Thesis (D.P.H.)--University of Michigan.

Dissertation (D.P.H.)--University of Michigan.

Memoria para optar al Título Profesional de Médico Veterinario / La Brucelosis canina (BC) es una enfermedad infectocontagiosa zoonótica causada principalmente por la bacteria Brucella canis (B. canis). Sin embargo, se han descrito infecciones esporádicas causadas tanto por Brucella suis (B. suis) y Brucella abortus (B. abortus) como también por Brucella melitensis (B. melitensis), las cuales producen en el animal un cuadro autolimitado. La infección se caracteriza por producir infertilidad tanto en machos como en hembras, afectando la vida reproductiva del animal, lo que conlleva importantes pérdidas económicas en criaderos de perros y pérdida afectiva para propietarios cuando el animal debe ser eutanasiado. El diagnóstico suele realizarse mediante pruebas serológicas, las cuales presentan como principal desventaja la obtención de resultados falsos positivos por reactividad cruzada con otras bacterias, ya sea del mismo o distinto género, o bien resultados falsos negativos en casos crónicos de infección y por esta razón se requiere de la confirmación diagnóstica mediante el aislamiento bacteriano como método diagnóstico directo. Sin embargo, lo anterior conlleva tanto el riesgo de infección al personal de laboratorio que trabaja con esta bacteria debido a su carácter zoonótico y por otra parte involucra mayor tiempo debido a que este método requiere de un periodo prolongado de incubación. En consideración a lo anterior, esta memoria de título tuvo por objeto desarrollar un PCR convencional capaz de diferenciar entre la detección de B. canis, B. suis y B. abortus, mediante el diseño in silico de un par de partidores que generaron un amplicón de mayor tamaño para la especie de interés en relación a las otras dos especies de Brucella. El análisis de las secuencias nucleotídicas obtenidas mediante los programas de libre acceso Clustal W y BLAST permitió establecer la identidad nucleotídica de los fragmentos obtenidos, corroborando así la detección diferencial entre B. canis, B. suis y B. abortus. Así, este método constituye una prometedora alternativa al aislamiento bacteriano como método diagnóstico directo y complementario a pruebas serológicas.

Memoria para optar al Título Profesional de Médico Veterinario / El objetivo de este estudio fue indagar la exposición frente a Brucella canis y Leptospira spp. a través de la detección de anticuerpos en cánidos silvestres y domésticos en la Isla Grande de Tierra del Fuego. Se analizó un total de 56 sueros, 15 de zorros culpeo fueguino, 12 de zorros chilla y 29 de perros domésticos. Dos técnicas serológicas fueron utilizadas para la detección de anticuerpos: contrainmunoelectroforesis (CIEF) y aglutinación microscópica (MAT) para brucelosis canina y leptospirosis, respectivamente. Los resultados mostraron la ausencia de anticuerpos contra B. canis y la presencia de anticuerpos contra Leptospira spp., con prevalencias de un 20% para zorros culpeo, 8,3% para zorros chilla y 3,4% para perros domésticos. Estos resultados se pueden explicar por factores tales como las características intrínsecas del agente infeccioso y/o ubicación de los animales analizados. Así, una comprensión más profunda sobre la interacción de los cánidos silvestres y domésticos con otras especies animales en un medio ambiente en común, es una herramienta esencial hacia la conservación de las especies endémicas en peligro de extinción de la Isla Grande de Tierra del Fuego como el zorro fueguino. / The objective of this study was to explore exposure against Brucella canis and Leptospira spp. through the presence of antibodies in wild and domestic canids in Isla Grande de Tierra del Fuego. A total of 56 sera, 15 from Fuegian culpeo foxes, 12 from grey foxes and 29 from domestic dogs, were analyzed. Two serological techniques were used for antibody detection: counterimmunoelectrophoresis (CIEF) and microscopic agglutination (MAT) for canine brucellosis and leptospirosis, respectively. The results showed the absence of antibodies against B. canis and the presence of antibodies against Leptospira spp., with prevalence’s of 20% for culpeo foxes, 8.3% for grey foxes and 3.4% for domestic dogs. These results could be explained by factors such as intrinsic characteristics of the infectious agent and/or location of the test animals. Thus, a deeper understanding of the interaction of wild and domestic canids with other animal species in an environment in common, is an essential tool towards the conservation of the endangered endemic species from the Isla Grande de Tierra del Fuego like the Fuegian fox.

