Development of a Real-time PCR test for porcine group A rotavirus diagnosis

Group A Rotavirus (RVA) is one of the most common causes of diarrhea in humans and several animal species. A SYBR-Green Real-Time polymerase chain reaction (PCR) was developed to diagnose RVA from porcine fecal samples, targeting amplification of a 137-bp fragment of nonstructural protein 5 (NSP5) gene using mRNA of bovine NADH-desidrogenase-5 as exogenous internal control. Sixty-five samples were tested (25 tested positive for conventional PCR and genetic sequencing). The overall agreement (kappa) was 0.843, indicating 'very good' concordance between tests, presenting 100% of relative sensitivity (25+ Real Time PCR/25+ Conventional PCR) and 87.5% of relative sensitivity (35- Real Time PCR/40- Conventional PCR). The results also demonstrated high intra- and inter-assay reproducibility (coefficient of variation ≤1.42%); thus, this method proved to be a fast and sensitive approach for the diagnosis of RVA in pigs.

Molecular survey of porcine teschovirus, porcine sapelovirus, and enterovirus G in captive wild boars (Sus scrofa scrofa) of Paraná state, Brazil

AbstractPorcine teschovirus (PTV), porcine sapelovirus (PSV), and enterovirus G (EV-G) are infectious agents specific to pig host species that are endemically spread worldwide. This study aimed to investigate the natural infection by these porcine enteric picornaviruses in wild boars (Sus scrofa scrofa) of Paraná state, Brazil, and to evaluate peccaries (Pecari tajacu and Tayassu pecari) as alternative host species for these viruses. Fecal samples (n=36) from asymptomatic wild boars (n=22) with ages ranging from 2 to 7 months old (young, n=14) and 2 to 4 years old (adult, n=8) and from peccaries (6 to 8 months old, n=14) were collected from a farm and a zoo, respectively, both located in Paraná state. Reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR) and nested-PCR (n-PCR) assays targeting the 5'non-translated region of the virus genome were used for screening the viruses. Porcine enteric picornaviruses were detected in 12 out of the 22 wild boar fecal samples. According to each of the viruses, EV-G was most frequently (11/22, 50%) detected, followed by PTV (10/22, 45.5%) and PSV (4/22, 18.2%). Regarding the age groups, young wild boars were more frequently (9/14, 64.3%) infected with PTV, PSV, and EV-G than adult animals (3/8, 37.4%). One n-PCR amplified product for each of the viruses was submitted to sequencing analysis and the nucleotide sequences were compared with the related viruses, which showed similarities varying from 97.7% to 100% for PTV, 92.4% to 96.2% for PSV, and 87.1% to 100% for EV-G. Peccaries tested negative for the viruses and in this study they did not represent infection reservoirs. This study is the first to report the molecular detection of PTV, PSV, and EV-G from captive wild boars in a South American country and the first to screen peccaries as alternative host species for porcine enteric picornavirus.

Postangioplasty restenosis: a practical model in the porcine carotid artery

Transluminal coronary angioplasty is a routine therapeutic intervention in coronary heart disease. Despite the high rate of primary success, restenosis continues to be its major limitation. Porcine models have been considered to be the most adequate experimental models for studying restenosis. One limitation of porcine models is the need for radiological guidance and the expenses involved. The objective of the present study was to adapt an experimental model of angioplasty in the porcine carotid artery that does not require radiological equipment. Eight animals were used to develop the technique of balloon injury to the common carotid artery by dissection without radiological guidance. This technique was then employed in six other animals. Under anesthesia, the left common carotid artery was dissected and incised at the carotid sinus for insertion of an over-the-wire angioplasty balloon towards the aorta. Overstretch injury of the carotid artery was performed under direct visualization. After 30 days, the arteries were excised and pressure-fixated. Uninjured carotid arteries from 3 additional animals were used as controls. A decreased luminal area associated with intimal hyperplasia and medial reaction was observed in all injured arteries. Immunohistochemistry identified the intimal hyperplastic cells as smooth muscle cells. Computerized morphometry of the ballooned segments revealed the following mean areas: lumen 2.12 mm2 (± 1.09), intima 0.22 mm2 (± 0.08), media 3.47 mm2 (± 0.67), and adventitia 1.11 mm2 (± 0.34). Our experimental model of porcine carotid angioplasty without radiological guidance induced a vascular wall reaction and permitted the quantification of this response. This porcine model may facilitate the study of vascular injury and its response to pharmacological interventions

