Behavioral expression of emotions and non-invasive assessment of physiological correlates in dogs (Canis familiaris)

The aim of this thesis was to validate the use of infrared thermography (IRT) to non-invasively measure emotional reactions to different situations in pet dogs (Canis familiaris). A preliminary test, aimed to evaluate the correlation between eye-temperature and rectal temperature in dog, was performed. Then, in three different situations, negative (veterinary visit), positive (palatable food rewards), and mildly stressing followed by mildly positive (separation from and reunion with the owner), variations in heat emitted from lacrimal caruncle (referred to as eye temperature) were measured with an infrared thermographic camera. In addition, heart rate and heart rate variability parameters were collected using a non-invasive heart rate monitor designed for human use and validated on dogs. All experiments were video recorded to allow behavioral coding. During the negative situation dogs’ level of activity and stress related behaviors varied across compared to the baseline and dogs showed an increase in eye temperature despite having a significant decrease in the level of activity. The positive situation was characterized by a peak in eye temperature and mean HR and dogs engaged in behaviors indicating a positive arousal, focusing on food treats and tail wagging but there were not variations in HRV during stimulation but only an increment in SDNN immediately after the stimulus. In the separation from and reunion with the owner dogs’ eye temperature and mean HR did not vary neither in the stressful nor in the positive situations, RMSSD increased after the positive episode, SDNN dropped during the two stimulations and it increased after the stimulations. During the separation from the owner dogs were mainly directed to the door or to the experimenter while during the reunion with the owner dogs were focused mainly on the owner and on the environment, exhibiting safe base effect. A different approach was used to assess the welfare of shelter dogs. Dogs were implanted with a telemeter and after implantation dogs were housed in sequence in four different situations lasting 1 week: alone, alone with toys and a stretch cot for sleeping, with an unknown, spayed, female, and alone with a daily 2-hours interaction with an experimenter. Two different approaches were tried: partially random extracted fragments from every week, behaviors from 8 a.m. to 4 p.m. were continuous during baseline and the female situation. Results showed different reactions by dogs to the different situations and interestingly not all enrichments were enjoyed by the dogs improving their welfare. Overall results suggest that IRT may represent a useful tool to investigate emotional reactions in dogs. Nevertheless, further research is needed to establish the specificity and sensivity of IRT in this context and to assess how different dogs’ characteristics, breed, previous experience and the valence and arousal elicited by the stimulus could influence the magnitude and type of the response. The role of HRV in understanding emotional valence and the one of telemeters in understanding long-term effects on sheltered dogs’ welfare is also discussed.

Células-tronco localizadas na cinta placentária de carnívoros domésticos (Canis familiaris e Felis domesticus)

As células-tronco podem ser isoladas tanto de tecidos embrionários quanto de tecidos provenientes de um organismo adulto. Este projeto teve por objetivo caracterizar, descrever as células derivadas da região uterina e da cinta placentária junção materno/fetal da placenta de carnívoros domésticos (cães e gatos), e verificar a sua capacidade de pluripotência. Os úteros gestantes e não gestantes foram obtidos em campanhas de castrações e de controle populacional de cães e gatos, na cidade de Pirassununga/SP. Foram coletados 24 úteros gravídicos de animais hígidos, em diferentes idades gestacionais. O material foi dividido em três fases distintas da gestação, ou seja inicio que compreende de 8 a 20 dias de gestação; meio de 21 a 30 dias de gestação e final de 31 a 60 dias de gestação. O material foi coletado de fêmeas caninas e felinas, quatro úteros de cada fase, totalizando 12 úteros de cães e 12 de felinos. Coletamos também 8 úteros de fêmeas nulíparas (4 de cadelas e 4 de gatas) e 8 úteros com um mês pós parto (4 de cadelas e 4 de gatas). As amostras foram fixadas em paraformoldeido tamponado a 4% para a análise histológica e de imunohistoquimica. Para a padronização da imunohistoquimica inúmeros testes de marcação e diluição dos anticorpos utilizados nesta pesquisa foram realizados, todo protocolo aqui descrito foi padronizado pela primeira vez. Nas análises de imunohistoquimica avaliamos a expressão de marcadores associados a células-tronco pluripotentes Nanog, Oct4 e Sox2. Nas cadelas, as marcações foram positivas em todas as fases, gestacionais e não gestacionais. A detecção dessas proteínas nesta espécie ficaram padronizadas, destacando algumas diferenças quantitativas durante alguns períodos da gestação. Foi observado que o Oct4 na cadela, mostra uma diferença significativa (p=0,0064), entre as fases de início e meio da gestação e entra o início e a fase de termo. Quando comparados os resultados das análises imunohistoquimicas utilizando os três anticorpos entre si, nos três períodos gestacionais ficou evidente uma diferença (p=0,0005) somente relativa a proteína Nanog com Oct4. Nas gatas apenas foi possível padronizar o protocolo do Nanog e do Sox2, sendo a marcação feita com Oct4 negativa. Nesta espécie foi possível observar uma diferença da proteína Nanog (p=0,0006) quando comparada na fase inicial para a fase do meio e início da gestação para a fase termo. No que se refere as fêmeas nulíparas e fêmeas pós-parto destaca-se a ausência de diferenças quando comparados os anticorpos na fase pós parto tanto em cadelas quanto em gatas. Na fase nulípara foram observadas diferenças somente na cadela (p=0,0018) para os três anticorpos. Desta forma, a caracterização de células de origem placentária com característica de células tronco pode abrir um leque de possibilidades para obtenção destas células de forma mais ética, uma vez que este material é descartado na castrações. Foi possível a identificação das células que expressão proteínas pluripotentes em diferentes idades gestacionais, tanto na região de cinta placentária como no útero. Apesar de semelhantes, as espécies aqui estudadas apresentaram diferenças na realização do protocolo da imunihistoquímica. Pesquisas relacionadas com as células-tronco do endométrio vêm crescendo, principalmente porque estas células podem ser facilmente obtidas, a partir de fontes descartadas, sem entraves éticos. Desta forma tem o potencial de serem uma nova fonte para o desenvolvimento na terapêutica como terapia celular

