An Experimental Model of Meningoencephalomyelitis by Rocio Flavivirus in Balb/C Mice: Inflammatory Response, Cytokine Production, and Histopathology

Rocio virus (ROCV) is a flavivirus, probably transmitted by Culex mosquitoes and maintained in nature as a zoonosis of wild birds. Rocio virus caused a human epidemic of severe encephalitis that lasted from 1973 to 1980 in the Ribeira valley, in the southeastern coast of Brazil. After this outbreak, serologic evidence of ROCV circulation has been reported and public health authorities are concerned about a return of ROCV outbreaks in Brazil. We show here a study on the pathogenesis and the physiopathology of ROCV disease in the central nervous system of a Balb/C young adult mice experimental model. The animals were intraperitoneally infected by ROCV and followed from 0 to 9 days after infection, when all of them died. Nervous tissue samples were collected from infected animals for immunohistochemistry and molecular biology analysis. We observed the virus in the central nervous system, the inflammatory changes induced by Th1 and Th2 cytokines, and the final irreversible damage of nervous tissues by neuronal degeneration and apoptosis. These findings can help to better understand the pathogenesis and physiopathology of the human meningoencephalomyelitis by ROCV and other flaviviruses.

Estudos sorológicos para pesquisa de anticorpos de arbovírus em população humana da região do Vale do Ribeira: III - inquérito em coabitantes com casos de encefalite por Flavivirus Rocio

Foi realizado inquérito sorológico para pesquisa de anticorpos de 17 arbovírus existentes no país, em coabitantes com doentes de encefalite por Rocio, residentes em zona urbana da região do Vale do Ribeira, São Paulo (Brasil), onde ocorreu recentemente uma extensa epidemia dessa moléstia. Não se verificou maior prevalência de anticorpos IH para vírus Rocio nessas pessoas quando comparadas com indivíduos que não coabitavam com doentes de encefalite. Foram observados e discutidos alguns aspectos já verificados em outros grupos populacionais estudados anteriormente: maior prevalência de anticorpos IH de arbovírus em homens, particularmente pescadores; aumento dessa prevalência com a idade e presença de pessoa com antecedente de encefalite que apresentou, exclusivamente anticorpos neutralizantes para o Alphavirus EEL, o qual até agora não tem sido responsabilizado por moléstia na região. Encontrou-se baixa proporção de indivíduos com anticorpos para Rocio e Flavivirus em geral, fato este estranhável considerando a recente epidemia.

Vector competence experiments with Rocio virus and three mosquito species from the epidemic zone in Brazil

First-generation progeny of field-collected Psorophora ferox, Aedes scapularis, and Aedes serratus from the Rocio encephalitis epidemic zone in S.Paulo State, Brazil, were tested for vector competency in the laboratory. Psorophora ferox and Ae. scapularis are susceptible to per os infection with Rocio virus and can transmit the virus by bite following a suitable incubation period. Oral ID50S for the two species (10(4.1) and 10(4.3) Vero cell plaque forming units, respectively) did not differ significantly. Infection rates in Ae. serratus never exceeded 36%, and, consequently, an ID50 could not be calculated for this species. It is unlikely that Ae. serratus is an epidemiologically important vector of Rocio virus. The utility of an in vitro feeding technique for demonstrating virus transmission by infected mosquitoes and difficulties encountered in working with uncolonized progeny of field-collected mosquitoes are discussed.

Recent occurence of human infection by Rocio arbovirus in Ribeira Valley, Brazil

The presence of IgM antibodies to Rocio in sera of two children from rural area of Ribeira Valley, Brazil, was detected by MAC-ELISA. This new arbovirus of the Flaviviridae family was responsible for an extensive encephalitis epidemic that occurred in the region in 1975-1977. Since 1980 no human disease caused by this virus has been diagnosed. An improvement on surveillance of Rocio infections and on the researches for virus identification in suspected vectors and reservoirs is necessary.

