Molecular characterization of Cryptosporidium spp. from fecal samples of birds kept in captivity in Brazil

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

Diagnosis of gastric cryptosporidiosis in birds using a duplex real-time PCR assay

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

Real-time PCR assay targeting the actin gene for the detection of Cryptosporidium parvum in calf fecal samples

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

Avaliação da PCR em tempo real para detecção de Cryptosporidium parvum em amostras fecais de bezerros: Camila Guariz Homem. -

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

Real-time PCR assay targeting the actin gene for the detection of Cryptosporidium parvum in calf fecal samples

Cryptosporidium parvum infection is very important with respect to public health, owing to foodborne and waterborne outbreaks and gastrointestinal illness in immunocompetent and immunocompromised persons. In cattle, infection with this species manifests either as a subclinical disease or with diarrheal illness, which occurs more often in the presence of other infectious agents than when alone. The aim of this study was to develop a real-time polymerase chain reaction (PCR) assay for the detection of C. parvum in calf fecal samples and to compare the results of this assay with those of the method routinely used for the diagnosis of Cryptosporidium spp., nested PCR targeting the 18S rRNA gene. Two hundred and nine fecal samples from calves ranging in age from 1 day to 6 months were examined using real-time PCR specific for the actin gene of C. parvum and by a nested PCR targeting the 18S rRNA gene of Cryptosporidium spp. Using real-time PCR detection, 73.2% (153 out of 209) of the samples were positive for C. parvum, while 56.5% (118 out of 209) of the samples were positive for Cryptosporidium spp. when the nested PCR amplification method was used for the detection. The analytical sensitivity of the real-time PCR was approximately one C. parvum oocyst. There was no significant nonspecific DNA amplification of any of the following species and genotype: Cryptosporidium andersoni, Cryptosporidium baileyi, Cryptosporidium bovis, Cryptosporidium canis, Cryptosporidium galli, Cryptosporidium ryanae, Cryptosporidium serpentis, or avian genotype II. Thus, we conclude that real-time PCR targeting the actin gene is a sensitive and specific method for the detection of C. parvum in calf fecal samples.

First molecular characterization of Cryptosporidium spp. infecting buffalo calves in Brazil

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

Phylogeography and evolutionary history of dengue virus type 3

In this study, we revisited the phylogeography of the three of major DENV-3 genotypes and estimated its rate of evolution, based on the analysis of the envelope (E) gene of 200 strains isolated from 31 different countries around the world over a time period of 50 years (1956-2006). Our phylogenetic analysis revealed a geographical subdivision of DENV-3 population in several country-specific clades. Migration patterns of the main DENV-3 genotypes showed that genotype I was mainly circumspect to the maritime portion of Southeast-Asia and South Pacific, genotype 11 stayed within continental areas in South-East Asia, while genotype III spread across Asia, East Africa and into the Americas. No evidence for rampant co-circulation of distinct genotypes in a single locality was found, suggesting that some factors, other than geographic proximity, may limit the continual dispersion and reintroduction of new DENV-3 variants. Estimates of the evolutionary rate revealed no significant differences among major DENV-3 genotypes. The mean evolutionary rate of DENV-3 in areas with long-term endemic transmissions (i.e., Indonesia and Thailand) was similar to that observed in the Americas, which have been experiencing a more recent dengue spread. We estimated the origin of DENV-3 virus around 1890, and the emergence of current diversity of main DENV-3 genotypes between the middle 1960s and the middle 1970s, coinciding with human population growth, urbanization, and massive human movement, and with the description of the first cases of DENV-3 hemorrhagic fever in Asia. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Detection of Toxoplasma gondii DNA in sera samples of mice experimentally infected

Detection of Toxoplasma gondii (T. gondii) DNA in blood can help to diagnose the disease in its acute phase; however, it must be considered that hemoglobin, present in blood, can inhibit polymerase activity, making impracticable the detection of DNA in samples. Mice were experimentally infected via oral route with ME49 and BTU2 strains cysts and RH strain tachyzoites; polymerase chain reaction was used to detect T. gondii DNA in mice sera 18, 24, 48, 96, and 192 hours post infection (PI). Toxoplama gondii DNA was detected in only one animal infected with BTU2 strain, genotype III (isolated from a dog with neurological signs) 18 hours PI. The agent's DNA was not detected in any sample of the other experimental groups. New studies must be carried out to verify the technique sensitivity in researches on this agent's genetic material using sera samples of acute-phase toxoplasmosis patients, especially in cases of immunosuppression.

