O Herpesvírus bovino tipo 5 (BoHV-5) pode utilizar as rotas olfatória ou trigeminal para invadir o sistema nervoso central de coelhos, dependendo da via de inoculação

O herpesvírus bovino tipo 5 (BoHV-5) é um agente importante de meningoencefalite em bovinos. Após replicação na mucosa nasal, acredita-se que o vírus invada o cérebro principalmente pela via olfatória. Para investigar a importância dessa via na patogenia da infecção neurológica em um modelo animal, coelhos recém-desmamados (30 dias) foram submetidos à ablação cirúrgica dos bulbos olfatórios (BOs) e posteriormente inoculados pela via intranasal (IN) ou no saco conjuntival (IC) com uma cepa altamente neurovirulenta do BoHV-5 (SV-507). Após inoculação IN, 10/10 coelhos no Grupo Controle (com BOs) desenvolveram enfermidade neurológica, com início dos sinais clínicos entre os dias 5 e 10 pós-inoculação (pi) (média de 7,5 dias); em contraste, no grupo submetido à ablação dos BOs (n=11), apenas um animal (9,1%) desenvolveu doença neurológica (início no dia 17pi). Administração de dexametasona aos animais sobreviventes (n=10) no dia 50 pi resultou em excreção viral em secreções nasais e/ou oculares por oito destes, demonstrando que o vírus foi capaz de atingir o gânglio trigêmeo (TG) durante a infecção aguda. Esses resultados demonstram que a rota olfatória representa a via principal, mas não única, de acesso ao cérebro de coelhos após inoculação IN. Para investigar o papel de uma segunda possível via de acesso, grupos de coelhos controle (n=12) ou submetidos à ablação dos BOs (n=12) foram inoculados no saco conjuntival (IC), após o qual o vírus poderia utilizar o ramo oftálmico do nervo trigêmeo para invadir o cérebro. Dez coelhos controle (83,3 %) desenvolveram doença neurológica após inoculação IC, com início dos sinais entre os dias 11 e 20 (média 15,3 dias). A ablação prévia dos BOs não afetou a freqüência ou o curso da doença neurológica nesse grupo: 10/12 coelhos (83,3 %) sem os BOs desenvolveram a doença neurológica, com os sinais iniciando entre os dias 9 e 15pi (média 12,7 dias). Esses resultados demonstram que tanto a via olfatória como a trigeminal podem servir de acesso para o BoHV-5 invadir o cérebro de coelhos inoculados experimentalmente, dependendo da via de inoculação. Inoculação IN resulta em um transporte rápido e eficiente pela via olfatória; com a via trigeminal servindo de acesso mais lento e menos eficiente. Inoculação IC resulta em transporte e invasão eficientes, porém mais tardios, provavelmente pela via trigeminal.

Experimental infection of rabbits with a recombinant bovine herpesvirus type 5 (BoHV-5) gI, gE and US9-negative

Bovine herpesvirus type 5 (BoHV-5) is a major cause of viral meningoencephalitis in cattle. The expression of different viral proteins has been associated with BoHV-5 neuropathogenesis. Among these, gI, gE and US9 have been considered essential for the production of neurological disease in infected animals. To evaluate the role of gI, gE and US9 in neurovirulence, a recombinant from which the respective genes were deleted (BoHV-5 gI-/gE-/US9-) was constructed and inoculated in rabbits of two age groups (four and eight weeks-old). When the recombinant virus was inoculated through the paranasal sinuses of four weeks-old rabbits, neurological disease was observed and death was the outcome in 4 out of 13 (30.7 %) animals, whereas clinical signs and death were observed in 11/13 (84.6%) of rabbits infected with the parental virus. In eight weeks-old rabbits, the BoHV-5 gI-/gE-/US9- did not induce clinically apparent disease and could not be reactivated after dexamethasone administration, whereas wild type BoHV-5 caused disease in 55.5% of the animals and was reactivated. These findings reveal that the simultaneous deletion of gI, gE and US9 genes did reduce but did not completely abolish the neurovirulence of BoHV-5 in rabbits, indicating that other viral genes may also play a role in the induction of neurological disease.