Molecular characterization of two rocio flavivirus strains isolated during the encephalitis epidemic in são paulo state, brazil and the development of a one-step rt-pcr assay for diagnosis

Rocio virus (ROCV) was responsible for an explosive encephalitis epidemic in the 1970s affecting about 1,000 residents of 20 coastland counties in São Paulo State, Brazil. ROCV was first isolated in 1975 from the cerebellum of a fatal human case of encephalitis. Clinical manifestations of the illness are similar to those described for St. Louis encephalitis. ROCV shows intense antigenic cross-reactivity with Japanese encephalitis complex (JEC) viruses, particularly with Ilheus (ILHV), St. Louis encephalitis, Murray Valley and West Nile viruses. In this study, we report a specific RT-PCR assay for ROCV diagnosis and the molecular characterization of the SPAn37630 and SPH37623 strains. Partial nucleotide sequences of NS5 and E genes determined from both strains were used in phylogenetic analysis. The results indicated that these strains are closely related to JEC viruses, but forming a distinct subclade together with ILHV, in accordance with results recently reported by Medeiros et al. (2007).

Evidências sorológicas da circulação do arbovírus Rocio (Flaviviridae) na Bahia

Oito casos com anticorpos anti-Rocio são descritos, de quatro cidades do Estado da Bahia, sendo seis portadores de anticorpos IgG (IH e TN) e dois IgM (ELISA e TN). Os autores comentam sobre a circulação deste arbovírus no Estado, e as possibilidades de reações cruzadas com outros vírus antigenicamente relacionados.

A Saint Louis encephalitis and Rocio virus serosurvey in Brazilian horses

Introduction Arboviruses are an important public health problem in Brazil, in especially flaviviruses, including the Saint Louis encephalitis virus (SLEV) and the Rocio virus (ROCV), are especially problematic. These viruses are transmitted to humans or other vertebrates through arthropod bites and may cause diseases with clinical manifestations that range from asymptomatic infection, viral hemorrhagic fever to encephalitis. Methods A serological survey of horses from various regions of Brazil using an enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) with recombinant SLEV domain III peptides and ROCV E protein as antigens. Results Overall, 415 (55.1%) of the 753 horses that were screened were seropositive for flavivirus and, among them, monotypic reactions were observed to SLEV in 93 (12.3%) and to ROCV in 46 (6.1%). These results suggested that these viruses, or other closely related viruses, are infecting horses in Brazil. However, none of the studied horses presented central nervous system infection symptoms. Conclusions Our results suggest that SLEV and ROCV previously circulated among horses in northeast, west-central and southeast Brazil.

Persistence of experimental Rocio virus infection in the golden hamster (Mesocricetus auratus)

Rocio virus (ROCV) is an encephalitic flavivirus endemic to Brazil. Experimental flavivirus infections have previously demonstrated a persistent infection and, in this study, we investigated the persistence of ROCV infection in golden hamsters (Mesocricetus auratus). The hamsters were infected intraperitoneally with 9.8 LD50/0.02 mL of ROCV and later anaesthetised and sacrificed at various time points over a 120-day period to collect of blood, urine and organ samples. The viral titres were quantified by real-time-polymerase chain reaction (qRT-PCR). The specimens were used to infect Vero cells and ROCV antigens in the cells were detected by immunefluorescence assay. The levels of antibodies were determined by the haemagglutination inhibition technique. A histopathological examination was performed on the tissues by staining with haematoxylin-eosin and detecting viral antigens by immunohistochemistry (IHC). ROCV induced a strong immune response and was pathogenic in hamsters through neuroinvasion. ROCV was recovered from Vero cells exposed to samples from the viscera, brain, blood, serum and urine and was detected by qRT-PCR in the brain, liver and blood for three months after infection. ROCV induced histopathological changes and the expression of viral antigens, which were detected by IHC in the liver, kidney, lung and brain up to four months after infection. These findings show that ROCV is pathogenic to golden hamsters and has the capacity to cause persistent infection in animals after intraperitoneal infection.