Infecção concomitante experimental de Rattus norvegicus por Toxocara canis e Toxoplasma gondii: estudo comportamental e histopatológico

A hipótese de \"manipulação comportamental\" supõe que um parasito pode alterar o comportamento de seu hospedeiro visando aumentar a probabilidade de completar seu ciclo evolutivo. Tais alterações aumentariam a taxa de transmissão hospedeirohospedeiro, assegurando ao parasito ou a seus propágulos o encontro de novo hospedeiro. A possibilidade de infecções parasitárias provocarem mudanças comportamentais em seus hospedeiros e a elevada frequência com que o acometimento de seres humanos por larvas de Toxocara e cistos de Toxoplasma ocorre, têm chamado à atenção de pesquisadores interessados no estudo das relações hospedeiro-parasita. Na infecção por Toxoplasma gondii e Toxocara canis, cistos e larvas estão presentes em diversos locais anatômicos incluindo musculatura, coração, pulmões, olhos e cérebro. A presença de parasitos no cérebro dá oportunidade de manipulação do comportamento do hospedeiro. Entretanto, não se sabe qual ou quais mecanismos estão envolvidos no processo de manipulação do comportamento. Os objetivos do presente estudo foram verificar alterações na ansiedade, medo, memória e aprendizagem de Rattus norvegicus experimentalmente infectados por Toxocara canis e/ou Toxoplasma gondii em dois períodos após infecção, bem como a localização das larvas e cistos e presença de placas beta amiloide ( A) na região do hipocampo no tecido cerebral desses roedores corado pela técnica de Hematoxilina e Eosina (HE), e Vermelho de Congo, respectivamente. Foram utilizadas 40 exemplares fêmeas da espécie Rattus norvegicus, com seis a oito semanas. Os animais foram divididos em quatro grupos: Toxocara - 10 ratos infectados com 300 ovos de Toxocara canis, Toxoplasma -10 ratos infectados com 10 cistos de Toxoplasma gondii, Infecção dupla - 10 ratos infectados com 300 ovos de Toxocara canis e 10 cistos de Toxoplasma gondii, e controle - 10 ratos sem infecção. Nos dias 40, 41, 70 e 71 após a infecção, os animais dos grupos infectados e controle foram submetidos à avaliação no Labirinto em Cruz Elevado e Campo aberto. Aos 120 após infecção foi feita avaliação da memória, aprendizado e aversão a urina de gato dos animais no Labirinto de Barnes. No final das análises comportamentais os animais foram levados a eutanásia para retirada do cérebro e confecção dos cortes histológicos preparados em HE e Vermelho de Congo. Os resultados mostraram efeito ansiolítico para ambas as infecções, principalmente para Toxoplasma gondii. Não houve comprometimento da memória e aprendizado no LB, porém os animais infectados por Toxocara canis ou Toxoplasma gondii apresentaram menor tempo para encontrar a toca com urina e entrar nela. A leitura dos cortes histológicos corados com HE mostraram larvas de Toxocara canis e cistos de Toxoplasma gondii em regiões do sistema nervoso central dos animais relacionadas com memória e aprendizado. As lâminas coradas com Vermelho de Congo apresentaram placas beta amiloides ( A) em metade dos animais infectados por Toxoplasma gondii. Conclui-se que a infecção por ambos os parasitos apresenta efeito ansiolítico quando ocorre infecção única. Quando a Infecção ocorre concomitantemente há modulação no comportamento. Além disso, ratas infectadas com infecção única apresentam-se menos aversivas à urina de gatos.