Brucella canis causes canine brucellosis in dogs inducing mainly contagious abortion. Diagnosis of B. canis is based on bacterial isolation that is timeconsuming and inconsistent; serological tests (more than one test) that is ambiguous and lacks specificity; and PCR that may lack sensitivity as bacteraemia may not be constant. Since bacteraemia of B. canis develops 7-30 days after infection, often resulting in a sustained bacteraemia, PCR was investigated for the detection of B. canis in whole blood of dogs. The PCR sensitivity was validated to detect 3.8 fg Brucella DNA mixed with dog DNA as well as 1 x 102 cfu/ml B. canis in dog blood (mock infection) using primers (ITS66 and ITS279) that amplifies the 16S-23S ribosomal DNA intergenic spacer (ITS) region. The PCR assay for the detection of B. canis in whole blood samples was compared with bacterial isolation, serological tests, which include the rapid slide agglutination test (RSAT), 2-mercaptoethanol RSAT (2ME-RSAT) and imunochromatographic assay (ICA). These techniques were used to test 56 dog samples obtained from the Michangulene and Mafavuca villages at the municipality of Changalane, in District of Namaacha in Maputo, Mozambique for B. canis. No B. canis was isolated from dog blood using the classical microbiology isolation and PCR. A sample was only presumed positive if both the 2ME-RSAT and ICA tested positive. None of the samples in this study tested positive using this criterion for serological testing. Results of this study indicated that B. canis was not present in the 56 dogs sampled in the Maputo region of Mozambique using bacteriology, PCR and serological tests (RSAT, 2ME-RSAT and ICA). Due to the discrepancy between serological tests we cannot conclude that B. canis is not present in the Maputo region of Mozambique. In future the accuracy of the serological tests, bacteriology and PCR assay should be assessed using experimentally infected B. canis dogs over a period followed by a surveillance study in Mozambique that includes urine, semen and blood samples collected from dogs. / Dissertation (MSc)--University of Pretoria, 2010. / Veterinary Tropical Diseases / Unrestricted

Canine brucellosis is a zoonotic disease, caused by Brucella canis, which is the main cause of abortion and infertility in dogs. This study had the objective to investigate a B. canis outbreak in a breeding kennel, to describe a multistep approach to characterize the B. canis isolates obtained, and to identify B. canis proteins specifically reacting with antibodies from naturally infected dogs. The kennel was located in São Paulo, SP, Brazil. At the time of sampling, in 2014, the kennel comprised 17 adult Pug dogs. Blood samples were used both to isolate the bacteria and to detect Brucella spp. DNA by the polymerase chain reaction. Serum samples were used to detect antibodies against B. canis using an immunocromatographic test, the rapid slide agglutination test with or without 2-mercaptoethanol and two ELISA kits. The Brucella isolates were characterized through the classical bacteriological tests, mass spectrometry and whole genome sequencing. The total protein content of Brucella isolates was extracted and separated using one and two-dimension polyacrylamide gel electrophoresis (1D and 2D, respectively), and then tested against sera collected from bacteremic, non-bacteremic and non-B. canis infected dogs using western immunoblotting. The reacting protein spots were identified using matrix-assisted laser desorption/ionization time of flight mass spectrometry (MALDI-TOF MS). Vaginal discharge, abortion, stillbirth, conception failure and general lymphadenopathy were the clinical signs found in the infected dogs. Gram-negative, coccoid rod-shaped bacteria were isolated from 24 blood