Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:52Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-02-12Bitstream added on 2014-06-13T19:03:33Z : No. of bitstreams: 1 dias_fc_dr_jabo.pdf: 950154 bytes, checksum: 170fddcca2fc4c7004161e93f093a97f (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A ocorrência de anticorpos neutralizantes contra os genótipos do vírus da diarréia viral bovina (BVDV 1 e BVDV 2) foi verificada, pelo teste de virusneutralização (VN), em 260 amostras de soro sangüíneo de 26 rebanhos não vacinados contra o BVDV, provenientes dos Estados de Minas Gerais e São Paulo. Do total de amostras, 102 (39,2%) reagiram ao BVDV, das quais 81 (31,1 %) foram reagentes ao BVDV 1 e ao BVDV 2, sete (2,7%) reagiram apenas ao BVDV 1 e 14 (5,4%) reagiram apenas ao BVDV 2. Nos mesmos rebanhos, verificou-se também a presença sugestiva de animais persistentemente infectados (PI) por meio da pesquisa de anticorpos neutralizantes em cinco amostras de soro sangüíneo de bezerros sentinelas com idade entre 6 e 12 meses. A ocorrência de animais PI foi pesquisada em três dos 26 rebanhos, dos quais foram colhidas amostras pareadas de sangue de todos os animais do rebanho. Todas as amostras foram submetidas ao teste de VN contra o BVDV 1 e o BVDV 2, e naquelas não reagentes a pelo menos um dos genótipos, bem como nas amostras provenientes de bovinos com menos de seis meses de idade, foi realizada a pesquisa do vírus pela RT-PCR. Em um dos rebanhos foram detectados dois animais PI, cujas estirpes foram caracterizadas geneticamente como pertencentes ao subgenótipo eVOV 1 b. A infecção natural pelo BVDV foi monitorada nos três rebanhos selecionados para a pesquisa de animais PI, sendo que em dois deles constatou-se a eliminação do BVDV. No entanto, a infecção permaneceu no rebanho em que haviam sido detectados dois animais PI, pois foram diagnosticados posteriormente um animal transitoriamente infectado (TI) e novos animais reagentes ao vírus. Foram submetidos à análise estatística os resultados dos testes de VN contra o BVDV 1 e o BVDV 2, realizados em 1925 amostras de soro sangüíneo obtidas no período de execução... / The occurrence of neutralizing antibodies against to bovine viral diarrhoea virus genotypes (BVDV 1 and BVDV 2) has been confirmed by virusneutralization test (VN) in 260 samples of blood serum undertaken in the states of Minas Gerais and São Paulo, Brazil. Samples were retrieved from 26 cattle herds which were not BVDV vaccinated. One hundred and two samples (39.2%) were reagents to BVDV, or rather, 81 (31.1%) were reagents to BVDV 1 and BVDV 2, seven (2.7%) were reagents to BVDV 1 only and 14 (5.4%) were reagents to BVDV 2 only. In the same herds, the significant presence of persistently infected (PI) animais was also verified by a research involving neutralizing antibodies in five samples of blood serum in 6 to 12¬month-old calves. The occurrence of PI animais was researched in three out of 26 herds by paired blood samples of total animais in the herdo Ali samples were analyzed by VN test against to BVDV 1 and BVDV 2, and virus research was undertaken by RT-PCR in samples which were not reagent to at least one of the genotypes and in samples of less than 6-month-old cattle. Two PI animais, genetically characterized as belonging to BVDV 1 b subgenotype, were detected in one of the herds. BVDV natural infection was monitored in three herds selected for PI animais research. BVDV was eliminated in two herds. However, infection remained in the herd in which two PI animais were diagnosed, because a transiently infected animal (TI) and other virus-reagent animais were detected later on. Statistical analysis evaluated VN test results against BVDV 1 and BVDV 2 with 1925 samples of blood serum obtained during the research period. Although no significant ditterences were found between BVDV 1 reagent bovines and BVDV 2 reagent ones (p>0.05), a significant ditterence was detected among titles of antibodies from samples which were reagent to both genotypes (p<0.0001).

O gênero Pestivirus da família Flaviviridae, compreende vírus de genoma RNA fita simples e polaridade positiva que comumente estão associados a infecções em ruminantes e suídeos. Possui quatro espécies reconhecidas: o vírus da diarreia viral bovina tipo 1 (BVDV-1), o BVDV-2, o vírus da doença da fronteira (BDV) e o vírus da peste suína clássica (CSFV). Além disso, possui possíveis espécies atípicas, sendo o vírus ‘HoBi’-like a mais reconhecida na literatura. Com o objetivo de gerar mais informações acerca da epidemiologia molecular de pestivírus no País e dos mecanismos na evolução de vírus do gênero, o presente trabalho será apresentado sob a forma de seis artigos científicos. Os trabalhos visam a caracterização de pestivírus detectados em bovinos e javalis no Rio Grande do Sul, a identificação de cepas resultantes de provável recombinação homóloga, a análise das variantes virais intrahospedeiro (quasispécies) de animais infectados pelo vírus ‘HoBi’-like, e a comparação da multiplicação in vitro de diferentes cepas de pestivírus em cultivos celulares oriundos de diferentes raças bovinas. No primeiro trabalho, amostras de soro bovino de animais do Rio Grande do Sul foram obtidas junto ao serviço veterinário oficial e submetidas a RT-PCR para detecção de pestivírus seguida de sequenciamento e análise filogenética das amostras positivas, onde 57,6% foram classificadas como BVDV-1 e 42,4% como BVDV-2, sendo constada frequência elevada de BVDV-2 quando comparada a outras regiões no mundo. No segundo trabalho, 40 amostras de javalis cativos obtidas de abatedouro foram testadas utilizando metodologia semelhante a anteriormente mencionada, e foi possível a detecção de uma amostra positiva, que foi classificada como BVDV-2, sendo a primeira evidência molecular do BVDV em javalis na literatura. No terceiro artigo científico, foi pesquisado a ocorrência de recombinação homóloga, utilizando metodologia in silico, em sequências de pestivírus presentes em banco de dados públicos, onde foram descritos novos possíveis eventos de recombinação entre BVDV-1a e BVDV-1b, BVDV-2a e BVDV-2b e CSFV-2.2 com outro genogrupo indefinido. No quarto e quinto trabalhos, animais persistentemente infectados com o vírus ‘HoBi’-like foram gerados experimentalmente e, utilizando RT-PCR seguida de clonagem, sequenciamento e análises in silico, a composição e variações intrahospedeiro das quasispécies virais em circulação foram avaliadas, onde foi possível observar que características individuais do hospedeiro são importantes