Toxocara canis, o passageiro clandestino de um voo…

A toxocarose humana é uma helmintozoonose, frequente em idade pediátrica, transmitida por ingestão de ovos presentes no solo. Crianças residentes em zonas com condições de saneamento precárias, que coabitem com animais de estimação não desparasitados e que apresentem geofagia, incorrem em eleva- do risco de desenvolvimento de toxocarose. Apresenta-se o caso de um rapaz de 5 anos, residente até há um mês em Cabo Verde, que recorreu ao serviço de urgência por febre, tosse e síndrome de dificuldade respiratória. Analiticamente destacava-se leucocitose e eosinofilia. A tomografia computorizada torácica revelava hiperdensidade irregular na base pulmonar direita. Perante serologia do Toxocara canis sugestiva de infeção aguda admitiu-se o diagnóstico de larva migrans visceral, atuando-se em conformidade terapêutica. A síndrome de larva migrans visceral atinge diversos órgãos, sendo o envolvimento pulmonar grave raro. Apesar de maioritariamente assintomática e autolimitada, quando sintomática a apresentação inespecífica e as limitações da interpretação serológica dificultam o diagnóstico e a abordagem terapêutica adequada.

(Table 1) Organohalogen contaminants in adipose tissue of captive sledge dogs (Canis familiaris) fed with whale blubber or pork fat

Studies on the fate of organohalogen contaminants (OHCs) in wild top predator mammals in the Arctic have often been a challenge due to important knowledge deficiencies in the life history of the sampled animals. The present study investigated the influence of age, dietary and trans-generational factors on the fate of major lipophilic chlorinated and brominated OHCs in adipose tissue of a potential surrogate captive species for the polar bear (Ursus maritimus), the sledge dog (Canis familiaris) in West Greenland. Adult female sledge dogs (P) and their sexually-mature (F1) and/or pre-weaning pups (F1-MLK) were divided into an exposed group (EXP) fed blubber from a Greenland minke whale (Balaenoptera acutorostrata) and a control group (CON) given commercially available pork fat. Large dietary treatment-related differences in summed and individual congener/compound adipose tissue concentrations of polybrominated diphenyl ethers (PBDEs), hexachlorobenzene (HCB), chlordanes (CHLs) and polychlorinated biphenyls (PCBs) were found between the EXP and CON groups for all the sledge dog cohorts. However, among the F1-MLK, F1 and P dogs in both of the EXP and CON groups, little or no difference existed in PBDE, HCB, CHL and PCB concentrations, suggesting higher state of equilibrium in adipose tissue concentrations from a very early stage of life. In contrast, the distribution pattern (proportions to the summed concentrations) of OHC classes, and the major congeners/ compounds constituting those classes, varied on a dietary group- and/or cohort-dependent manner. The present captive sledge dog study demonstrated the importance of the confounding effects of diet composition, mother-pup association (maternal transfer), reproductive status (nursing), and to a lesser extent age in the fate of OHCs in adipose tissue of a large top carnivore mammal.

Cynographia curiosa seu Canis descriptio, juxta methodum & leges illustris Academiae naturae curiosorum adornata, ... et Mantissa curiosa ejusdem argumenti, complectente Joh. Caji libell. De canibus britannicis, & Joh. Henr. Meibom. Epist. De [kynophora] /

Mode of access: Internet.

Do dogs (canis familiaris) understand invisible displacement?

Domestic dogs (Canis familiaris) perform above chance on invisible displacement tasks despite showing few other signs of possessing the necessary representational abilities. Four experiments investigated how dogs find an object that has been hidden in 1 of 3 opaque boxes. Dogs passed the task under a variety of control conditions, but only if the device used to displace the object ended up adjacent to the target box after the displacement. These results suggest that the search behavior of dogs was guided by simple associative rules rather than mental representation of the object's past trajectory. In contrast, Experiment 5 found that on the same task, 18- and 24-month-old children showed no disparity between trials in which the displacement device was adjacent or nonadjacent to the target box.