samples. Antibodies against B. canis were detected in all dogs at least once by the performed serological tests. Mass spectrometry analysis assigned all isolates to the genus Brucella. The phenotypic data clearly identified the isolates as B. canis with only slight differences in phage typing patterns. The 2D separated protein spots were identified by MALDI-TOF MS as 93 different proteins, out of them, 19 were identified in infected dogs (during the bacteremic and non-bacteremic phases of the infection) and were not identified in non-infected dogs. These proteins have the potential to be used as antigens in serological tests in an attempt to improve the diagnosis of the infection, since a reliable diagnosis is an essential measure for the control and prevention of canine brucellosis. The multistep approach using classical microbiological methods, mass spectrometry and whole genome sequencing allowed the characterization of the B. canis with high discriminatory power, which may be useful for outbreak investigations. / A brucelose canina é uma doença zoonótica, causada pela Brucella canis, que é uma das principais causas de abortamentos e infertilidade em cães. O objetivo deste estudo foi investigar um surto de B. canis em um canil, caracterizar os isolados de Brucella obtidos e identificar proteínas de B. canis reagentes especificamente a anticorpos de cães naturalmente infectados. O canil é localizado em São Paulo, SP, Brasil e no momento da amostragem, em 2014, o canil era composto por 17 cães adultos da raça Pug. Amostras de sangue foram utilizadas tanto para isolar as bactérias quanto para detectar o DNA de Brucella spp. pela reação em cadeia pela polimerase. Amostras de soro foram utilizadas para detectar anticorpos contra B. canis nos soros dos cães, utilizando um teste imunocromatográfico, o teste de soroaglutinação rápida em placa com ou sem 2-mercaptoetanol e dois kits de ELISA. Os isolados foram caracterizados pelos métodos bacteriológicos clássicos, espectrometria de massa e pelo sequenciamento do genoma completo. O conteúdo proteico total dos isolados de B. canis foi extraído e as proteínas separadas por eletroforese em gel de poliacrilamida de uma e duas dimensões (1D e 2D, respeectivamente), sendo então testadas frente aos soros dos cães infectados (com ou sem bacteremia) e não infectados, utilizando Western Immunoblotting. Os spots proteicos reagentes foram identificados usando espectrometria de massa por ionização/dessorção a laser assistida por matriz (MALDI-TOF MS). Secreção vaginal, aborto, natimorto, falha na concepção e linfoadenopatia foram os sinais clínicos observados nos cães infectados. Coco-bacilos gram-negativos foram isolados em 24 amostras de sangue. Anticorpos contra B. canis foram observadas em todos os cães, em pelo menos uma amostragem, pelos testes sorológicos empregados. A MS atribuiu todos os isolados ao gênero Brucella. Os dados fenotípicos identificaram claramente B. canis com apenas pequenas diferenças nos padrões de lise por fagos. Os spots de proteínas, separados por 2D, foram identificados por MALDI-TOF MS como 93 diferentes proteínas, dentre elas, 19 foram identificadas em cães infectados (com ou sem bacteremia) e não foram identificadas nos cães não infectados. Tais proteínas são candidatas a serem utilizadas como antígenos para o aprimoramento do sorodiagnóstico, uma vez que a existência de um diagnóstico confiável constitui uma medida essencial para o controle e a prevenção da brucelose canina. A abordagem múltipla utilizada, envolvendo métodos microbiológicos clássicos, espectrometria de massa e sequenciamento completo do genoma bacteriano possibilitou a caracterização dos isolados de B. canis com elevado poder discriminatório, o que pode auxiliar em investigações de surtos.