na seleção de variantes virais e que a nuvem de mutantes aumenta com o passar do tempo, não havando quasispécie dominante. Por fim, no sexto artigo científico, a multiplicação de cepas de BVDV-1a e 1b, BVDV-2a e vírus ‘HoBi’-like foram avaliadas in vitro em células de cultivo primário obtidas de gado europeu, zebuíno e raça mista e comparadas utilizando modelos estatísticos, onde foi possível a observação de ausência de diferenças entre as raças (P=0,88), mas presença de diferença entre indivíduos da mesma raça (P˂0,05). Os resultados aqui apresentados somam informações acerca da epidemiologia molecular, biologia e evolução dos pestivírus, sendo importantes para embasar futuras campanhas de controle e erradicação das doenças causadas por pestivírus. / The genus Pestivirus of the family Flaviviridae, comprises single stranded RNA-viruses that are commonly associated with infections in ruminants and swine. It has four recognized species: bovine viral diarrhea virus 1 (BVDV-1), BVDV-2, border disease virus (BDV) and classical swine fever virus (CSFV). It also has putative atypical species where the ‘HoBi’-like virus is the most highlighted in the literature. In order to generate more information about molecular epidemiology of pestiviruses and important mechanisms in the evolution of the virus genus, this work will be presented in six scientific articles form. The works aimed in the characterization of pestivirus detected in cattle and wild boar in Rio Grande do Sul state, identification of strains resulting from putative homologous recombination, analysis of intrahost viral variants (quasispecies) of animals infected with ‘HoBi’-like viruses, and the comparison of in vitro growth of different pestivirus strains in cell cultures derived from different cattle breeds. In the first study, bovine serum samples of cattle from Rio Grande do Sul state were collected by the official veterinary service and submitted to RT-PCR for detection of pestivirus followed by DNA sequencing and phylogenetic analysis of the positive samples, where 57.6% were classified as BVDV-1 and 42.4% as BVDV-2, which revealed high frequency of BVDV- 2 when compared to other regions worldwide. In the second work, 40 captive wild boar lung samples obtained from slaughterhouse were tested using similar methodology described above, and one sample resulted positive and was classified as BVDV-2, which represented the first molecular evidence of BVDV in wild boars. In the third scientific article, the occurrence of homologous recombination was investigated using in silico methods applied to sequences available in public databases, which are described putative new events between BVDV-1a and BVDV-1b, BVDV-2a and 2b and CSFV-2.2 and undetermined genogroup. In the fourth and fifth studies, animals persistently infected with the ‘HoBi’-like viruses were experimentally generated and using RT-PCR followed by cloning, sequencing and in silico analysis, the composition and intrahost variations of viral quasispecies in circulation were evaluated, where it was observed that individual characteristics of the host are important in the selection of viral variants and the mutant clouds increased overtime. Finally, in the sixth scientific article, the growth of BVDV-1a and 1b, and BVDV-2b, ‘HoBi’-like virus strains were evaluated in vitro using primary cell cultures obtained by taurine, indicine and mixed breed cattle using statistical models, it was possible to observe the absence of differences between cattle breeds (P=0.88), but presence of difference between individuals within the breed (P˂0.05). The results presented herein add information about the molecular epidemiology, biology and evolution of pestiviruses, being important to support future control and eradication programs of diseases caused by pestiviruses.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The essential oils obtained from plants used as condiments are an important source of compounds with pharmacologic activity. In the present study, the antiviral activity of the essential oil of Ocimum basilicum L. (basil) and from the monoterpens camphor, 1,8-cineol and timol was tested against the bovine viral diarrhea virus (BVDV), while the essential oil of Rosmarinus officinalis L. (rosemary), Lippia graveolens HBK. (mexican oregano) and Thymus vulgaris L. (thyme) were tested against the feline calicivirus (FCV). The colorimetric test MTT ([3- (4.5-dimetilazol-2-il)-2.5-brometo of difeniltetrazolium]) was applied for the measurement of cytotoxicity, and the antiviral tests were performed by the plaque reduction assay. Three different protocols were applied: a) the virus was incubated with the essential oils or compounds before the inoculation into cells (virucidal assay); b) the cells were treated with the essential oils or compounds prior to virus inoculation; or, c) essential oils and compounds were added to the cells after virus inoculation and maintained for 72 hours. The results were expressed as CC50 (cytotoxic concentration to 50% of the cell culture), IC50 (inhibitory concentration to 50%) and SI (selectivity index = CC50/IC50). The best results were evidenced for the monoterpens camphor (SI=13.88) and the 1,8-cineol (IS=9.05) against BVDV. These results were obtained from the virucidal protocol and these compounds showed also the lower toxicicity towards the bovine kidney cells culture (Madin-Darby bovine kidney cells = MDBK) (CC50 = 4420.12 μg/mL and 2996.10 μg/mL, respectively). Regarding to the tests with FCV, the thyme essential oil showed the best results with SI=8.57 for c treatment. The basil essential oil had a moderate action in the a protocol (SI=6.54) and also for the c protocol (SI=6.86). In addition, the basil essential oil exhibited low levels of cytotoxicity towards the Crandel-Reese feline kidney cells (CRFK), with CC50 of 1300.21 μg/mL. In conclusion, the essential oils and monoterpens examined showed different levels of inhibitory activity on diverse moments of the viral infection. The antiviral activity demonstrated by the essential oils and compounds on BVDV and FCV may suggest a possible action on the hepatitis C virus (HCV) and norovirus (NoVs), respectively; since BVDV ande FCV shows several structural and replicative similarities to HCV and NoVs. / Óleos essenciais obtidos de plantas utilizadas como condimentos constituem uma fonte de compostos com promissoras atividades farmacológicas. No presente estudo, a atividade antiviral do óleo essencial de Ocimum basilicum L. (manjericão) e dos monoterpenos cânfora, 1,8-cineol