Genetic analysis of the porcine group B rotavirus NSP2 gene from wild-type Brazilian strains

Group B rotaviruses (RV-B) were first identified in piglet feces, being later associated with diarrhea in humans, cattle, lambs, and rats. In human beings, the virus was only described in China, India, and Bangladesh, especially infecting adults. Only a few studies concerning molecular analysis of the RV-B NSP2 gene have been conducted, and porcine RV-B has not been characterized. In the present study, three porcine wild-type RV-B strains from piglet stool samples collected from Brazilian pig herds were used for analysis. PAGE results were inconclusive for those samples, but specific amplicons of the RV-B NSP2 gene (segment 8) were obtained in a semi-nested PCR assay. The three porcine RV-B strains showed the highest nucleotide identity with the human WH1 strain and the alignments with other published sequences resulted in three groups of strains divided according to host species. The group of human strains showed 92.4 to 99.7% nucleotide identity while the porcine strains of the Brazilian RV-B group showed 90.4 to 91.8% identity to each other. The identity of the Brazilian porcine RV-B strains with outer sequences consisting of group A and C rotaviruses was only 35.3 to 38.8%. A dendrogram was also constructed to group the strains into clusters according to host species: human, rat, and a distinct third cluster consisting exclusively of the Brazilian porcine RV-B strains. This is the first study of the porcine RV-B NSP2 gene that contributes to the partial characterization of this virus and demonstrates the relationship among RV-B strains from different host species.

Impairment of the hematological response and interleukin-1β production in protein-energy malnourished mice after endotoxemia with lipopolysaccharide

The objectives of this study were to determine if protein-energy malnutrition (PEM) could affect the hematologic response to lipopolysaccharide (LPS), the interleukin-1β (IL-1β) production, leukocyte migration, and blood leukocyte expression of CD11a/CD18. Two-month-old male Swiss mice were submitted to PEM (N = 30) with a low-protein diet (14 days) containing 4% protein, compared to 20% protein in the control group (N = 30). The total cellularity of blood, bone marrow, spleen, and bronchoalveolar lavage evaluated after the LPS stimulus indicated reduced number of total cells in all compartments studied and different kinetics of migration in malnourished animals. The in vitro migration assay showed reduced capacity of migration after the LPS stimulus in malnourished animals (45.7 ± 17.2 x 10(4) cells/mL) compared to control (69.6 ± 7.1 x 10(4) cells/mL, P ≤ 0.05), but there was no difference in CD11a/CD18 expression on the surface of blood leukocytes. In addition, the production of IL-1β in vivo after the LPS stimulus (180.7 pg·h-1·mL-1), and in vitro by bone marrow and spleen cells (41.6 ± 15.0 and 8.3 ± 4.0 pg/mL) was significantly lower in malnourished animals compared to control (591.1 pg·h-1·mL-1, 67.0 ± 23.0 and 17.5 ± 8.0 pg/mL, respectively, P ≤ 0.05). The reduced expression of IL-1β, together with the lower number of leukocytes in the central and peripheral compartments, different leukocyte kinetics, and reduced leukocyte migration capacity are factors that interfere with the capacity to mount an adequate immune response, being partly responsible for the immunodeficiency observed in PEM.

Le traitement semi-collectif des charges fertilisantes provenant de la production porcine, pour en faire un produit commercialisable, est-il une solution rentable ?

