorial diagnosis of mild diarrhea in neonatal pigs, as the sole detection of an agent does not necessarily indicate that it is the cause of the problem.

Tétano em bovinos no sul do Rio Grande do Sul: estudo de 24 surtos

São descritos vinte e quatro surtos de tétano ocorridos no ano 2009 em bovinos de corte em propriedades situadas na região de influência do Laboratório Regional de Diagnóstico (LRD), sul do Rio Grande de Sul. Todos os rebanhos foram submetidos a procedimentos de vacinação e/ou aplicação de anti-helmíntico entre 8 e 25 dias antes do aparecimento dos primeiros sinais clínicos. O tempo de evolução variou de 12 horas até quatro dias. Os sinais clínicos observados foram: prolapso da terceira pálpebra, andar rígido, dificuldade de flexão dos membros e permanência em decúbito lateral com os membros estendidos e afastados do solo (paralisia espástica), pálpebras muito abertas, sialorréia, hiperexcitabilidade, orelhas eretas, trismo mandibular, acúmulo de alimento na cavidade oral e presença de espuma na boca e narinas em alguns casos. Alguns bovinos apresentavam área de necrose e edema hemorrágico circundada por exsudato purulento nos músculos onde havia sido aplicado algum medicamento. O soro sanguíneo e fragmentos de músculo com lesão de animais afetados foram coletados para posterior inoculação em camundongos. No exame histopatológico não foram evidenciadas alterações. O quadro clínico associado aos dados epidemiológicos e a ausência de lesões histológicas permitiram o diagnóstico de tétano. A infecção, provavelmente ocorreu durante o procedimento de vacinação, através injeções intramusculares utilizando agulhas contaminadas. Apesar do tétano não ser uma clostridiose importante na região fica evidenciado que surtos podem ocorrer em função de condições epidemiológicas adequadas e cuidados devem ser tomados para evitar perdas econômicas importantes como as que ocorreram no ano 2009 na região.

Type C botulism in swine fed on restaurant waste

The paper addresses the epidemiologic data of the death of pigs during the period of 2002 to 2009 following the ingestion of botulinum neurotoxin type C. This neurotoxin was present in food residues originating from restaurant and hotel kitchens, stored in barrels without shelter from the sun and administered in a collective trough without prior thermal treatment. Animals which died at different ages showed clinical signs of botulism characterized by flaccid paralysis, weight loss, anorexia, weakness, lack of coordination, locomotion difficulties with the evolution of lateral recumbency with involuntary urination and defecation. No alterations were observed at postmortem and histological examination. The bioassay with serum neutralization in mice was carried out on samples of intestinal contents from pigs affected and revealed the presence of large quantities of botulinum toxin type C.

A surveillance of enteropathogens in piglets from birth to seven days of age in Brazil

The purpose of the study was to evaluate the real importance of anaerobic enteropathogens and rotavirus in contrast to more common agents as cause of diarrhea in piglets within the first week of life. Sixty 1- to 7-day-old piglets, 30 diarrheic and 30 non-diarrheic (control), from 15 different herds were selected, euthanized and necropsied. Samples of the jejunum, ileum, colon, cecum and feces were collected from the piglets and analyzed to determine the presence of the following enteropathogens: enterotoxigenic Escherichia coli (ETEC), Clostridium perfringens types A and C, Clostridium difficile, rotavirus and Isospora suis. Among diarrheic piglets, 23.3% were positive for C. difficile, 70% for C. perfringens type A cpb2+, 14.3% for rotavirus and 10% for ETEC. Among non-diarrheic control piglets, 10% were positive for C. difficile, 76.7% for C. perfringens type A cpb2+, 0% for rotavirus, 3.3% for ETEC and 3.3% for I. suis. C. perfringens type C was not detected in any of the animals. Histological lesions characteristic of C. difficile, E. coli and rotavirus were observed. However, no C. perfringens type A suggestive lesions were detected. There was a positive correlation between mesocolon edema and the presence of C. difficile toxins. Although C. perfringens type A cpb2+ was the most frequently detected enteropathogen, there was no association between its presence and diarrhea or macro or microscopic changes. C. difficile and Rotavirus were the most relevant pathogens involved with neonatal diarrhea in this study, and histopathology associated with microbiological test proved to be the key to reach a final diagnosis.

Kinetics of epsilon antitoxin antibodies in different strategies for active immunization of lambs against enterotoxaemia

Enterotoxaemia, a common disease that affects domestic small ruminants, is mainly caused by the epsilon toxin of Clostridium perfringens type D. The present study tested four distinct immunization protocols to evaluate humoral response in lambs, a progeny of non-vaccinated sheep during gestation. Twenty-four lambs were randomly allocated into four groups according to age (7, 15, 30 and 45 days), receiving the first dose of epsilon toxoid commercial vaccine against clostridiosis with booster after 30 days post vaccination. Indirect ELISA was performed after the first vaccine dose and booster to evaluate the immune response of the lambs. Results showed that for the four protocols tested all lambs presented serum title considered protective (≥0.2UI/ml epsilon antitoxin antibodies) and also showed that the anticipation of primovaccination of lambs against enterotoxaemia conferred serum title considered protective allowing the optimization of mass vaccination of lambs.

Advanced biofuel production: Engineering metabolic pathways for butanol and propane biosynthesis.