e timol foi testada frente ao vírus da diarréia viral bovina (BVDV), enquanto que os óleos essenciais de Rosmarinus officinalis L. (alecrim), Lippia graveolens HBK. (orégano mexicano) e Thymus vulgaris L. (tomilho) foram testados frente ao calicivírus felino (FCV). O teste colorimétrico com MTT ([3- (4,5-dimetilazol-2-il)-2,5-brometo de difeniltetrazolium]) foi aplicado para a detecção de citotoxicidade, já os testes de atividade antiviral foram realizados através da metodologia de ensaio de redução de placas. Para este, três diferentes protocolos foram aplicados: o vírus foi incubado com os óleos essenciais ou compostos antes da infecção viral (ensaio virucida); as células foram pré tratadas com os óleos essenciais ou compostos antes da inoculação do vírus; ou as células infectadas foram incubadas com esses após as 2 horas de adsorção viral. Os resultados foram expressos como CC50 (concentração citotóxica para 50% do cultivo celular), CI50 (concentração inibitória para 50%) e IS (índice de seletividade = CC50/CI50). Os resultados de atividade frente ao BVDV evidenciaram, no geral, uma boa ação antiviral exercida pelos monoterpenos, sendo que a cânfora (IS=13,88) seguida do 1,8-cineol (IS=9,05) foram os compostos que apresentaram os mais elevados índices de seletividade obtidos no ensaio virucida, bem como a menor toxicidade frente às células de linhagem de rim bovino (Madin-Darby bovine kidney cells = MDBK) (CC50 = 4420,12 μg/ml e 2996,10 μg/ml, respectivamente). Em relação aos testes com FCV, o óleo essencial de tomilho mostrou os melhores resultados, com índice de 8,57 para o tratamento no qual os óleos essenciais foram adicionados às células antes da inoculação viral. Já o óleo essencial de alecrim, além de apresentar uma moderada ação nos ensaios virucida (IS=6,54) e de pós-tratamento (IS=6,86), exibiu baixos níveis de toxicidade em relação às células de linhagem de rim felino (Crandell-Reese feline kidney = CRFK), com CC50 de 1300,21 μg/ml. Dessa forma, conclui-se que os óleos essenciais e monoterpenos em estudo apresentaram algum nível de atividade inibitória em diferentes momentos da infecção viral.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Bovine viral diarrhea virus (BVDV) is a worldwide pathogen associated with important losses to livestock production. Most of these losses come from reproductive disorders and from the ability of the virus to produce persistent infections following in utero infection of the fetus. A number of reverse genetics methodologies have been used for BVDV in order to better understand the biology of the virus, which allowed the elucidation of a number of biological features including virus replication, host-virus interaction, immune response, and the pathogenesis of fetal infection. The present study describes the construction, characterization and manipulation of an infectious clone out of a non-cytophatic Brazilian BVDV strain IBSP4-ncp. The cDNA recombinant clone was constructed by yeast homologous recombination with a low-copy vector, from three genomic fragments comprising the open reading frame (ORF). The two untranslated regions (5' and 3' UTR) were replaced by the respective UTRs of the reference strain NADL. The constructed vector was transcribed in vitro and the resulting RNA was transfected on MDBK cells to rescue infectious virus. The rescued viruses (IC-pBSC_IBSP4-ncp#2 and #3) were maintained for ten passages in tissue culture and characterized in vitro, showing replication dynamics, focus size and morphology similar to those of the parental IBSP-4. Genomic analysis revealed five point mutations in the gene coding for Npro protein, resulting in amino acid changes. These mutations probably reflect an adaptation of the virus to the heterologous UTRs. The infectious clone IC-pBSC_IBSP4-ncp#2 was further used for the construction of a recombinant virus expressing the Gaussia luciferase (Gluc) reporter gene. The reporter gene was inserted between the Npro and Core genes, being flanked by an upstream linker and a downstream sequence of the Foot and Mouth Disease virus protease (FMDV2Apro) for accurate protein processing. The recombinant vector was in vitro transcribed and the RNA was transfected on MDBK cells. Recombinant infectious viruses were rescued (IC-pBSC_IBSP4-ncpGluc#3 and #4) and characterized in vitro, showing replication dynamics, focus size and morphology similar to those of the parental IBSP-4 clone. The Gluc reporter gene was accurately expressed and processed by the recombinant virus during 15 passages in tissue culture. These studies revealed that the infectious clone constructed herein can be easily manipulated and is able to carry in its genome heterologous genes up to 555 base pairs in length in a stable fashion and without interference with its replication efficiency. Thus, the constructed clone may be very useful for genetic manipulation towards studying different aspects of the BVDV biology and its interactions with the host, and for the development of vaccine strains with attenuated phenotype and/or with antigenic markers. / O vírus da diarreia viral bovina (BVDV) é um patógeno de bovinos distribuído mundialmente, associado com importantes perdas econômicas. As maiores perdas devem-se aos problemas reprodutivos causados pela infecção, e pela capacidade do vírus de causar persistência após infecção fetal no terço inicial da gestação. Para entender melhor a biologia desse vírus, sistemas de genética reversa foram desenvolvidos e tem permitido a elucidação de vários aspectos da replicação viral, interação vírus hospedeiro, resposta imune e patogenia da infecção fetal. O presente estudo relata a construção, caracterização e manipulação de um clone infeccioso, a partir da cepa brasileira não-citopática IBSP4-ncp. O clone de DNA recombinante foi construído pela técnica de recombinação homóloga em levedura, utilizando um vetor de baixo número de cópias, construído a partir de três fragmentos genômicos, que compreendiam a fase aberta de leitura (open reading frame, ORF) do vírus. As duas regiões não traduzidas (5 e 3 UTR) foram substituídas pelas respectivas UTRs da cepa de referência NADL. O vetor construído foi transcrito in vitro e o RNA obtido foi transfectado em células MDBK para recuperação de vírus infecciosos. Os vírus recuperados (CI-pBSC_IBSP4-ncp#2 e #3) foram mantidos por 10 passagens em cultivo celular e caracterizados in vitro, apresentando dinâmica de replicação, tamanho e morfologia de focos similares ao vírus parental IBSP-4. A análise do genoma por sequenciamento revelou