Rapport de recherche

Identification of a new cell line permissive to porcine reproductive and resporatory syndrome virus replication

Le syndrome reproducteur et respiratoire porcin (SRRP) est une des maladies les plus dévastatrices économiquement pour l'industrie mondiale du porc. L'agent étiologique du SRRP est le virus du SRRP (VSRRP) lequel est connu pour avoir une spécificité d'hôte très restreinte et pour sa transmission par voie aerosol. Les antigènes et les ARN du VSRRP ont été trouvés dans des cellules épithéliales du tractus respiratoire de porcs infectés par le virus. L’interaction entre les macrophages alvéolaires porcins (PAMs) et le VSRRP a été démontrée comme jouant un rôle important dans l’infection causée par le virus. Malgré cela, l’interaction prenant place entre les cellules épithéliales du tractus respiratoire porcin et le virus ne devrait pas être négligée. Jusqu’à présent, la réplication du VSRRP in vitro dans des cellules épithéliales du tractus respiratoire porcin n’a pas été conduite avec succès et les tentatives pour le faire ont échoué. Une nouvelle lignée de cellules épithéliales de poumon de porc (SJPL) est maintenant disponible et sera utilisée dans cette étude afin de déterminer si elle est permissive à la réplication du VSRRP et si elle peut être un modèle approprié pour l’étude de la pathogénèse virale du VSRRP. L’expérimentation a démontré que cette nouvelle lignée cellulaire était permissive à l’infection et à la réplication du VSRRP. Afin de corroborer ces résultats, la cinétique de réplication du virus à été effectuée avec les cellules MARC-145 et SJPL. Aucune différence significative dans la production virale totale n’a été trouvée entre les deux lignées cellulaires. Les cellules SJPL ont permis la réplication de plusieurs souches Nord-Américaines du VSRRP, quoiqu’elles sont légèrement moins efficaces que les cellules MARC-145 pour l’isolement du virus. De plus, les cellules SJPL sont phénotypiquement différentes des cellules MARC-145. Plus précisément, les cellules SJPL sont plus sensibles à l’activation par le VSRRP des pro-caspases 3/7 et plusieurs inducteurs apoptotiques. Elles ont également montré de 8 à 16 fois plus de sensibilité à l’effet antiviral causé par l’IFN-α sur la réplication du virus contrairement aux cellules MARC-145. Ces résultats démontrent que les cellules SJPL pourraient représenter un substitut intéressant aux cellules MARC-145 pour la production d’antigènes pour un vaccin anti-VSRRP. Également, dû à leurs origines (poumon de l’hôte naturel), elles pourraient s’avérer être un modèle in vitro plus approprié pour l’étude de la pathogénèse du VSRRP.

Adhérence de souches d'Escherichia coli entéropathogènes O45 d'origine porcine aux cellules épithéliales intestinales porcines IPEC-J2

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

In vitro and in vivo virulence evaluation of the new genotype of porcine circovirus type 2 and identification of a new cell line permissive to virus replication

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Cinétique de la réponse cytokinaire lors d'infections aux Escherichia coli entéropathogènes dans un modèle de culture d'iléon (IVOC) d'origine porcine

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Characterization of in vivo vertebral growth modulation by shape memory alloy staples on a porcine model for the correction of the scoliosis

La recherche de nouvelles voies de correction de la scoliose idiopathique a une longue histoire. Le traitement conventionnel de la scoliose idiopathique est présenté par le port du corset ou par la correction opératoire de la déformation. Depuis leur introduction, les deux méthodes ont prouvé leur efficacité. Cependant, malgré des caractéristiques positives évidentes, ces méthodes peuvent causer un nombre important d'effets indésirables sur la santé du patient. Les techniques sans fusion pour le traitement de la scoliose semblent être une alternative perspective de traitement traditionnel, car ils apportent moins de risques et des complications chirurgicales que les méthodes conventionnelles avec la conservation de la mobilité du disque intravertébral. Cependant, l'utilisation de techniques mentionnées exige une connaissance profonde de la modulation de croissance vertébrale. L'objectif principal de la présente étude est d'estimer le potentiel d'agrafes à l’AMF de moduler la croissance des vertèbres porcines en mesurant la croissance osseuse sur la plaque de croissance de vertèbres instrumentées en comparaison avec le groupe contrôle. La méthode est basée sur la loi de Hueter-Volkmann. Nous avons choisi NiTi agrafes à l’AMF pour notre étude et les porcs de race Landrace comme un animal expérimental. Les agrafes ont été insérés sur 5 niveaux thoracique de T6 à T11. En outre, les radiographies ont été prises toutes les 2 semaines. La présence d'agrafes en alliage à mémoire de forme a produit la création de courbes scoliotiques significatives dans 4 de 6 animaux chargés et le ralentissement considérable de la croissance osseuse (jusqu'à 35,4%) comparativement aux groupes contrôle et sham. L'étude a démontré in vivo le potentiel d'agrafes en alliage à mémoire de formes de moduler la croissance des vertèbres en créant des courbes scoliotiques sur les radiographies et en ralentissant le taux de croissance sur les plaques de croissance instrumenté. La position précise de l'agrafe est essentielle pour la modulation de croissance osseuse et le développement de la scoliose expérimentale.