Canine brucellosis is a zoonotic disease, caused by Brucella canis, which is the main cause of abortion and infertility in dogs. This study had the objective to investigate a B. canis outbreak in a breeding kennel, to describe a multistep approach to characterize the B. canis isolates obtained, and to identify B. canis proteins specifically reacting with antibodies from naturally infected dogs. The kennel was located in São Paulo, SP, Brazil. At the time of sampling, in 2014, the kennel comprised 17 adult Pug dogs. Blood samples were used both to isolate the bacteria and to detect Brucella spp. DNA by the polymerase chain reaction. Serum samples were used to detect antibodies against B. canis using an immunocromatographic test, the rapid slide agglutination test with or without 2-mercaptoethanol and two ELISA kits. The Brucella isolates were characterized through the classical bacteriological tests, mass spectrometry and whole genome sequencing. The total protein content of Brucella isolates was extracted and separated using one and two-dimension polyacrylamide gel electrophoresis (1D and 2D, respectively), and then tested against sera collected from bacteremic, non-bacteremic and non-B. canis infected dogs using western immunoblotting. The reacting protein spots were identified using matrix-assisted laser desorption/ionization time of flight mass spectrometry (MALDI-TOF MS). Vaginal discharge, abortion, stillbirth, conception failure and general lymphadenopathy were the clinical signs found in the infected dogs. Gram-negative, coccoid rod-shaped bacteria were isolated from 24 blood samples. Antibodies against B. canis were detected in all dogs at least once by the performed serological tests. Mass spectrometry analysis assigned all isolates to the genus Brucella. The phenotypic data clearly identified the isolates as B. canis with only slight differences in phage typing patterns. The 2D separated protein spots were identified by MALDI-TOF MS as 93 different proteins, out of them, 19 were identified in infected dogs (during the bacteremic and non-bacteremic phases of the infection) and were not identified in non-infected dogs. These proteins have the potential to be used as antigens in serological tests in an attempt to improve the diagnosis of the infection, since a reliable diagnosis is an essential measure for the control and prevention of canine brucellosis. The multistep approach using classical microbiological methods, mass spectrometry and whole genome sequencing allowed the characterization of the B. canis with high discriminatory power, which may be useful for outbreak investigations. / A brucelose canina é uma doença zoonótica, causada pela Brucella canis, que é uma das principais causas de abortamentos e infertilidade em cães. O objetivo deste estudo foi investigar um surto de B. canis em um canil, caracterizar os isolados de Brucella obtidos e identificar proteínas de B. canis reagentes especificamente a anticorpos de cães naturalmente infectados. O canil é localizado em São Paulo, SP, Brasil e no momento da amostragem, em 2014, o canil era composto por 17 cães adultos da raça Pug. Amostras de sangue foram utilizadas tanto para isolar as bactérias quanto para detectar o DNA de Brucella spp. pela reação em cadeia pela polimerase. Amostras de soro foram utilizadas para detectar anticorpos contra B. canis nos soros dos cães, utilizando um teste imunocromatográfico, o teste de soroaglutinação rápida em placa com ou sem 2-mercaptoetanol e dois kits de ELISA. Os isolados foram caracterizados pelos métodos bacteriológicos clássicos, espectrometria de massa e pelo sequenciamento do genoma completo. O conteúdo proteico total dos isolados de B. canis foi extraído e as proteínas separadas por eletroforese em gel de poliacrilamida de uma e duas dimensões (1D e 2D, respeectivamente), sendo então testadas frente aos soros dos cães infectados (com ou sem bacteremia) e não infectados, utilizando Western Immunoblotting. Os spots proteicos reagentes foram identificados usando espectrometria de massa por ionização/dessorção a laser assistida por matriz (MALDI-TOF MS). Secreção vaginal, aborto, natimorto, falha na concepção e linfoadenopatia foram os sinais clínicos observados nos cães infectados. Coco-bacilos gram-negativos foram isolados em 24 amostras de sangue. Anticorpos contra B. canis foram observadas em todos os cães, em pelo menos uma amostragem, pelos testes sorológicos empregados. A MS atribuiu todos os isolados ao gênero Brucella. Os dados fenotípicos identificaram claramente B. canis com apenas pequenas diferenças nos padrões de lise por fagos. Os spots de proteínas, separados por 2D, foram identificados por MALDI-TOF MS como 93 diferentes proteínas, dentre elas, 19 foram identificadas em cães infectados (com ou sem bacteremia) e não foram identificadas nos cães não infectados. Tais proteínas são candidatas a serem utilizadas como antígenos para o aprimoramento do sorodiagnóstico, uma vez que a existência de um diagnóstico confiável constitui uma medida essencial para o controle e a prevenção da brucelose canina. A abordagem múltipla utilizada, envolvendo métodos microbiológicos clássicos, espectrometria de massa e sequenciamento completo do genoma bacteriano possibilitou a caracterização dos isolados de B. canis com elevado poder discriminatório, o que pode auxiliar em investigações de surtos.