cinco mutações pontuais no gene Npro, com trocas de aminoácidos, provavelmente refletindo uma adaptação do vírus às UTRs heterólogas. O clone infeccioso construído CIpBSC_ IBSP4-ncp#2, foi então utilizado para a construção de um vírus recombinante expressando o gene repórter Gaussia luciferase (Gluc). O gene repórter foi inserido entre os genes Npro e Core do vírus. Para o processamento da proteína repórter, uma sequência ligante foi adicionada anteriormente ao gene, e a sequência da protease do vírus da Febre Aftosa (FMDV2Apro) foi inserida após o gene. O vetor recombinante construído foi transcrito in vitro e o RNA obtido foi transfectado em células MDBK. Vírus recombinantes infecciosos foram recuperados (CI-pBSC_IBSP4-ncpGluc#3 e #4) e caracterizados in vitro, apresentando dinâmica de replicação, tamanho e morfologia de focos similares ao vírus obtido do clone infecioso. O gene repórter Gluc foi corretamente expresso e processado pelo vírus recombinante durante 15 passagens em cultivo celular. Com os resultados obtidos nestes estudos, conclui-se que o clone infeccioso construído pode ser facilmente manipulado e é capaz de carrear em seu genoma, e expressar de forma estável, genes heterólogos com até 555 pares de base, que parecem não interferir com sua capacidade replicativa. Dessa forma, o clone obtido pode ser muito útil para manipulação genética visando estudar diferentes aspectos da biologia do BVDV e de suas interações com o hospedeiro, assim como para a produção de cepas vacinais com fenótipo atenuado e/ou com marcadores antigênicos.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The genus Pestivirus is composed by four important pathogens of livestock: bovine viral diarrhea virus 1 and 2 (BVDV-1 and BVDV-2), classical swine fever virus (CSFV) and border disease virus (BDV) of sheep. An emerging group of pestivirus temptatively called as HoBi-like, BVDV-3, or atypical pestiviruses was first detected and characterized in Europe from a fetal bovine serum (FBS) lot originated in Brazil. HoBi-like viruses share genetic and antigenic similarities with BVDV species. The present thesis is composed by studies that address the emergence of this virus group and its potential impact on BVDV diagnostic and control. Monoclonal antibody binding demonstrated the existence of conserved regions within epitopes in the glycoprotein Erns and the non-structural protein NS2/3 among the pestiviruses species (BVDV-1; BVDV-2; e HoBi-like), whereas high degree of divergence was detected in glycoprotein E2. These findings suggest that panpestiviruses diagnostic tests may rely on the Erns and NS2/3 proteins, and pestiviruses specific species diagnostic tests should target the E2 glycoprotein. The threshold for detection of HoBi-like virus using commercial BVDV antigen capture ELISA was statistically similar to BVDV detection. On the other hand, two BVDV antibody detection ELISA kits failed to detect at least 20% of animals harboring antibodies against HoBi_D32/00. Thus, it is obvious the need for the development of specific diagnostic tests to HoBi-like viruses. Likewise, it was verified that vaccines containing strains of BVDV-1 and BVDV-2 inactivated or modified live (MLV) virus generate suboptimal protection against HoBi-like viruses. Higher levels of protective antibodies against HoBi-like virus were verified using MLV. Nevertheless the geometric mean titer for HoBi-like was 12.9, while 51.1 and 23.5 for BVDV-1 and BVDV-2, respectively. In addition to low levels of protective antibodies, seroconversion was verified in 68% of animals to HoBi-like virus, although reached 100% and 94% against BVDV-1 and BVDV-2, respectively. Regarding to the diagnostic and control of pestiviruses, the trade of FBS may poses as an important route for dissemination of agents contaminating this product. Composed by a homogenate of serum from hundreds to thousands of fetuses, pestiviruses screening in FBS lots are potentially an important source of information regarding the presence and/or dissemination of these viruses in the region where samples were originated from. Therefore, FBS lots originated in North American countries and processed in the United States of America (USA) or Europe were tested. While several lots were detected as positive for BVDV, none of the lots manufactured in the USA were detected as positive for HoBi-like viruses or antibodies against it. However, two FBS lots processed in Europe were positive for HoBi-like viruses, suggesting that the contamination did occur during the pooling or package of these samples in Europe. These results strongly indicate the need for international rules regarding certification of FBS origin, employment of certified diagnostic tests and measures to avoid contamination of FBS during the manufacturing process. Was also verified the need to include specific tests to detect HoBi-like viruses in the FBS quality control routine. Briefly, the studies here presented demonstrated that the available BVDV diagnostic tests frequently fail in detecting HoBi-like viruses and/or differentiate between HoBi-like virus and BVDV species. In addition, the detection of animal harboring antibodies against HoBi-like using commercial diagnostic tests is unreliable. Likewise, in-vitro studies demonstrated that the cross protection against HoBi-like viruses in serum of animals immunized against BVDV-1 and BVDV-2 is limited. Therefore, the detection and control of this emergent group of viruses require the development of specific diagnostic tests and vaccines. / O gênero Pestivirus é composto por quatro espécies virais: vírus da diarréia viral bovina tipos 1 e 2 (BVDV-1 e BVDV-2), vírus da peste suína clássica (CSFV) e vírus da doença da fronteira (BDV). Um novo grupo de pestivírus, provisoriamente denominado de HoBi-like, BVDV-3, ou pestivirus atípicos foi inicialmente identificado na Europa em uma amostra de soro fetal bovino (SFB) importada do Brasil. O vírus (ou grupo de vírus) HoBi-like possui similaridades ao nível genético e antigênico com o BVDV. A presente tese apresenta trabalhos de avaliação do impacto da emergência deste novo grupo de vírus no diagnóstico e controle do BVDV. Utilizando anticorpos monoclonais, verificou-se maior reatividade cruzada entre as espécies de pestivírus (BVDV-1; BVDV-2; e HoBi-like) em epitopos da glicoproteína Erns e proteína não-estrutural NS2/3, comparando com epitopos da glicoproteína E2. Assim, sugere-se que testes panpestivírus devem ser direcionados às proteínas Erns e NS2/3, enquanto testes específicos podem explorar