The effects of administration of a nuclear factor kappa-B inhibitor on pulmonary endothelial dysfunction after cardiopulmonary bypass: impact on oxygenation and hemodynamics and development of therapeutic and preventive modalities in a porcine model

Introduction: La circulation extracorporelle (CEC) peut entraîner une dysfonction endothéliale pulmonaire et l’hypertension pulmonaire. Le SN50 agit au niveau de la signalisation cellulaire pour prévenir ces réactions à la CEC et pourrait renverser la dysfonction endothéliale pulmonaire post-CEC sans effets néfastes sur l’hémodynamie. Méthodes: Quatre groups de porcs ont reçu un parmi quatre traîtements avant de subir 90 minutes de CEC et 60 minutes de reperfusion: (1) milrinone nébulisé; (2) sildenafil nébulisé; (3) placebo nébulisé; et (4) SN-50 intraveineux. Un monitoring hémodynamique invasif a été utilisé. La réactivité vasculaire des artères pulmonaires de deuxième ordre a été évaluée face à l’acétylcholine et la bradykinine. Résultats: Le sildénafil produit une augmentation significative de la pression de l’artère pulmonaire (PAP) moyenne à 60 minutes de reperfusion par rapport au début de la chirurgie. Les relaxations dépendantes de l’endothélium face à la bradykinine étaient meilleurs dans les groupes milrinone et SN-50 et surtout dans le groupe sildénafil par rapport au groupe placébo. Le SN-50 produisait de moins bonnes relaxations dépendantes de l’endothélium face à l’acétylcholine que les autres traitements incluant placébo. Conclusion: Le sildénafil prévient mieux la dysfonction endothéliale pulmonaire que les autres traitements. Les bénéfices du SN-50 sont possiblement sous-estimés vu que la dose n’a pas pu être ajustée à la durée de CEC. Le sildenafil inhalé mérite une étude plus importante chez l’humain et le SN-50 dans un model de CEC animal.

Characterization of Actinobacillus pleuropneumoniae antiviral effect against porcine reproductive and respiratory syndrome virus in porcine alveolar macrophages.

Le syndrome reproducteur et respiratoire porcin (SRRP) est la maladie infectieuse la plus économiquement importante de l’industrie porcine. Une étude récente a démontré que le surnageant de culture d’Actinobacillus pleuropneumoniae (App) inhibe l’infection du virus SRRP (VSRRP) in vitro dans des cellules de singe. L’objectif de cette étude est de démontrer l’effet antiviral d’App contre le VSRRP dans les cellules cibles du virus in vivo: les macrophages alvéolaires porcins (MAPs) et d’étudier les mécanismes spécifiques impliqués lors de l’inhibition virale. Les MAPs ont été traités avec App, avant et après l’infection avec le VSRRP. À différents temps post-infection, la réplication et la transcription du génome viral ont été quantifiées. L’expression des interférons (IFN) type I et II, ainsi que le profil protéomique en présence ou absence d’App ont été évalués. L’expression de certaines protéines a été confirmée par immunobuvardage et immunofluorescence (IF). Les résultats ont démontré que l’effet antiviral d’App n’est pas via l’induction des IFN type I et II. App inhibe l’infection virale dans MAPs avant la réplication et la transcription du génome viral, ce qui indique qu’App inhibe précocement le cycle réplicatif viral. Le profil protéomique a révélé qu’App augmentait l’expression de la cofiline, une protéine qui provoque la dépolymérisation de l’actine. De plus, ce phénomène de dépolymérisation a été confirmé par IF. Le traitement des MAPs avec la cytochalasin D (un composé qui provoque la fragmentation des microfilments) a démontré que comme pour App, cette drogue inhibe la réplication virale. Les résultats obtenus suggèrent que l’effet antiviral d’App est via l'activation de la cofiline et dépolymérisation de l’actine, affectant probablement l’endocytose du VSRRP.