Higher-order CpG-DNA stimulation reveals distinct activation requirements for marginal zone and follicular B cells in lupus mice

Mouse follicular B cells express TLR9 and respond vigorously to stimulation with single-stranded CpG-oligodeoxynucleotides (ODN). Surprisingly, follicular B cells do not respond to direct stimulation with other TLR9 ligands, such as bacterial DNA or class A(D) CpG-ODN capable of forming higher-order structures, unless other cell types are present. Here, we show that priming with interferons or with B cell-activating factor, or simultaneous co-engagement of the B cell receptor for antigen (BCR), can overcome this unresponsiveness. The effect of interferons occurs at the transcriptional level and is mediated through an autocrine/paracrine loop, which is dependent on IRF-1, IL-6 and IL-12 p40. We hypothesize that the lack of bystander activation of follicular B cells with more complex CpG ligands may be an important safety mechanism for avoiding autoimmunity. This will prevent resting B cells from responding to foreign or self-derived hypomethylated double-stranded CpG ligands unless these ligands are either delivered through the B cell receptor or under conditions where B cells are simultaneously co-engaged by activated plasmacytoid dendritic cells or TH1 cells. A corollary is that the heightened responsiveness of lupus B cells to TLR9-induced stimulation cannot be ascribed to unprimed follicular B cells, but is rather mediated by hypersensitive marginal zone B cells.

Assessing the taxonomic status of dingoes Canis familiaris dingo for conservation

1. The conservation status of the dingo Canis familiaris dingo is threatened by hybridization with the domestic dog C. familiaris familiaris. A practical method that can estimate the different levels of hybridization in the field is urgently required so that animals below a specific threshold of dingo ancestry (e.g. 1/4 or 1/2 dingoes) can reliably be identified and removed from dingo populations. 2. Skull morphology has been traditionally used to assess dingo purity, but this method does not discriminate between the different levels of dingo ancestry in hybrids. Furthermore, measurements can only be reliably taken from the skulls of dead animals. 3. Methods based on the analysis of variation in DNA are able to discriminate between the different levels of hybridization, but the validity of this method has been questioned because the materials currently used as a reference for dingoes are from captive animals of unproven genetic purity. The use of pre-European materials would improve the accuracy of this method, but suitable material has not been found in sufficient quantity to develop a reliable reference population. Furthermore, current methods based on DNA are impractical for the field-based discrimination of hybrids because samples require laboratory analysis. 4. Coat colour has also been used to estimate the extent of hybridization and is possibly the most practical method to apply in the field. However, this method may not be as powerful as genetic or morphological analyses because some hybrids (e.g. Australian cattle dog x dingo) are similar to dingoes in coat colour and body form. This problem may be alleviated by using additional visual characteristics such as the presence/absence of ticking and white markings.

The in vivo expression of actin/salt-resistant hyperactive DNase I inhibits the development of anti-ssDNA and anti-histone autoantibodies in a murine model of systemic lupus erythematosus

Systemic lupus erythematosus (SLE) is characterised by the production of autoantibodies against ubiquitous antigens, especially nuclear components. Evidence makes it clear that the development of these autoantibodies is an antigen-driven process and that immune complexes involving DNA-containing antigens play a key role in the disease process. In rodents, DNase I is the major endonuclease present in saliva, urine and plasma, where it catalyses the hydrolysis of DNA, and impaired DNase function has been implicated in the pathogenesis of SLE. In this study we have evaluated the effects of transgenic overexpression of murine DNase I endonucleases in vivo in a mouse model of lupus. We generated transgenic mice having T-cells that express either wild-type DNase I (wt. DNase I) or a mutant DNase I ( ash. DNase I), engineered for three new properties - resistance to inhibition by G-actin, resistance to inhibition by physiological saline and hyperactivity compared to wild type. By crossing these transgenic mice with a murine strain that develops SLE we found that, compared to control nontransgenic littermates or wt. DNase I transgenic mice, the ash. DNase I mutant provided significant protection from the development of anti-single-stranded DNA and anti-histone antibodies, but not of renal disease. In summary, this is the first study in vivo to directly test the effects of long-term increased expression of DNase I on the development of SLE. Our results are in line with previous reports on the possible clinical benefits of recombinant DNase I treatment in SLE, and extend them further to the use of engineered DNase I variants with increased activity and resistance to physiological inhibitors.