Ocorrência de crryptosporidium spp, em animais exóticos de companhia no Brasil: Milena Sato de Souza. -

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

Encefalite viral induzida pelo vírus da dengue em camundongos suíços albinos: a resposta inflamatória do sistema nervoso central do hospedeiro neonato

Para estudar a resposta imune inata produzida especificamente no interior do SNC em desenvolvimento, evitando a influencia do sistema imune, empregamos modelo de infeccao viral induzida pela inoculacao intracerebral do virus da dengue em camundongos neonatos. Oito camundongos lactentes de dois dias de idade da espécie Mus musculus e variedade suica albina foram inoculados por via intracerebral com homogenado cerebral infectado com a especie Flavivirus (DENV3 genotipo III). Outro conjunto de animais foi utilizado como controle (nao infectado) e inoculado com igual volume de homogenado cerebral nao infectante e mantidos nas mesmas condicoes dos infectados. Decorridos 7 dias apos a infeccao os camundongos doentes foram sacrificados e tiveram seus cerebros processados para imunomarcacao de astrocitos e microglias. Quantificou-se a resposta imune glial no stratum lacunosum molecular (Lac Mol), radiatum (Rad) e pyramidale (Pir) de CA1-2 do hipocampo e na camada molecular do giro denteado (GDMol) usando o fracionador optico para estimar o numero de microglias e astrocitos em animais infectados e controles. Intensa astrocitose reativa e intensa ativacao microglial foram encontradas em animais neonatos com sinais clinicos de meningoencefalite. Entretanto, embora tenham sido maiores as estimativas do numero de microglias ativadas nos infectados (Inf) do que nos animais controles (Cont) nas camadas GDMol (Inf: 738,95 } 3,07; Cont: 232,73 } 70,38; p = 0,0035), Rad (Inf: 392,49 } 44,13; Cont: 62,76 } 15,86; p = 0,0004), em relacao ao numero total de microglias (ativadas ou nao) apenas o stratum radiatum mostrou diferença significante (Inf: 6.187,49 } 291,62; Cont: 4.011,89 } 509,73; p = 0,01). Por outro lado apenas a camada molecular do giro denteado mostrou diferenca no numero de astrocitos (Inf: 8.720,17 } 903,11; Cont: 13.023,13 } 1.192,14; p = 0,02). Tomados em conjunto os resultados sugerem que a resposta imune inata do camundongo neonato a encefalite induzida pelo virus da dengue (sorotipo 3, genotipo III) esta associada a um maior aumento do numero de microglias do que de astrocitos reativos e essa mudanca e dependente da camada e da regiao investigada. As implicacoes fisiopatologicas desses achados permanecem por ser investigadas.

Influências da idade e do ambiente sobre o curso temporal da infecção pelo vírus da Dengue acentuada por anticorpo heterólogo em modelo murino: ensaios comportamentais e histopatológicos