Mapping the sites of latency and reactivation by bovine herpesvirus 5 (BoHV-5) and a thymidine kinase-deleted BoHV-5 in lambs

A thymidine kinase (tk)-deleted bovine herpesvirus 5 (BoHV-5tkΔ) was previously shown to establish latent infection and reactivate - even poorly - in a sheep model (Cadore et al. 2013). As TK-negative alphaherpesviruses are unlike to reactivate in neural tissue, this study investigated the sites of latency and reactivation by this recombinant in lambs. For this, groups of lambs were inoculated intranasally with the parental BoHV-5 strain (SV-507/99) or with the recombinant BoHV-5tkΔ. During latent infection (40 days post-inoculation, pi), the distribution of recombinant virus DNA in neural and non-neural tissues was similar to that of the parental virus. Parental and recombinant virus DNA was consistently detected by PCR in trigeminal ganglia (TGs); frequently in palatine and pharyngeal tonsils and, less frequently in the retropharyngeal lymph nodes. In addition, latent DNA of both viruses was detected in several areas of the brain. After dexamethasone (Dx) administration (day 40pi), the recombinant virus was barely detected in nasal secretions contrasting with marked shedding of the parental virus. In tissues of lambs euthanized at day 3 post-Dx treatment (pDx), reverse-transcription-PCR (RT-PCR) for a late viral mRNA (glycoprotein D gene) demonstrated reactivation of parental virus in neural (TGs) and lymphoid tissues (tonsils, lymph node). In contrast, recombinant virus mRNA was detected only in lymphoid tissues. These results demonstrate that BoHV-5 and the recombinant BoHV-5tkΔ do establish latent infection in neural and non-neural sites. Reactivation of the recombinant BoHV-5tkΔ, however, appeared to occur only in non-neural sites. In anyway, the ability of a tk-deleted strain to reactivate latent infection deserves attention in the context of vaccine safety.

Detection of bovine herpesvirus 5 (BoHV-5) in formalin-fixed, paraffin-embedded bovine brain by nested PCR in Colombian cattle

Fifteen cases of viral meningoencephalitis in Colombian cattle were tested by nested PCR analysis for the detection of bovine herpesvirus 5 (BoHV-5). All fatal cases had shown severe neurological signs and had occurred following natural outbreaks of the disease. The neurological infection was histologically characterized by mild to moderate inflammatory changes in the brain and cerebellum, including meningitis, mononuclear perivascular cuffing, gliosis, haemorrhage, and the presence of Gitter cells (macrophages) accompanying large areas of malacia. No intranuclear inclusion bodies were seen in any of the cases. Results from BoHV-5 molecular extraction analyses showed there were five positive cases thus confirming the presence of the virus in Colombia.

Serological Evidence of Bovine Herpesvirus 5 (BoHV-5) in Cattle at the Colombia's Eastern Plains

Several diseases involve the nervous system of cattle, among which infections with Rabies Virus and Bovine Herpes Virus 5 (BoHV-5) are noteworthy. In order to detect seropositive animals to BoHV-5, 156 Brahman-Zebu bovines blood samples from Colombia's eastern plains were analyzed through seroneutralization assay; the area has a history of animals dying with nervous symptoms and which rule out the disease of rabies. All animals were over one year old and randomly selected from two different herds reporting no vaccination for infectious bovine rhinotracheitis in a period exceeding one year. Results indicated seropositivity for BoHV-5 in 91 cases (58.4%), of which 88 were also seropositive for bovine herpes virus 1 (BoHV-1), while 41 were seronegative for both agents. 22/64 seronegative cases for BoHV-5 were seropositive for BoHV-1 and 2/43 seronegative cases for BoHV-1 were seropositive for BoHV-5, and consequently, these animals could be only infected by encephalitis herpes virus. With these initial findings, emphasis its placed on the need establish the true impact of the disease in Colombia and proposes the epidemiological surveillance of cattle in the region studied in order to establish mechanisms for control of viral infection.

Detecção de herpesvírus bovino 5 (BoHV-5) em bovinos do Sudeste Brasileiro

This paper reports the detection of bovine herpesvirus type 5 (BoHV-5) by a specific nested PCR assay. Samples were collected from the central nervous system (CNS) of cattle from Minas Gerais and São Paulo States, Brazil. All animals died presenting neurological symptoms. Nineteen frozen CNS samples analyzed had been previously tested by fluorescence antibody test for rabies virus and showed negative results. Three paraffin-embedded brain tissue samples were examined by histopatology and the observed alterations suggested nonsuppurative meningoencephalitis. BoHV-5 was detected in five (22.7%) among 22 tested samples. The occurrence of BoHV-5 infection is reported in the Southeast region of Brazil, indicating that epidemiological studies should be carried out.

Bio-safety technology in production of bovine herpesvirus type 5 (BoHV-5) using an alternative serum-free medium

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Avaliação de gametas e embriões bovinos produzidos in vitro após exposição experimental ao BoHV-5

Pós-graduação em Ciência Animal - FMVA

Resposta celular no encéfalo de coelhos experimentalmente inoculados com herpesvírus bovino 5 (BoHV-5)

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Caracterização e infecção de células tronco mesenquimais e células semelhantes a neurônios, derivadas de cordão umbilical bovino pelo herpesvírus bovino Tipo 5 (BoHV-5)

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Glycoprotein D of bovine herpesvirus 5 (BoHV-5) confers an extended host range to BoHV-1 but does not contribute to invasion of the brain