Greenhouse gases emitted from energy production and transportation are dramatically changing the climate of Planet Earth. As a consequence, global warming is affecting the living conditions of numerous plant and animal species, including ours. Thus the development of sustainable and renewable liquid fuels is an essential global challenge in order to combat the climate change. In the past decades many technologies have been developed as alternatives to currently used petroleum fuels, such as bioethanol and biodiesel. However, even with gradually increasing production, the market penetration of these first generation biofuels is still relatively small compared to fossil fuels. Researchers have long ago realized that there is a need for advanced biofuels with improved physical and chemical properties compared to bioethanol and with biomass raw materials not competing with food production. Several target molecules have been identified as potential fuel candidates, such as alkanes, fatty acids, long carbon‐chain alcohols and isoprenoids. The current study focuses on the biosynthesis of butanol and propane as possible biofuels. The scope of this research was to investigate novel heterologous metabolic pathways and to identify bottlenecks for alcohol and alkane generation using Escherichia coli as a model host microorganism. The first theme of the work studied the pathways generating butyraldehyde, the common denominator for butanol and propane biosynthesis. Two ways of generating butyraldehyde were described, one via the bacterial fatty acid elongation machinery and the other via partial overexpression of the acetone‐butanol‐ethanol fermentation pathway found in Clostridium acetobutylicum. The second theme of the experimental work studied the reduction of butyraldehyde to butanol catalysed by various bacterial aldehyde‐reductase enzymes, whereas the final part of the work investigated the in vivo kinetics of the cyanobacterial aldehyde deformylating oxygenase (ADO) for the generation of hydrocarbons. The results showed that the novel butanol pathway, based on fatty acid biosynthesis consisting of an acyl‐ACP thioesterase and a carboxylic acid reductase, is tolerant to oxygen, thus being an efficient alternative to the previous Clostridial pathways. It was also shown that butanol can be produced from acetyl‐CoA using acetoacetyl CoA synthase (NphT7) or acetyl‐CoA acetyltransferase (AtoB) enzymes. The study also demonstrated, for the first time, that bacterial biosynthesis of propane is possible. The efficiency of the system is clearly limited by the poor kinetic properties of the ADO enzyme, and for proper function in vivo, the catalytic machinery requires a coupled electron relay system.

Avaliação da toxigênese de c. botulinum em mortadela e presunto

Na presente pesquisa foi realizada uma avaliação do risco de transmissão de botulismo por consumo de mortadela e presunto. Numa primeira fase, 25 amostras de mortadela e presunto cozido, coletadas ao acaso no varejo do município de Campinas - SP, foram analisadas quanto ao pH, atividade de água (Aa), concentração de cloreto de sódio e de nitrito de sódio e umidade. Nesta fase, ainda foram determinados o tempo e a temperatura de estocagem na revenda. Considerando-se isoladamente os fatores que controlam o desenvolvimento do C. botulinum, apenas quatro (16%) amostras de mortadela coletadas no varejo apresentaram valores de atividade de água capazes de irnpedir a oxigênese, ou seja, inferiores a 0,94. Na segunda fase, mortadela e presunto foram preparados em usina experimental e artificialmente contaminados com 10(4) esporos de C botulinum tipos A e B por amostra. A seguir, foram submetidos à estocagem inadequada, à temperatura de 30°C. A formação de toxina botulínica foi observada nas amostras de presunto artificialmente contaminadas, após 12 dias de estocagem à temperatura de 30°C. Nas amostras de mortadela não foi detectada toxina ao fim de 28 dias de estocagem, à mesma temperatura.

Processamento térmico de purê de banana (Musa cavendishii, Lamb.) em embalagens flexíveis esterilizáveis

O objetivo deste trabalho foi estabelecer as condições de processo térmico de purê de banana, variedade "nanica", em bolsas esterilizáveis porção individual (130 x 170mm). Os frutos foram selecionados, aquecidos a 98°C/5min. para inativação enzimática, separadas as sementes e fibras num despolpador com malha de 0,08cm de diâmetro e depois o purê foi embalado nas bolsas sob um vácuo de 25mmHg, resultando em média 2,7ml de ar residual por bolsa. Em seguida as bolsas foram processadas sem agitação e em posição horizontal numa autoclave horizontal, a 115°C/158KPa, com imersão total de água quente. O tempo de manutenção do processo foi de 7,5min. Inicialmente foi utilizado o Clostridium butyricum como microrganismo alvo do processo, entretanto, observou-se que esta bactéria apresentara uma resistência térmica em purê de banana (pH 4,6) um pouco menor que o valor estimado para o Clostridium botulinum, D115=0,183min. e D115=0,236min respectivamente, sendo assim, o C. botulinum foi escolhido como microrganismo alvo da esterilização do produto. O valor de F121,1°C aplicado foi de 0,64min. para causar 12 reduções decimais, calculado segundo PFLUG (1985) para um pH de 4,6, e verificado pelo método geral. Este valor somente foi considerado para a fase de aquecimento, deixando a letalidade do resfriamento (0,34min.), que foi realizada com água à temperatura ambiente, como segurança de processo. Nos testes de penetração de calor foram encontrados os valores médio de fh=6,8min; jh=0,48; fc=17,4min. e jc=1,3 demonstrando assim, que o produto é altamente condutivo. Nenhuma alteração no produto nem nas embalagens foi notada após a aplicação do ensaio de esterilidade comercial em 36 bolsas processadas contendo purê de banana, confirmando assim, a eficácia do tratamento térmico aplicado.