diferenças existentes na glicoproteína E2. Por meio de um teste comercial de ELISA de captura de antígeno, verificou-se que o limiar de detecção do vírus HoBi_D32/00 é estatisticamente similar ao do BVDV. Entretanto, dois kits de ELISA para a detecção de anticorpos contra o BVDV falharam em detectar ao menos 20% dos animais soropositivos para HoBi_D32/00. Sugere-se a necessidade de reformular os testes diagnósticos para BVDV ou desenvolvimento de testes específicos. Da mesma forma, verificou-se que vacinas para BVDV-1 e BVDV-2 contendo antígenos inativados ou atenuados produzem uma proteção cruzada fraca contra o vírus HoBi-like. Os melhores resultados de proteção foram verificados com o uso de vacina viva atenuada, entretanto, o título médio geométrico (GMT) contra vírus HoBi-like foi de 12,9, enquanto para o BVDV-1 e BVDV-2 foram respectivamente, 51,1 e 23,5. Somado aos baixos títulos de anticorpos, a soroconversão verificada para o vírus HoBi-like foi de 68% dos animais, enquanto 100% e 94% para BVDV-1 e BVDV-2, respectivamente. Relacionado ao diagnóstico e controle dos pestivírus, o comércio de SFB possui papel relevante na disseminação de agentes infecciosos. Composto por um homogeneizado do soro de centenas a milhares de fetos bovinos, lotes de SFB possuem alto potencial para a identificação de pestivírus circulantes na região de origem dos animais abatidos. Assim, foram testados lotes de SFB originados na América do Norte e manufaturados nos EUA ou na Europa. Apesar de vários lotes estarem contaminados com BVDV, não foi evidenciada a presença do vírus HoBi-like ou de anticorpos específicos em lotes produzidos nos EUA. Entretanto, foi detectada a presença do agente em dois lotes manufaturados na Europa, indicando a possibilidade de contaminação dessas amostras durante o processo de pooling e embalagem na Europa. Demonstra-se imprescindível a criação de regras internacionais relacionadas à certificação de origem do SFB, a implementação de testes padrão para a detecção de agentes, e adoção de medidas que impeçam a contaminação do produto durante o processamento. Verificou-se também a necessidade de incluir testes específicos para os vírus HoBi-like na rotina de testes utilizada para certificação de qualidade do SFB. Em resumo, os resultados demonstraram que os testes diagnósticos para BVDV frequentemente falham em detectar o vírus HoBi-like ou em diferenciar BVDV de HoBi-like vírus. Testes comerciais para detecção de anticorpos contra BVDV não detectam eficientemente animais expostos ao vírus HoBi-like. Da mesma forma, estudos in-vitro demonstram que a proteção cruzada contra o vírus HoBi-like conferida a animais vacinados para BVDV é limitada. Assim, medidas de detecção e controle para pestivírus devem incluir testes diagnósticos e vacinas específica para o vírus HoBi-like.

Orientador: Samir Issa Samara / Banca: Claudia Del Fava / Banca: Amauri Alcindo Alfieri / Banca: Adolorata Aparecida Bianco Carvalho / Banca: Aramis Augusto Pinto / Resumo: A ocorrência de anticorpos neutralizantes contra os genótipos do vírus da diarréia viral bovina (BVDV 1 e BVDV 2) foi verificada, pelo teste de virusneutralização (VN), em 260 amostras de soro sangüíneo de 26 rebanhos não vacinados contra o BVDV, provenientes dos Estados de Minas Gerais e São Paulo. Do total de amostras, 102 (39,2%) reagiram ao BVDV, das quais 81 (31,1 %) foram reagentes ao BVDV 1 e ao BVDV 2, sete (2,7%) reagiram apenas ao BVDV 1 e 14 (5,4%) reagiram apenas ao BVDV 2. Nos mesmos rebanhos, verificou-se também a presença sugestiva de animais persistentemente infectados (PI) por meio da pesquisa de anticorpos neutralizantes em cinco amostras de soro sangüíneo de bezerros sentinelas com idade entre 6 e 12 meses. A ocorrência de animais PI foi pesquisada em três dos 26 rebanhos, dos quais foram colhidas amostras pareadas de sangue de todos os animais do rebanho. Todas as amostras foram submetidas ao teste de VN contra o BVDV 1 e o BVDV 2, e naquelas não reagentes a pelo menos um dos genótipos, bem como nas amostras provenientes de bovinos com menos de seis meses de idade, foi realizada a pesquisa do vírus pela RT-PCR. Em um dos rebanhos foram detectados dois animais PI, cujas estirpes foram caracterizadas geneticamente como pertencentes ao subgenótipo eVOV 1 b. A infecção natural pelo BVDV foi monitorada nos três rebanhos selecionados para a pesquisa de animais PI, sendo que em dois deles constatou-se a eliminação do BVDV. No entanto, a infecção permaneceu no rebanho em que haviam sido detectados dois animais PI, pois foram diagnosticados posteriormente um animal transitoriamente infectado (TI) e novos animais reagentes ao vírus. Foram submetidos à análise estatística os resultados dos testes de VN contra o BVDV 1 e o BVDV 2, realizados em 1925 amostras de soro sangüíneo obtidas no período de execução... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The occurrence of neutralizing antibodies against to bovine viral diarrhoea virus genotypes (BVDV 1 and BVDV 2) has been confirmed by virusneutralization test (VN) in 260 samples of blood serum undertaken in the states of Minas Gerais and São Paulo, Brazil. Samples were retrieved from 26 cattle herds which were not BVDV vaccinated. One hundred and two samples (39.2%) were reagents to BVDV, or rather, 81 (31.1%) were reagents to BVDV 1 and BVDV 2, seven (2.7%) were reagents to BVDV 1 only and 14 (5.4%) were reagents to BVDV 2 only. In the same herds, the significant presence of persistently infected (PI) animais was also verified by a research involving neutralizing antibodies in five samples of blood serum in 6 to 12¬month-old calves. The occurrence of PI animais was researched in three out of 26 herds by paired blood samples of total animais in the herdo Ali samples were analyzed by VN test against to BVDV 1 and BVDV 2, and virus research was undertaken by RT-PCR in samples which were not reagent to at least one of the genotypes and in samples of less than 6-month-old cattle. Two PI animais, genetically characterized as belonging to BVDV 1 b subgenotype, were detected in one of the herds. BVDV natural infection was monitored in three herds selected for PI animais research. BVDV was eliminated in two herds. However, infection remained in the herd in which two PI animais were diagnosed, because a transiently infected animal (TI) and other virus-reagent animais were detected later on. Statistical analysis evaluated VN test results against BVDV 1 and BVDV 2 with 1925 samples of blood serum obtained during the research period. Although no significant ditterences were found between BVDV 1 reagent bovines and BVDV 2 reagent ones (p>0.05), a significant ditterence was detected among titles of antibodies from samples which were reagent to both genotypes (p<0.0001). / Doutor

