Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The Brazilian spotted fever is an infectious disease transmitted by ticks to humans. The occurrence of Rickettsia rickettsii agent has been reported in Brazil since 1920 and is considered the main bacteria involved in Brazilian Spotted Fever. Since 2000, four other current species have been identified in the country, as follows: Rickettsia riphicephali, Rickettsia amblyommi, Rickettsia parkeri and Rickettsia felis. R. parkeri was first isolated in Amblyomma maculatum on the Gulf Coast of the United States in 1937, but until 2004 was considered as non-pathogenic agent, when was the first recognized case of spotted fever in humans caused by this species. Recently a new human rickettsial infection was reported to cause disease in São Paulo, being called Rickettsia parkeri Strain Atlantic Forest. This study aimed to detect and identify proteins with potential to stimulate the immune system of the host of this new strain described. Therefore, we performed total protein extraction R. parkeri Strain Atlantic Forest from infected VERO cell samples. The extracted proteins were fractionated by electrophoresis in polyacrylamide gel in the presence of sodium dodecyl sulfate (SDS-PAGE). The proteins were transferred to nitrocellulose membranes by semi-dry electrotransfer system and subjected to Western blot. Subsequently, the membrane was incubated with domestic rabbit hyperimmune serum against R. parkeri Strain Atlantic Forest (primary antibodies) followed by incubation with anti-rabbit IgG peroxidase-conjugated antibody (secondary antibody) to detect the primary antibodies bound to the proteins . Obtaining the hyperimmune rabbit serum was performed by experimental infection of R. parkeri Strain Atlantic Forest in domestic rabbit, intraperitoneally. After incubation, the disclosure of immunoreactive proteins was performed using a chromogenic substrate. 2 immunoreactants were detected proteins with more than 78 kDa (200 e 130 kDa) and 5 with less than 78 kDa. By comparing existing proteomic maps and the molecular weight of these proteins showed that, it is suggested that rOmpA (200 kDa) and rOmpB (130 kDa) are among the proteins detected and the remaining proteins found are members of the family of surface antigens cell (Sca - Surface cell antigen). However, one can not say that these proteins represent only reactive immunity to R. parkeri Strain Atlantic Forest, or that are homologous to other species. However, studies using the Modern Liquid Chromatography technique associated with mass spectrometry (LC/MS/MS) must be conducted for protein characterization. Preliminary results obtained in this study allowed further elucidation of protein profile of this agent, providing subsidies for the development of highly sensitive and specific diagnoses, as well as studies allow for the realization of a vaccine, as an alternative for the control and prevention of Brazilian Spotted Fever. / A Febre Maculosa Brasileira é uma doença infecciosa, transmitida por carrapatos ao homem. A ocorrência do agente Rickettsia rickettsii tem sido relatada no Brasil desde 1920, sendo considerada a principal bactéria envolvida na Febre Maculosa Brasileira. Desde 2000, outras quatros espécies circulantes foram identificadas no país, sendo: Rickettsia riphicephali, Rickettsia amblyommi, Rickettsia parkeri e Rickettsia felis. R. parkeri foi isolada pela primeira vez em Amblyomma maculatum, na Costa do Golfo dos Estados Unidos da América em 1937, porém até 2004 era considerada como agente não patogênico, quando então houve o primeiro caso reconhecido de Febre Maculosa em humanos ocasionado por essa espécie. Uma nova riquetsiose humana foi descrita como causadora da doença no Estado de São Paulo, sendo denominada de Rickettsia parkeri cepa Mata Atlântica. O presente trabalho teve como objetivo detectar e identificar proteínas com potencial de estimular o sistema imune do hospedeiro desta nova cepa descrita. Para tanto, foi realizado a extração proteica total de R. parkeri cepa Mata Atlântica a partir de amostras de células VERO infectadas. As proteínas extraídas foram fracionadas por eletroforese em gel de poliacrilamida na presença de dodecil-sulfato de sódio (SDS-PAGE). Estas proteínas foram transferidas para membranas de nitrocelulose através do sistema semi-seco de eletrotransferência e submetidas à técnica de Western blot. Posteriormente, a membrana foi incubada com soro hiperimune de coelho doméstico contra R. parkeri cepa Mata Atlântica (anticorpos primários), seguido de incubação com anticorpo anti-IgG de coelho conjugado com peroxidase (anticorpo secundário), para detectar os anticorpos primários ligados às proteínas. A obtenção do soro de coelho hiperimune foi realizada através da infecção experimental de R. parkeri cepa Mata Atlântica em um coelho doméstico, via intraperitoneal. A revelação das proteínas imunorreativas foi efetuada através de substrato cromogênico. Foram detectadas 2 proteínas imunorreagentes com mais de 78 kDa (200 e 130 kDa ) e 5 com menos de 78 kDa. Através da comparação de mapas proteômicos existentes e pelo peso molecular que estas proteínas apresentaram, sugere-se que rOmpA (200 kDa) e rOmpB (130 kDa) estejam entre as proteínas detectadas e as demais proteínas encontradas, sejam membros da família de antígenos de superfície celular (Sca Surface cella ntigen). No entanto, não se pode afirmar que estas proteínas apresentam imunidade reativa única para R. parkeri cepa Mata Atlântica, ou se são homólogas a outras espécies de riquetsias. Contudo, estudos empregando a técnica de Cromatografia Líquida Moderna associada a Espectrometria de Massas (LC/MS/MS) deverão ser conduzidos para a caracterização proteica. Os resultados preliminares obtidos neste estudo permitiram maior elucidação do perfil proteico deste agente, fornecendo assim subsídios para o desenvolvimento de diagnósticos altamente sensíveis e específicos, bem como permitir estudos para a realização de uma vacina, como alternativa para o controle e prevenção da Febre Maculosa Brasileira.