Por conta de que o ambiente enriquecido (AE) aumenta a atividade de células T e contribuí para imunopatogênese durante as infecções heterólogas do vírus da dengue (VDEN), nós hipotetizamos que animais que crescem em AE em comparação com animais que crescem em ambiente padrão (AP), ao serem infectados pelo vírus da dengue, desenvolveriam formas mais graves da doença. Além disso, como os animais velhos apresentam menor declínio funcional em células T de imunidade adaptativa, testamos a hipótese de que camundongos AE velhos ao serem infectados pelo vírus da dengue apresentariam maior taxa de mortalidade do que animais AP pareados por idade, e isso estaria associado à maior hiperplasia dos linfócitos T. Para testar essas hipóteses implantamos regime de inoculações múltiplas em animais adultos de 9 e 18 meses de idade. Dois regimes de inoculação foram testados: inoculações múltiplas de homogeneizado cerebral infectado por um único sorotipo (IUS) ou inoculações alternadas daquele homogeneizado e de anticorpo heterólogo (ICAH). Em ambos os casos foram feitas inoculações múltiplas intraperitoneais encontrando-se diferenças significativas no curso temporal da doença nos animais submetidos a um ou outro regime de inoculação. Comparado ao grupo ICAH para o qual detectou-se diferenças significativas entre os grupos AE e AP (Kaplan-Meyer log-rank test, p = 0,0025), não foram detectadas diferenças significativas entre os grupos experimentais AP e AE submetidos ao regime IUS (Kaplan-Meyer log-rank test, p = 0,089). As curvas de sobrevivência dos grupos AE e AP sob o regime ICAH foram estendidas após a injeção de glicocorticoides reduzindo-se os sintomas e o número de mortes e esse efeito foi maior no grupo AE do que no AP (Kaplan-Meyer log-rank test, p = 0,0162). No regime ICAH, o grupo AE mostrou sinais clínicos mais intensos do que o AP e isso incluiu dispneia, tremor, postura encurvada, imobilidade, paralisia pré-terminal, choque e eventual morte. Comparado ao grupo AP, o grupo AE independentemente da idade apresentou maior mortalidade e sinais clínicos mais intensos. Esses sinais clínicos mais intensos nos animais do ambiente enriquecido submetidos ao regime ICAH foram associados à maior hiperplasia de linfócitos T no baço e maior infiltração dessas células no fígado, pulmões e rins. Embora a hiperplasia linfocítica e a infiltração tenham se mostrado mais intensas nos animais velhos do que nos jovens, a imunomarcação para os antígenos virais nos mesmos órgãos foi maior nos jovens do que nos velhos. A presença do vírus nos diferentes órgãos alvo foi confirmada por PCR em tempo real. Tomados em conjunto os resultados sugerem que o ambiente enriquecido exacerba a resposta inflamatória subsequente à infecção por dengue acentuada por anticorpo heterólogo, e isso está associado à sintomas clínicos mais intensos, maior taxa de mortalidade e ao aumento da expansão de células T. Os ensaios comportamentais e histopatológicos do presente trabalho permitiram testar e validar novo modelo murino imunocompetente para estudos em dengue permitindo testar numerosas hipóteses oriundas de estudos epidemiológicos e in vitro.

Epidemiologia molecular do Vírus Oropouche (Bunyaviridae: Orthobunyavirus) na Amazônia brasileira

O Virus Oropouche (VORO; Bunyaviridae, Orthobunyavirus) é um dos mais importantes arbovírus que infecta humanos na Amazônia brasileira, e é causador da febre do Oropouche. Entre 1961 e 2009, um grande número de epidemias foi registrado em diferentes centros urbanos dos Estados Brasileiros do Acre, Amapá, Amazonas, Maranhão, Pará, Rondônia e Tocantins, e também no Panamá, Peru e Trinidad & Tobago. Este trabalho teve por objetivo desenvolver um estudo retrospectivo dos aspectos epidemiológicos e moleculares do VORO enfatizando sua distribuição, a dinâmica das epidemias ocorridas no período, bem como a dispersão de diferentes genótipos na América Latina e no Brasil como contribuição à epidemiologia molecular do VORO. Para tanto 66 isolamentos do VORO pertencentes ao acervo do Instituto Evandro Chagas foram propagados em camundongos e em cultura de células VERO, seguida da extração do RNA viral e obtenção do cDNA por RTPCR; os amplicons foram purificados e submetidos ao sequenciamento nucleotídico para análises moleculares e evolução, incluindo o rearranjo genético, estudo de relógio molecular e análise de dispersão viral. Foi demonstrada a presença de quatro linhagens distintas do VORO na Amazônia brasileira (genótipos I, II, III e IV), sendo os genótipos I e II, respectivamente os mais frequentemente encontrados em áreas da Amazônia ocidental e oriental. Esses e o genótipo III estão constantemente evoluindo, mediante o mecanismo “boom and boost” que resulta na emergência seguida de substituição das sublinhagens (subgenótipos) circulantes por outras mais recentes. O genótipo III do VORO, previamente encontrado somente no Panamá, foi descrito na Amazônia e Sudeste do Brasil. Os dados obtidos pela análise filogenética comparativa das topologias para os segmentos PRNA e MRNA sugerem que o VORO utiliza o rearranjo genético como mecanismo de geração de biodiversidade viral, sendo o genótipo I o mais estável e o II o mais instável e, portanto, mais sensível às pressões evolutivas; foi reconhecido um novo genótipo do VORO neste estudo em amostras isoladas em Manaus no ano de 1980, que foi denominado de genótipo IV. O estudo do relógio molecular mostrou que a emergência do VORO se deu no Estado do Pará provavelmente há 223 anos e daí ao longo dos anos se dispersou pela PanAmazônia bem como para o Caribe, sendo que o genótipo I foi o que originou os demais genótipos do VORO.