O gênero Pestivirus da família Flaviviridae, compreende vírus de genoma RNA fita simples e polaridade positiva que comumente estão associados a infecções em ruminantes e suídeos. Possui quatro espécies reconhecidas: o vírus da diarreia viral bovina tipo 1 (BVDV-1), o BVDV-2, o vírus da doença da fronteira (BDV) e o vírus da peste suína clássica (CSFV). Além disso, possui possíveis espécies atípicas, sendo o vírus ‘HoBi’-like a mais reconhecida na literatura. Com o objetivo de gerar mais informações acerca da epidemiologia molecular de pestivírus no País e dos mecanismos na evolução de vírus do gênero, o presente trabalho será apresentado sob a forma de seis artigos científicos. Os trabalhos visam a caracterização de pestivírus detectados em bovinos e javalis no Rio Grande do Sul, a identificação de cepas resultantes de provável recombinação homóloga, a análise das variantes virais intrahospedeiro (quasispécies) de animais infectados pelo vírus ‘HoBi’-like, e a comparação da multiplicação in vitro de diferentes cepas de pestivírus em cultivos celulares oriundos de diferentes raças bovinas. No primeiro trabalho, amostras de soro bovino de animais do Rio Grande do Sul foram obtidas junto ao serviço veterinário oficial e submetidas a RT-PCR para detecção de pestivírus seguida de sequenciamento e análise filogenética das amostras positivas, onde 57,6% foram classificadas como BVDV-1 e 42,4% como BVDV-2, sendo constada frequência elevada de BVDV-2 quando comparada a outras regiões no mundo. No segundo trabalho, 40 amostras de javalis cativos obtidas de abatedouro foram testadas utilizando metodologia semelhante a anteriormente mencionada, e foi possível a detecção de uma amostra positiva, que foi classificada como BVDV-2, sendo a primeira evidência molecular do BVDV em javalis na literatura. No terceiro artigo científico, foi pesquisado a ocorrência de recombinação homóloga, utilizando metodologia in silico, em sequências de pestivírus presentes em banco de dados públicos, onde foram descritos novos possíveis eventos de recombinação entre BVDV-1a e BVDV-1b, BVDV-2a e BVDV-2b e CSFV-2.2 com outro genogrupo indefinido. No quarto e quinto trabalhos, animais persistentemente infectados com o vírus ‘HoBi’-like foram gerados experimentalmente e, utilizando RT-PCR seguida de clonagem, sequenciamento e análises in silico, a composição e variações intrahospedeiro das quasispécies virais em circulação foram avaliadas, onde foi possível observar que características individuais do hospedeiro são importantes na seleção de variantes virais e que a nuvem de mutantes aumenta com o passar do tempo, não havando quasispécie dominante. Por fim, no sexto artigo científico, a multiplicação de cepas de BVDV-1a e 1b, BVDV-2a e vírus ‘HoBi’-like foram avaliadas in vitro em células de cultivo primário obtidas de gado europeu, zebuíno e raça mista e comparadas utilizando modelos estatísticos, onde foi possível a observação de ausência de diferenças entre as raças (P=0,88), mas presença de diferença entre indivíduos da mesma raça (P˂0,05). Os resultados aqui apresentados somam informações acerca da epidemiologia molecular, biologia e evolução dos pestivírus, sendo importantes para embasar futuras campanhas de controle e erradicação das doenças causadas por pestivírus. / The genus Pestivirus of the family Flaviviridae, comprises single stranded RNA-viruses that are commonly associated with infections in ruminants and swine. It has four recognized species: bovine viral diarrhea virus 1 (BVDV-1), BVDV-2, border disease virus (BDV) and classical swine fever virus (CSFV). It also has putative atypical species where the ‘HoBi’-like virus is the most highlighted in the literature. In order to generate more information about molecular epidemiology of pestiviruses and important mechanisms in the evolution of the virus genus, this work will be presented in six scientific articles form. The works aimed in the characterization of pestivirus detected in cattle and wild boar in Rio Grande do Sul state, identification of strains resulting from putative homologous recombination, analysis of intrahost viral variants (quasispecies) of animals infected with ‘HoBi’-like viruses, and the comparison of in vitro growth of different pestivirus strains in cell cultures derived from different cattle breeds. In the first study, bovine serum samples of cattle from Rio Grande do Sul state were collected by the official veterinary service and submitted to RT-PCR for detection of pestivirus followed by DNA sequencing and phylogenetic analysis of the positive samples, where 57.6% were classified as BVDV-1 and 42.4% as BVDV-2, which revealed high frequency of BVDV- 2 when compared to other regions worldwide. In the second work, 40 captive wild boar lung samples obtained from slaughterhouse were tested using similar methodology described above, and one sample resulted positive and was classified as BVDV-2, which represented the first molecular evidence of BVDV in wild boars. In the third scientific article, the occurrence of homologous recombination was investigated using in silico methods applied to sequences available in public databases, which are described putative new events between BVDV-1a and BVDV-1b, BVDV-2a and 2b and CSFV-2.2 and undetermined genogroup. In the fourth and fifth studies, animals persistently infected with the ‘HoBi’-like viruses were experimentally generated and using RT-PCR followed by cloning, sequencing and in silico analysis, the composition and intrahost variations of viral quasispecies in circulation were evaluated, where it was observed that individual characteristics of the host are important in the selection of viral variants and the mutant clouds increased overtime. Finally, in the sixth scientific article, the growth of BVDV-1a and 1b, and BVDV-2b, ‘HoBi’-like virus strains were evaluated in vitro using primary cell cultures obtained by taurine, indicine and mixed breed cattle using statistical models, it was possible to observe the absence of differences between cattle breeds (P=0.88), but presence of difference between individuals within the breed (P˂0.05). The results presented herein add information about the molecular epidemiology, biology and evolution of pestiviruses, being important to support future control and eradication programs of diseases caused by pestiviruses.