In vivo effect of deoxynivalenol (DON) naturally contaminated feed on porcine reproductive and respiratory syndrome virus (PRRSV) infection.

Deoxynivalenol (DON), also known as vomitoxin, is the most prevalent type B trichothecene mycotoxin worldwide. Pigs show a great sensitivity to DON, and because of the high proportion of grains in their diets, they are frequently exposed to this mycotoxin. The objective of this study was to determine the impact of DON naturally contaminated feed on porcine reproductive and respiratory syndrome virus (PRRSV) infection, the most important porcine viral pathogen in swine. Experimental infections were performed with 30 animals. Piglets were randomly divided into three groups of 10 animals based on DON content of diets (0, 2.5 and 3.5 mg/kg DON). All experimental groups were further divided into subgroups of 6 pigs and were inoculated with PRRSV. The remaining pigs (control) were sham-inoculated with PBS. Pigs were daily monitored for temperature, weight and clinical signs for 21 days. Blood samples were collected and tested for PRRSV RNA and for virus specific antibodies. Results of PRRSV infection showed that ingestion of diet highly contaminated with DON greatly increases the effect of PRRSV infection on weight gain, lung lesions and mortality, without increasing significantly viral replication, for which the tendency is rather directed toward a decrease of replication. These results suggest that PRRSV infection could exacerbate anorectic effect of DON, when ingested in large doses. Results also demonstrate a DON negative effect on PRRSV-specific humoral responses. This study demonstrate that high concentrations of DON naturally contaminated feed decreased the immune response against PRRSV and influenced the course of PRRSV infection in pigs.

Actinobacillus pleuropneumoniae Possesses an Antiviral Activity against Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome Virus

Pigs are often colonized by more than one bacterial and/or viral species during respiratory tract infections. This phenomenon is known as the porcine respiratory disease complex (PRDC). Actinobacillus pleuropneumoniae (App) and porcine reproductive and respiratory syndrome virus (PRRSV) are pathogens that are frequently involved in PRDC. The main objective of this project was to study the in vitro interactions between these two pathogens and the host cells in the context of mixed infections. To fulfill this objective, PRRSV permissive cell lines such as MARC-145, SJPL, and porcine alveolar macrophages (PAM) were used. A pre-infection with PRRSV was performed at 0.5 multiplicity of infection (MOI) followed by an infection with App at 10 MOI. Bacterial adherence and cell death were compared. Results showed that PRRSV preinfection did not affect bacterial adherence to the cells. PRRSV and App co-infection produced an additive cytotoxicity effect. Interestingly, a pre-infection of SJPL and PAM cells with App blocked completely PRRSV infection. Incubation of SJPL and PAM cells with an App cell-free culture supernatant is also sufficient to significantly block PRRSV infection. This antiviral activity is not due to LPS but rather by small molecular weight, heat-resistant App metabolites (,1 kDa). The antiviral activity was also observed in SJPL cells infected with swine influenza virus but to a much lower extent compared to PRRSV. More importantly, the PRRSV antiviral activity of App was also seen with PAM, the cells targeted by the virus in vivo during infection in pigs. The antiviral activity might be due, at least in part, to the production of interferon c. The use of in vitro experimental models to study viral and bacterial co-infections will lead to a better understanding of the interactions between pathogens and their host cells, and could allow the development of novel prophylactic and therapeutic tools.