Environmental influences on antibody-enhanced dengue disease outcomes

Because an enriched environment (EE) enhances T-cell activity and T-lymphocytes contribute to immunopathogenesis during heterologous dengue virus (DENV) infections, we hypothesised that an EE increases dengue severity. To compare single serotype (SS) and antibody-enhanced disease (AED) infections regimens, serial intraperitoneal were performed with DENV3 (genotype III) infected brain homogenate or anti-DENV2 hyperimmune serum followed 24 h later by DENV3 (genotype III) infected brain homogenate. Compared AED for which significant differences were detected between the EE and impoverished environmental (IE) groups (Kaplan-Meyer log-rank test, p = 0.0025), no significant differences were detected between the SS experimental groups (Kaplan-Meyer log-rank test, p = 0.089). Survival curves from EE and IE animals infected with the AED regimen were extended after corticoid injection and this effect was greater in the EE than in the IE group (Kaplan-Meyer log-rank test, p = 0.0162). Under the AED regimen the EE group showed more intense clinical signs than the IE group. Dyspnoea, tremor, hunched posture, ruffled fur, immobility, pre-terminal paralysis, shock and death were associated with dominant T-lymphocytic hyperplasia and presence of viral antigens in the liver and lungs. We propose that the increased expansion of these memory T-cells and serotype cross-reactive antibodies facilitates the infection of these cells by DENV and that these events correlate with disease severity in an EE.

Detection of dengue virus in sera of Brazilian blood donors

BACKGROUND: Dengue is the most important arboviral disease in the world. Dengue viruses (DENVs) have produced huge outbreaks in Brazil in the past 25 years with more than 5 million reported cases. During these epidemics, asymptomatic individuals infected with DENV could donate blood and serve as a source of virus dissemination in the community. Here, we studied the circulation of DENV in healthy individuals during an epidemic outbreak. STUDY DESIGN AND METHODS: The study included 500 serum samples from healthy blood donors collected at the Hemotherapy Center of Ribeirao Preto, Brazil, during a dengue outbreak. The presence of DENV RNA in the serum samples was screened by real-time reverse transcriptionpolymerase chain reaction (PCR). The virus serotype was determined by a heminested PCR procedure. A partial fragment of the NS5 gene sequence was used for phylogenetic analysis. RESULTS: DENV RNA was detected in the serum sample of 2 of 500 (0.4%) individuals. Both of them were infected with DENV-3 Genotype III, a virus that has been circulating in Brazil in the past decade. CONCLUSION: Individuals with asymptomatic DENV infection can be blood donors and serve as a source of virus dissemination in the community. Further studies are needed to determine the risk of recipient infection by DENV as a result of transfusion in Brazil, especially during epidemic periods.

Phylogenetic relationship of dengue virus type 3 isolated in Brazil and Paraguay and global evolutionary divergence dynamics

Background: Dengue is the most important mosquito-borne viral disease worldwide. Dengue virus comprises four antigenically related viruses named dengue virus type 1 to 4 (DENV1-4). DENV-3 was re-introduced into the Americas in 1994 causing outbreaks in Nicaragua and Panama. DENV-3 was introduced in Brazil in 2000 and then spread to most of the Brazilian States, reaching the neighboring country, Paraguay in 2002. In this study, we have analyzed the phylogenetic relationship of DENV-3 isolated in Brazil and Paraguay with viruses isolated worldwide. We have also analyzed the evolutionary divergence dynamics of DENV-3 viruses. Results: The entire open reading frame (ORF) of thirteen DENV-3 isolated in Brazil (n = 9) and Paraguay (n = 4) were sequenced for phylogenetic analysis. DENV-3 grouped into three main genotypes (I, II and III). Several internal clades were found within each genotype that we called lineage and sub-lineage. Viruses included in this study belong to genotype III and grouped together with viruses isolated in the Americas within the lineage III. The Brazilian viruses were further segregated into two different sub-lineage, A and B, and the Paraguayan into the sub-lineage B. All three genotypes showed internal grouping. The nucleotide divergence was in average 6.7% for genotypes, 2.7% for lineages and 1.5% for sub-lineages. Phylogenetic trees constructed with any of the protein gene sequences showed the same segregation of the DENV-3 in three genotypes. Conclusion: Our results showed that two groups of DENV-3 genotypes III circulated in Brazil during 2002-2009, suggesting different events of introduction of the virus through different regions of the country. In Paraguay, only one group DENV-3 genotype III is circulating that is very closely related to the Brazilian viruses of sub-lineage B. Different degree of grouping can be observed for DENV-3 and each group showed a characteristic evolutionary divergence. Finally, we have observed that any protein gene sequence can be used to identify the virus genotype.