O gênero Pestivirus, pertencente à família Flaviviridae, é constituído por espécies virais de importância na saúde animal no mundo todo, as quais podem afetar a economia dos países de forma impactante. São reconhecidas quatro espécies pelo Comitê Internacional de Taxonomia Viral (ICTV): vírus da peste suína clássica (Classical Swine Fever Virus – CSFV), vírus da doença da fronteira (Border Disease Virus- BDV), vírus da diarreia viral bovina tipo 1 (Bovine Viral Diarrhea Virus 1- BVDV-1) e 2 (BVDV-2). Algumas das espécies deste gênero- CSFV e BVDV- são de notificação obrigatória na Organização Mundial de Saúde Animal (OIE), causando sanções econômicas importantes quando presentes. Recentemente, possíveis novas espécies vêm sendo caracterizadas, porém ainda não foram reconhecidas como espécies do gênero Pestivirus. Com o objetivo de gerar mais informações acerca da diversidade genética de pestivírus no país, o presente trabalho descreve os genomas completos e a caracterização genômica e filogenética de uma cepa de BVDV-1 subtipo i e duas de vírus ‘HoBi’-like. Os genomas completos foram obtidos através de sequenciamento de nova geração; as anotações, predição da poliproteína viral e dos sítios de clivagem foram feitos através do software Geneious, e a análise filogenética foi realizada através do software MEGA 6. O BVDV-1 subtipo i foi pela primeira vez isolado no Brasil, sendo também a primeira descrição de genoma completo deste subtipo de BVDV. Também foi descrito o genoma completo de duas cepas de vírus ‘HoBi’-like isolados no Brasil, além da caracterização de outras cepas de ‘HoBi’-like disponíveis em bancos de dados. Os dados moleculares destes isolados foram comparados com aqueles das demais espécies do gênero Pestivirus, e estas informações deverão auxiliar na futura classificação deste como espécie. Os resultados apresentados na dissertação adicionam conhecimento sobre a diversidade genética de BVDV-1 no Brasil além de informações acerca do vírus ‘HoBi’-like, reforçando esta espécie ainda não reconhecida como um novo membro do gênero Pestivirus, os ‘HoBi’-like vírus. / The genus Pestivirus, within the family Flaviviridae, includes species that are important pathogens affecting animal health that can cause impacting losses in the economy worldwide. According to the International Committee on Taxonomy of Virus (ICTV), there are four recognized species in this genus: Classical swine fever virus (CSFV), Bovine Viral Diarrhea Virus1 and 2 (BVDV -1, BVDV-2), and Border disease virus (BDV). Some of the species within this genus - CSFV and BVDV- are notifiable to the World Organization for Animal Health (OIE), and can cause exportation barriers or sanctions. Other putative new species have been characterized recently, but remain officially unrecognized. In order to generate data about the genetic diversity of pestivirus in Brazil, this study describes complete genomes and the genomic and phylogenetic characterization of an isolate of BVDV-1i and two isolates of ‘HoBi’-like virus. Complete genomes were sequenced through Next Generation Sequencing; genome annotations, polyprotein prediction and identification of cleavage sites were performed with software Geneious, and phylogenetic analysis with software MEGA 6. BVDV-1 subtype i was found in Brazil for the first time, and this is the first complete genome ever characterized for this subtype. Two strains of ‘HoBi-like’ virus isolated in Brazil were also described and characterized together with other ‘HoBi’-like strains available in databases. The molecular data obtained for these isolates were compared to those of other Pestivirus species. These data can help in future classification of these ‘HoBi’-like strains as a new recognized species. The knowledge on genetic diversity and the characterization of pestiviruses can contribute with surveillance programs and with appropriate animal health measures to control these viral diseases.