Infecção persistente pelos flavivírus Ilhéus e Rocio em hamsters dourados jovens (Mesocricetus auratus)

Os arbovírus Ilhéus (VILH) e Rocio (VROC) são flavivirus (família Flaviviridae, gênero Flavivirus) de grande importância para a saúde pública no Brasil por estar relacionados a casos de encefalites em humanos. Sabe-se que outros flavivírus estão envolvidos com a infecção persistente in vitro, in vivo e em relatos clínicos. Deste modo, o objetivo desse trabalho foi investigar a possível ocorrência de infecção persistente in vivo dos VILH e VROC utilizando hamsters dourados jovens (Mesocricetus auratus) como modelo experimental. Os hamsters foram inoculados com suspensão de cérebros de camundongos recém-nascidos infectados com títulos de 9,8 e 9,6 DL₅₀ /0,02 mL do VROC e VILH respectivamente, pela via intraperitoneal, sendo em seguida a intervalos pré-determinados, anestesiados e sacrificados para coleta de amostras de sangue, soro, urina e órgãos durante quatro meses (120 dias) pós-inoculação (p.i.). A quantificação viral foi calculada em amostras de cérebro, fígado e sangue, pela técnica de RT-PCR em tempo real (qRT-PCR). Todas as amostras coletadas foram inoculadas em célula VERO para confirmação de replicação viral, sendo detectados antígenos virais pelo teste de imunofluorescência indireta (IFI), os níveis de anticorpos foram determinados pelo teste de inibição da hemaglutinação. Exame histopatológico por hematoxilina-eosina e detecção de antígenos virais por imunohisquímica foram avaliados nas amostras de vísceras e encéfalos coletados durante a cinética. O estudo demonstrou que hamsters dourados jovens constituem um bom modelo experimental para infecção persistente pelos flavivírus VILH e VROC. Os dois vírus induziram uma forte resposta imune, embora os níveis de anticorpos para o VILH tenham sido maior do que para o VROC; já o VROC mostrou-se mais patogênico nestes animais, sugerindo uma capacidade de neurovirulência maior que o VILH. Das amostras coletadas dos hamsters infectados e inoculadas em células VERO foi possível isolar ambos os vírus a partir de todos os órgãos, sangue, soro e urina, sendo confirmada a replicação viral por IFI. Quanto à infecção persistente, o VROC foi detectado, pela técnica de qRT PCR, por três meses p.i., no cérebro, fígado e sangue, enquanto o VILH apresentou persistência viral apenas no cérebro durante 30 dias p.i. por qRT PCR. O VROC foi capaz de produzir alterações histopatológicas e células imuno-marcadas expressando antígenos virais nas amostras de fígado, rim, pulmão e cérebro por quatro meses. Ao passo que para o VILH, as alterações histopatológicas e a expressão de antígenos virais nas amostras de fígado, rim e pulmão ocorreram por 30 dias p.i.; e no cérebro por quatro meses p.i.; Os achados deste estudo demonstraram que ambos os vírus apresentaram capacidade de causar infecção persistente em hamsters infectados por via periférica, sendo necessários mais estudos para determinar os mecanismos fisiopatológicos e a patogênese de estabelecimento dessas infecções persistentes.