Bovine herpesvirus 1 (BoHV-1) and BoHV-5 are closely related pathogens of cattle, but only BoHV-5 is considered a neuropathogen. We engineered intertypic gD exchange mutants with BoHV-1 and BoHV-5 backbones in order to address their in vitro and in vivo host ranges, with particular interest in invasion of the brain. The new viruses replicated in cell culture with similar dynamics and to titers comparable to those of their wild-type parents. However, gD of BoHV-5 (gD5) was able to interact with a surprisingly broad range of nectins. In vivo, gD5 provided a virulent phenotype to BoHV-1 in AR129 mice, featuring a high incidence of neurological symptoms and early onset of disease. However, only virus with the BoHV-5 backbone, independent of the gD type, was detected in the brain by immunohistology. Thus, gD of BoHV-5 confers an extended cellular host range to BoHV-1 and may be considered a virulence factor but does not contribute to the invasion of the brain.

Apoptotic and developmental effects of bovine Herpesvirus type-5 infection on in vitro-produced bovine embryos

Bovine Herpesvirus type-5 (BoHV-5), which is potentially neuropathogenic, was recently described to be related with reproductive disorders in cows. The objective was to elucidate mechanisms involved in propagation of BoHV-5 in embryonic cells. For this purpose, bovine embryos produced in vitro were assayed for apoptotic markers after experimental infection of oocytes, in vitro fertilization, and development. Host DNA fragmentation was detected with a TUNEL assay, expression of annexin-V was measured with indirect immunofluorescence, and viral DNA was detected with in situ hybridization. Infective BoHV-5 virus was recovered from embryos derived from exposed oocytes after two consecutive passages on Madin-Darby bovine kidney (MDBK) cells. The viral DNA corresponding to US9 gene, localized between nucleotides 126243 to 126493, was detected in situ and amplified. There was no significant difference between the ratio of TUNEL stained nuclei and total cells in good quality blastocysts (0.87 +/- 0.05, mean SD), but there were differences (P < 0.05) between infected (0.18 +/- 0.05) and uninfected blastocysts (0.73 +/- 0.07). The Annexin-V label was more intense in uninfected embryos (0.79 +/- 0.04; P < 0.05). The quality of infected and uninfected embryos was considered equal, with no significant effect on embryonic development. In conclusion, we inferred that BoHV-5 infected bovine oocytes, replicated, and suppressed some apoptotic pathways, without significantly affecting embryonic development. (C) 2010 Elsevier Inc. All rights reserved.

Epidemiologia, sinais clínicos e distribuição das lesões encefálicas em bovinos afetados por meningoencefalite por herpesvírus bovino-5

São descritos sete surtos e um caso isolado de meningoencefalite por herpesvírus bovino-5 (BoHV-5) em bovinos no Rio Grande do Sul entre 2002 e 2004. Foram afetados bovinos de 1-18 meses, de diversas raças e ambos os sexos. A maior freqüência foi observada em bovinos recém-desmamados e submetidos a outros fatores de estresse. Nesses surtos, de uma população total sob risco de 1.359 bovinos, 54 foram afetados, quatro se recuperaram e 50 morreram espontaneamente ou foram submetidos à eutanásia quando moribundos. Os índices gerais de morbidade, mortalidade e letalidade foram, respectivamente, de 3,97%, 3,67% e 92,59%. A evolução clínica variou de 3-10 dias e os sinais eram caracterizados por depressão, corrimento nasal ou ocular, ranger de dentes, andar em círculos, cegueira, febre, nistagmo, tremores, anorexia, disfagia, sialorréia, incoordenação, pressão da cabeça contra objetos, pêlos arrepiados, taquicardia, taquipnéia, dor abdominal, melena, quedas, decúbito, opistótono, convulsões e movimentos de pedalagem. Dezenove bezerros foram necropsiados. Achados de necropsia foram caracterizados por hiperemia das leptomeninges, tumefação das porções rostrais do telencéfalo, com achatamento das circunvoluções dos lobos frontais; nessas áreas havia focos marrom-amarelados e amolecidos (malacia). Nos casos de evolução clínica mais longa era observada acentuada tumefação, amolecimento e extensas áreas de hemorragia nos lobos frontais telencefálicos. Microscopicamente, todos os bovinos afetados apresentaram meningoencefalite não-supurativa e necrosante, que variou quanto à localização e intensidade nos 19 casos examinados e nas seções de encéfalo de um mesmo caso. A intensidade dessas lesões foi mais acentuada, em ordem decrescente, no córtex telencefálico frontal, nos núcleos da base, tálamo, tronco encefálico, córtex parietal, córtex occipital e cerebelo. O infiltrado inflamatório perivascular era constituído predominantemente por linfócitos e plasmócitos e, menos freqüentemente, neutrófilos. Outros achados incluíam variados graus de gliose, edema, necrose neuronal no córtex telencefálico, caracterizada por encarquilhamento e eosinofilia do citoplasma e picnose nuclear (neurônio vermelho), corpúsculos de inclusão basofílicos intranucleares em astrócitos e neurônios (21,05% dos casos), satelitose e neuronofagia. As áreas de amolecimento do parênquima eram caracterizadas por necrose do componente neuroectodérmico e manutenção das estruturas mesenquimais (vasos e micróglia), com infiltrado de células Gitter e, em casos mais graves, áreas de hemorragia. Nos casos crônicos apenas estruturas vasculares e poucas células Gitter permaneciam, formando uma cavidade entre a substância branca e as leptomeninges (lesão residual).