Resumo: O Vírus da Diarréia Viral Bovina (BVDV) é um dos patógenos mais importantes na pecuária bovina em todo mundo, principalmente por desencadear manifestações clínicas relacionadas à esfera reprodutiva. A infecção em fêmeas gestantes pode resultar em abortamentos, reabsorções embrionárias, mumificações fetais, má formações e nascimento de bezerros fracos além do aparecimento de animais persistentemente infectados e imunotolerantes ao vírus, que são a principal fonte de infecção e disseminação da doença nos rebanhos. Atualmente, a complexidade do diagnóstico e consequentemente a patogenia, estão relacionados às diferenças genotípicas do agente. Por isso, a presente pesquisa teve como objetivo verificar a ocorrência dos genótipos BVDV-1 (Singer) e BVDV-2 (VS-253) em vacas, e respectivos fetos, abatidas em um frigorífico no Estado de São Paulo por meio da análise do soro sanguineo por meio da técnica de virusneutralização. No contexto geral, 52,51% (115/219) das vacas testadas foram reagentes, mas nenhum feto (0/219) reagiu na virusneutralização. Pela análise cruzada conforme a estirpe viral, observou-se que 42% (92/219) das vacas foram reagentes tanto para o genótipo BVDV-1 como para o genótipo do BVDV-2. Por outro lado 4,10% (9/219) reagiram apenas para o genótipo BVDV-1 e 6,39% (14/219) reagiram apenas para o genótipo do BVDV 2. Notou-se portanto que ambas as estirpes estão disseminadas nas regiões estudadas, fato que justifica o emprego de antígenos diferentes para evitar diagnóstico falso-negativo. Por fim, não foi observado qualquer alteração nos fetos que pudessem ser caracterizada como patologia da enfermidade. / Abstract: The Bovine viral diarrhea virus (BVDV) is one of the pathogens in bovine livestock worldwide most important mainly triggered by clinical manifestations related to the reproductive sphere. The infection in pregnant females may result in abortions, embryonic resorptions, fetal mummification, poor training, birth of weak calves in addition to persistently infected and virus immunotolerant animals, which are the main source of infection and spread of the disease. Currently, the complexity to diagnosis and consequently to the pathogenesis are related genotypic differences that he presents. Therefore, this research aimed to verify the occurrence of BVDV- 1 (Singer) and BVDV-2 (VS-253) genotypes in cows and their respective fetuses slaughtered in a abattoir at the state of São Paulo by analyzing the blood serum using virusneutralization technique. In the general context, 52.51% (115/219) of cows were reagents, but no fetus (0/219) reacted in virusneutralization. After a cross-examination we observed that 42% (92/219) of cows reacted for both BVDV-1 and BVDV-2 genotype. Furthermore 4,10% (9/219) reacted only to the genotype BVDV-1 and 6,39% (14/219) responded only to the genotype 2 of BVDV. It was noted therefore that both strains are widespread in the regions studied, which also justifies the use of different antigens to avoid false-negative diagnosis. Finally, there was no change in fetuses that could be characterized as a pathology of the disease. / Orientador: Samir Issa Samara / Coorientador: Fabio Carvalho Dias / Banca: José Gabriel Amoril / Banca: Sandra Possebon Gatti / Mestre

O vírus da diarreia viral bovina (BVDV) causa uma das doenças mais importantes de bovinos em termos de custos econômicos e sociais, uma vez que é largamente disseminado na população de gado leiteiro. Os objetivos do trabalho foram estimar a prevalência em nível de rebanho e investigar fatores associados aos níveis de anticorpos em leite de tanque através de um estudo transversal, bem como discutir e comparar diferentes técnicas de modelagem, as tradicionais como regressão e as menos usuais para este fim, como as de Machine learning (ML) como Random Forest. O estudo transversal foi realizado no estado do Rio Grande do Sul para a estimação da prevalência de doenças reprodutivas baseados em amostras de tanque de leite, partindo de uma população total de 81.307 rebanhos. Foram coletadas 388 amostras de tanque de leite, e nas propriedades selecionadas foi aplicado um questionário epidemiológico. Como resultados se identificou uma prevalência de 23,9% (IC95% = 19,8 - 28,1) de propriedades positivas. Através de análise de regressão de Poisson se identificou como fatores associados o BVDV: o exame retal como rotina para o diagnóstico de prenhes, Razão de Prevalência [PR] = 2,73 (IC 95%: 1.87-3.98), contato direto entre animais (contato via cerca de propriedades lindeiras) (PR=1,63, IC 95%: 1.13-2.95) e propriedades que não utilizavam inseminação artificial (PR=2.07, IC 95%: 1.38-3.09) Na técnica de Random Forest pôde-se identificar uma dependência na ocorrência de BVDV devido a: inseminação artificial quando realizada pelo proprietário da propriedade ou capataz, o número de vizinhos que também possuem criação de bovinos, e em concordância com os resultados da regressão quanto a dependência da ocorrência de BVDV devido a palpação retal. Como resultado, pôde-se perceber que o BVDV está distribuído no estado do RS e caso seja de interesse do poder público, o desenvolvimento de um programa de controle da doença pode ser baseado nos resultados encontrados. Por outro lado, a contribuição deste estudo vai além das tradicionais análises realizadas em epidemiologia veterinária, principalmente devido os bons resultados obtidos com a abordagem por ML neste estudo transversal. Por fim, a utilização de técnicas estatísticas mais avançadas contribuiu para elucidar melhor os fatores possivelmente envolvidos com a ocorrência de BVDV no rebanho leiteiro gaúcho. / The bovine viral diarrhea virus (BVDV) causes one of the most important disease of cattle in terms of economic and social costs, since it is widely disseminated in dairy cattle population. The objectives were to estimate the herd level prevalence at and investigate factors associated with antibody levels in bulk tank milk through a cross sectional study, discuss and compare different modeling techniques such as the traditional regression with the ones less used for this approach machine learning (ML). The cross sectional study was conducted in Rio Grande do Sul state to estimate the prevalence of reproductive diseases based on bulk tank milk samples, from a total population of 81,307 herds. Milk samples from 388 bulk tank were sampled, and an epidemiological questionnaire was applied in each farm. The prevalence was 23.9% (95% CI 19.8 - 28.1). Through the Poisson regression analysis, the following factors associated with BVDV were found: routine use of rectal examination for pregnancy (Prevalence Ratio [PR] = 2.73 (IC 95%: 1.87-3.98), direct contact between/among animals (contact over the fence of neighboring farms) (PR = 1.63, IC 95%: 1.13-2.95) and properties that did not use artificial insemination (PR = 2.07, IC 95%: 1.38-3.09). On the other hand, using ML techniques, it was identify a dependency upon the occurrence of BVDV due to: artificial insemination when carried out by the owner of the property or foreman; the number of neighbors who also have cattle, and in accordance with the regression results as the dependence of the occurrence of BVDV due to routine use of rectal examination for pregnancy. BVDV is spread across the State and if the government's interest to launch a disease control program measures should be focusing mainly on better conditions and care in reproduction. On the other hand, the contribution of this study goes beyond traditional analyzes in veterinary epidemiology, mainly due to the good results obtained with the approach by ML in this cross-sectional study. Finally, the use of advances statistics techniques it has been made progress to better elucidate the factors possibly involved in the occurrence of BVDV in state dairy herds.