Persistence of experimental Rocio virus infection in the golden hamster (Mesocricetus auratus)

ABSTRACT: Rocio virus (ROCV) is an encephalitic flavivirus endemic to Brazil. Experimental flavivirus infections have previously demonstrated a persistent infection and, in this study, we investigated the persistence of ROCV infection in golden hamsters (Mesocricetus auratus). The hamsters were infected intraperitoneally with 9.8 LD50/0.02 mL of ROCV and later anaesthetised and sacrificed at various time points over a 120-day period to collect of blood, urine and organ samples. The viral titres were quantified by real-time-polymerase chain reaction (qRT-PCR). The specimens were used to infect Vero cells and ROCV antigens in the cells were detected by immunefluorescence assay. The levels of antibodies were determined by the haemagglutination inhibition technique. A histopathological examination was performed on the tissues by staining with haematoxylin-eosin and detecting viral antigens by immunohistochemistry (IHC). ROCV induced a strong immune response and was pathogenic in hamsters through neuroinvasion. ROCV was recovered from Vero cells exposed to samples from the viscera, brain, blood, serum and urine and was detected by qRT-PCR in the brain, liver and blood for three months after infection. ROCV induced histopathological changes and the expression of viral antigens, which were detected by IHC in the liver, kidney, lung and brain up to four months after infection. These findings show that ROCV is pathogenic to golden hamsters and has the capacity to cause persistent infection in animals after intraperitoneal infection.

Caracterização molecular e relação filogenética do genoma completo dos arbovírus Bussuquara, Iguape, Ilhéus e Rocio (Família Flaviviridae, Gênero Flavivirus)

Os flavivírus são conhecidos por seu complexo ciclo biológico e importância na saúde pública e na economia mundial. Os aspectos ecológicos e quadros clínicos estão estreitamente relacionados à filogenia e evolução dos flavivírus. Este trabalho objetiva a caracterização molecular dos genomas dos flavivírus Bussuquara (VBSQ), Iguape (VIGU), Ilhéus (VILH) e Rocio (VROC), determinando relações filogenéticas com os demais integrantes do gênero Flavivirus. Foi realizado o seqüenciamento completo da região codificadora (ORF) e regiões não codificantes (RNC) 5’ e 3’; análise da estrutura secundária do RNA viral e das sequências conservadas da 3’RNC; determinação dos sítios de clivagem, glicosilação, resíduos Cis e motivos conservados na poliproteína; e as análises de similaridade e filogenética. Os genomas dos VBSQ, VIGU, VILH e VROC apresentaram a mesma organização que os demais flavivírus, medindo 10.815 nt, 10.922 nt, 10.775 nt, 10.794 nt, respectivamente. O padrão das sequências conservadas da 3’RNC do VBSQ foi RCS2-CS2-CS1, enquanto que para os VIGU, VILH e VROC foram CS3-RCS2-CS2-CS1. As características das estruturas secundárias do RNAs dos flavivírus em estudo foram similares aos demais flavivírus. O número dos sítios de glicosilação das proteínas PrM, E e NS1 foi distinto entre os flavivírus brasileiros, porém o padrão 6,12,12 dos resíduos de Cis e do sítios de clivagem permaneceram conservados. Na proteína E, alterações aminoacídicas pontuais foram observadas no peptídeo de fusão dos VBSQ, VIGU e VROC, e a sequência do tripepídeo RGD foi distinta para os quatro vírus em estudo. Os motivos determinantes das atividades de MTase-SAM da NS5, bem como da helicase e protease da NS3, permanecem conservados. Dentre os oito motivos da polimerase viral (NS5), somente os motivos V, VI e VII possuem alguma substituição nucleotídica para o VILH e VROC. As análises de similaridade mostram que VBSQ apresenta maior relação com VIGU enquanto que o VILH e VROC são mais relacionados entre si, porém sendo consideradas espécies virais distintas. Com base nas análises filogenéticas, características moleculares do genoma e biológicas, propõem-se a formação de três grupos genéticos: o grupo Rocio, que agrupa VROC e VILH; o grupo Bussuquara formado pelos VBSQ e Vírus naranjal e o grupo Aroa que inclui o Vírus Aroa e VIGU.

A Saint Louis encephalitis and Rocio virus serosurvey in Brazilian horses

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

La procession du Rocio.

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Margarita sobre el agua, preciosa perla, que en la divina concha del sagrado texto coge el rocio del cielo, con que evidencia que el agua no es remedio universal /

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