Les infections à Salmonella Enteritidis chez les humains sont associées à la consommation d’œufs ou d’ovoproduits contaminés. La vaccination est un outil utilisé pour diminuer les risques d’infection à SE chez la volaille, mais avec des résultats variables. Au Canada deux bactérines, MBL SE4C et Layermune, sont couramment utilisées pour lutter contre SE. Cependant, leur efficacité n’a pas été complètement déterminée chez les poules pondeuses plus âgées. Par ailleurs, la capacité de ces vaccins à prévenir la transmission verticale et horizontale n’a pas encore été étudiée. L’objectif principal de cette étude était d’évaluer l’effet des deux bactérines sur la réponse immunitaire chez les poules pondeuses, de vérifier la protection conférée par ces vaccins contre l’infection expérimentale à SE, et d’identifier des protéines immunogènes afin de développer un vaccin sous-unitaire. Les oiseaux ont été vaccinés avec deux protocoles d’immunisation en cours d’élevage (soit à 12 et 18, ou à 16 semaines d’âge). Le groupe contrôle a été injecté avec la solution saline. Les oiseaux ont été inoculés per os avec 2 x 109 CFU de la souche SE lysotype 4 à 55 ou à 65 semaines d’âge. Les anticorps (IgG et IgA) ont été mesurés à différents temps avec un ELISA maison en utilisant l’antigène entier de SE. La phagocytose, flambée oxydative, les populations des splénocytes B et T ont été analysées en utilisant la cytométrie en flux. Les signes cliniques, l’excrétion fécale, la contamination des jaunes d’œufs et l’invasion des salmonelles dans les organes ont été étudiés pour évaluer l’efficacité de protection. La transmission horizontale a aussi été étudiée en évaluant l’infection à SE chez les oiseaux mis en contact avec les oiseaux inoculés. Les protéines immunogènes ont été identifiées par SDS-PAGE et Western blot à l’aide d’antisérums prélevés suite à la vaccination et/ou à l’infection expérimentale/naturelle, puis caractérisées par la spectrométrie de masse. Le protocole de vaccination avec deux immunisations a généré un niveau élevé de séroconversion à partir de 3 jusqu’à 32-34 semaines post-vaccination par rapport à celui avec une seule immunisation (p < 0.02), mais il n’y avait plus de différence entre les groupes à 54 et 64 semaines d’âge. Il n’y a pas eu de corrélation entre les niveaux d’IgG et les taux d’isolement des salmonelles dans les organes et des jaunes d’œuf. La production des IgA n’a été observée que chez les oiseaux vaccinés avec 2 injections de MBL SE4C (p ≤ 0.04). Après l’infection expérimentale, la production des IgA a été significativement plus élevée aux jours 1 et 7 p.i dans l’oviducte des oiseaux vaccinés (sauf pour le groupe vacciné avec 2 injections de Layermune) par comparaison avec le groupe contrôle (p ≤ 0.03). Seule la bactérine MBL SE4C a eu un effet protecteur contre la contamination des jaunes d’œuf chez les oiseaux infectés. Ce vaccin réduit partiellement en utilisant deux immunisations, le taux d’excrétion fécale des salmonelles chez les oiseaux inoculés et les oiseaux horizontalement infectés (p ≤ 0.02). Cinq des protéines identifiées par la spectrométrie de masse sont considérées comme des protéines potentiellement candidates pour une étude plus approfondie de leur immonogénicité: Lipoamide dehydrogenase, Enolase (2-phosphoglycerate dehydratase) (2-phospho-D-glycerate hydro-lyase), Elongation factor Tu (EF-Tu), Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH) et DNA protection during starvation protein. En général, les bactérines ont induit une immunité humorale (IgG et IgA) chez les poules pondeuses. Cette réponse immunitaire a protégé partiellement les oiseaux quant à l’élimination des salmonelles, la contamination des jaunes d’œuf, ainsi que la transmission horizontale. Dans cette étude, la bactérine MBL SE4C (avec deux immunisations) s’est montrée plus efficace pour protéger les oiseaux que la bactérine Layermune. Nos résultats apportent des informations objectives et complémentaires sur le potentiel de deux bactérines pour lutter contre SE chez les poules pondeuses. Étant donné la protection partielle obtenue en utilisant ces vaccins, l’identification des antigènes immunogènes a permis de sélectionner des protéines spécifiques pour l’élaboration éventuelle d’un vaccin plus efficace contre SE chez les volailles. / Contaminated