Meningoencefalite por herpesvírus bovino-5

A meningoencefalite por herpesvírus bovino-5 (BoHV-5) é uma doença infecto-contagiosa, aguda ou subaguda, geralmente fatal e que afeta principalmente bovinos jovens submetidos a situações de estresse. A doença tem sido freqüentemente diagnosticada em várias regiões do Brasil e em outras partes do mundo. BoHV-5 é um vírus da família Herpesviridae e subfamília Alphaherpesvirinae e possui como genoma uma molécula de DNA fita dupla. Esses vírus são caracterizados por rápida replicação em cultivo, que resulta em lise das células infectadas, e afetam várias espécies de hospedeiros, estabelecendo latência principalmente em neurônios de gânglios sensoriais. A transmissão de BoHV-5 ocorre principalmente por contato direto ou indireto entre bovinos. Após a replicação primária nas mucosas oral, nasal, ocular e orofaríngea, o vírus invade as terminações nervosas e é transportado até os neurônios de gânglios sensoriais, onde replica ativamente e estabelece latência. A invasão viral do encéfalo pode resultar em replicação viral massiva e produção de doença neurológica. A maioria dos bovinos que desenvolvem doença neurológica morre em decorrência de meningo-encefalite, porém alguns podem desenvolver infecção subclínica e, após recuperação, permanecerem portadores da infecção latente. A disseminação viral nos rebanhos é facilitada em situações de grande concentração de animais, introdução de bovinos e desmame de lotes de bezerros em idade que coincide com o decréscimo da imunidade passiva. Certas condições, naturais ou induzidas, podem reativar o vírus do estado latente e propiciar condições para sua transmissão e disseminação a outros indivíduos. A doença pode ocorrer na forma de surtos ou em casos isolados, com coeficientes de morbidade que podem variar de 0,05%-5%; a letalidade é quase sempre de 100%. Os sinais clínicos incluem depressão, descarga nasal e ocular, ranger de dentes, andar em círculos, cegueira, febre, movimentos de pedalagem, disfagia, dor abdominal, nistagmo, tremores, sialorréia, incoordenação, opistótono, pressão da cabeça contra objetos, quedas e convulsões. A evolução do quadro clínico pode variar de 1 a 15 dias. Achados de necropsia podem estar ausentes, mas normalmente se observa tumefação das porções rostrais do córtex telencefálico e achatamento das circunvoluções, com segmentos amarelados e amolecidos (malacia). Com a evolução da doença, essas áreas se tornam gelatinosas e acinzentadas, e em casos avançados ocorre o desaparecimento segmentar do córtex telencefálico frontal (lesão residual). Em muitos casos podem ser observados focos de malacia na substância cinzenta dos núcleos basais e do tálamo. Histologicamente observa-se meningoencefalite não-supurativa necrosante, principalmente no córtex telencefálico frontal, associada a inclusões intranucleares eosinofílicas em astrócitos e neurônios, embora a freqüência dessas inclusões seja irregular. O diagnóstico de meningoencefalite por BoHV-5 deve ser feito com base nos achados epidemiológicos, clínicos, de necropsia e histopatológicos, associados com o isolamento do vírus em cultivo celular células ou com detecção de antígenos virais em seções do encéfalo ou em células descamadas presentes nas secreções nasais. A identificação e caracterização de BoHV-5 pode ser realizada por meio de testes com anticorpos mono-clonais, reação em cadeia de polimerase (PCR) e por análise de restrição genômica. Não há tratamento específico para a meningoencefalite por BoHV-5. Como o BoHV-1 e o BoHV-5 são antigenicamente muito semelhantes, recomenda-se a vacinação com vacinas para BoHV-1 como forma de reduzir as perdas causadas por BoHV-5, principalmente durante surtos de doença neurológica. Adicionalmente, outras medidas podem ser adotadas para prevenir ou reduzir os prejuízos ocasionados pela enfermidade, como testar sorologicamente os bovinos a serem introduzidos nos rebanhos, minimizar situações de estresse, sobretudo no desmame, e isolamento dos bovinos afetados.