Memoria para optar al Título Profesional de Médico Veterinario / El diagnóstico definitivo y específico de la brucelosis en caninos, causada por Brucella canis (B. canis), se realiza mediante el aislamiento de la bacteria desde muestras patológicas o fluidos. Sin embargo, como la enfermedad se caracteriza por presentar periodos abacterémicos, un cultivo negativo no excluye la posibilidad de infección. Debido a que se utiliza ampliamente la detección de anticuerpos frente a la infección y que tanto B. ovis y B. canis comparten componentes antigénicos con la cepa vacuna Brucella abortus RB51 (B. abortus CRB51), ésta podría ser usada como antígeno en el diagnóstico serológico de la enfermedad. En el presente estudio, se describe un enzimoinmunoensayo indirecto (ELISA-I) para el serodiagnóstico de brucelosis canina utilizando un extracto altamente purificado de lipopolisacárido rugoso (LPS-R) de Brucella abortus CRB51, cuyos resultados fueron comparados con la técnica contrainmunoelectroforesis (CIEF) que utiliza un antígeno extraído de una cepa rugosa de B. ovis, con diferentes componentes, incluyendo al LPS-R. En este estudio se incluyeron 156 sueros de perro, muestras para diagnóstico de brucelosis canina mediante CIEF, que fueron recibidas en el laboratorio de Microbiología de FAVET. El análisis de los resultados indicó asociación estadística entre ambas pruebas (p>0,05) para el diagnóstico de brucelosis canina. Además, ambas pruebas obtuvieron un alto índice de concordancia (K= 0,961). Estos resultados hacen del ELISA-I propuesto una prueba promisoria al utilizar un antígeno más purificado y entregar resultados cuantitativos

Memoria para optar al Título Profesional de Médico Veterinario / En el presente trabajo se describe la evolución de anticuerpos caninos contra Brucella canis, de dos perras inoculadas experimentalmente, mediante un ensayo inmunoenzimático indirecto (ELISA-I) usando como antígenos el lipopolisacárido rugoso (LPS-R) y proteínas citosólicas de Brucella abortus Cepa RB51. El objetivo fue discriminar el momento en que se hacen detectables los anticuerpos para cada ELISA-I y describir la evolución de éstos en el tiempo. Se utilizaron sueros de dos perras infectadas con B. canis, A y B, con un total de 20 y 16 muestras de sueros seriados, respectivamente. Para ambos ELISA-I se usaron líneas de corte obtenidas por metodología “Receiver-Operator Characteristic” (ROC), que determinaron la positividad o negatividad a la prueba. Ambos ELISA-I fueron capaces de detectar anticuerpos tempranamente y fue posible constatar su permanencia en el tiempo. La detección de anticuerpos mediante ELISA-I, tanto con antígeno de proteínas citosólicas como con antígeno LPS-R de B. abortus Cepa RB51, se mantuvo detectable, al menos, hasta la semana 38 post infección

A brucelose causada pela B. canis constitui uma infecção sistêmica e zoonótica que acomete principalmente os cães, causando problemas reprodutivos. O diagnóstico da infecção é difícil, sendo necessária a associação do diagnóstico clínico aos métodos laboratoriais diretos e indiretos para sua confirmação. Um dos problemas relativos ao diagnóstico laboratorial está relacionado à ausência de marcadores que possibilitem a identificação acurada de cães em ausência de bacteremia. A partir do exposto, foi realizado um estudo com o objetivo de avaliar o desempenho de testes laboratoriais diretos e indiretos como marcadores da infecção por B. canis em cães e determinar a combinação de testes que possibilite o diagnóstico da brucelose canina com maiores valores de sensibilidade e especificidade. Foram coletadas amostras de sangue, soro e aspirado de linfonodo de 92 cães, sem distinção de sexo, idade ou raça, incluindo cães reprodutores e não reprodutores. A hemocultura e a reação em cadeia pela polimerase (PCR) foram previamente realizadas nas amostras de sangue e, com base nos resultados, os 92 animais foram divididos em dois grupos: infectados (n=37) e não infectados (n= 55). Em seguida, as amostras de aspirado de linfonodo foram submetidas à PCR e ao cultivo microbiológico e as amostras de soro foram testadas por um ensaio imunocromatográfico (EIC). A partir dos resultados obtidos, a sensibilidade e especificidade diagnóstica dos testes foram calculadas utilizando os grupos infectados e não infectados, respectivamente. O coeficiente Kappa foi usado para calcular a concordância entres os testes laboratoriais e suas combinações. A proporção de resultados positivos foi de 40,2% (37/92) para os testes diretos em amostras de sangue, 29% (27/92) e 25% (23/92) para PCR e cultivo em amostras de aspirado de linfonodo, respectivamente, e 43% (40/92) para o EIC. A concordância entre os testes variou de moderada a quase perfeita. A sensibilidade e especificidade diagnóstica foram, respectivamente, 65% e 95% para PCR em amostras de aspirado de linfonodo, 62% e 100% para o cultivo microbiológico em amostras de aspirado de linfonodo e 92% e 89% para o EIC. A PCR em amostras de aspirados de linfonodos apresentou maior sensibilidade em relação ao cultivo aplicado a estas amostras, sendo uma alternativa ao diagnóstico microbiológico. A associação entre os testes de PCR em amostras de aspirados de linfonodos e de sangue e o EIC possibilitou um aumento da sensibilidade diagnóstica, por possibilitar a identificação de cães na ausência e na presença de bacteremia, com maior rapidez. / Brucellosis caused by B. canis is a systemic and zoonotic infection characterized by prolonged bacteremia that affects mainly dogs causing reproductive problems. The diagnosis of the infection is quite difficult, being necessary the association of the clinical diagnosis with direct and indirect laboratory methods to confirm the infection. The main drawback regarding the laboratory diagnosis relies on the lack of markers that allow the accurate identification of non bacteremic dogs. From the above, a study was carried out to evaluate the performance of direct and indirect laboratory tests as markers for B. canis infection in dogs and to determine the combination of tests that allows the diagnosis of the infection with higher values of sensitivity and specificity. Samples of blood, serum and lymph node aspirates were collected from 92 dogs, regardless the sex, age or breed, including pet and breeding dogs. All the dogs were tested using culturing and the polymerase chain reaction (PCR) in blood samples and, based on the results, they were divided into two groups: infected (n = 37) and non-infected (n = 55). Lymph node aspirates were tested through PCR and microbiological culturing, and serum samples using an immunochromatographic assay (EIC). The infected and uninfected groups were used to calculate, respectively, the sensitivity and specificity of the tests. The agreement between the tests was calculated using Kappa coefficient. The proportion of positive results was 40.2% (37/92) for the direct tests in blood samples, 29% (27/92) and 25% (23/92) for PCR and lymph node culturing, respectively, and 43% (40/92) for the EIC. The agreement between the tests ranged from moderate to near perfect. The sensitivity and specificity was, respectively, 65% and 95% for PCR in lymph node aspirates, 62% and 100% for lymph node culturing, and 92% and 89% for EIC. The PCR in lymph node aspirates showed a higher sensitivity when compared to the lymph node culturing, being an alternative to the microbiological diagnosis. The association between PCR in blood and lymph node aspirates and the EIC enabled an increased sensitivity in the diagnosis with the identification of non-bacteremic dogs more rapidly.