eggs and egg products have been associated with outbreaks of human Salmonella Enteritidis (SE) infections. Killed bacteria (bacterins) have been used to control Salmonella infections in poultry but variation in the conferred protection has been observed. In Canada the bacterins MBL SE4C and Layermune are currently used to control SE. However, their efficacy in protecting older layers has not been fully determined. Furthermore, the capacity of these bacterins to prevent vertical and horizontal transmissions has not yet been investigated. The main objectives of this study were to evaluate the effect of two available commercial bacterins on the immune response of laying hens, to verify the protection conferred by these vaccines against SE challenge and to identify immunogenic proteins to develop an oral subunit vaccine. Laying hens were vaccinated with two immunization schedules prior to the lay cycle (either at 12 and 18, or 16 weeks of age). The control group was injected with a saline solution. Laying hens were later inoculated per os with 2 x 109 CFU of SE PT4 strain either at 55 or 65 weeks of age. Serum IgG and mucosal IgA antibodies were measured with an in-house SE whole cell antigen ELISA. The phagocytosis, oxidative burst, splenic T and B cells populations were analyzed using flow cytometry. Clinical signs, fecal shedding, egg yolks contamination and organ invasion by SE were assessed to evaluate vaccine protection. Potential horizontal transmission from inoculated laying hens to non-inoculated laying hens, housed in the same isolator unit, was also evaluated. Immunogenic proteins were identified by SDS-PAGE and Western blot with sampled antisera during vaccination and/or infection of poultry with SE and then subjected to mass spectrometry. The vaccination protocol with two immunizations showed a higher seroconversion level than the single vaccination at 3 until 32-34 weeks post vaccination (p < 0.02) but no difference before challenge (54 and 64 old weeks). There was no relationship between high IgG level and SE isolation rates in organs and egg yolks. Only the MBL SE4C vaccine elicited IgA antibody production at 3 weeks post vaccination in both immunization protocols (p ≤ 0.04). Significant higher mucosal IgA levels were observed at day 1 and 7 post challenge in oviduct of vaccinated birds (except for the twice vaccinated Layermune group) compared to the control group (p ≤ 0.03). Humoral efficacy to protect from SE contamination of egg yolk was only observed in MBL SE4C vaccinated group and only this bacterin administered twice reduced SE shedding rate in inoculated birds and their exposed cagemates (p ≤ 0.02). A set of 5 proteins were considered as putative protein candidates to further detailed study on their immunogenicity: Lipoamide dehydrogenase; Enolase (2-phosphoglycerate dehydratase) (2-phospho-D-glycerate hydro-lyase); Elongation factor Tu (EF-Tu); Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH) and DNA protection during starvation protein. Overall, the commercial bacterins induced humoral immunity (IgG and IgA antibodies) in laying hens. This immune response partially protected for SE clearance, egg yolks contamination as well as horizontal transmission. In this study, MBL SE4C bacterin appeared to be more efficient in comparison to Layermune for protection of hens with a vaccination protocol comprising two immunizations. Our results provide additional and objective information on the potential of these vaccines for the control of SE in laying hens. Considering the partial protection achieved with the use of these bacterins, the identification of immunogenic antigens could help in the selection of specific proteins to elaborate a more efficient vaccine against SE in poultry.

Les infections à Salmonella Enteritidis chez les humains sont associées à la consommation d’œufs ou d’ovoproduits contaminés. La vaccination est un outil utilisé pour diminuer les risques d’infection à SE chez la volaille, mais avec des résultats variables. Au Canada deux bactérines, MBL SE4C et Layermune, sont couramment utilisées pour lutter contre SE. Cependant, leur efficacité n’a pas été complètement déterminée chez les poules pondeuses plus âgées. Par ailleurs, la capacité de ces vaccins à prévenir la transmission verticale et horizontale n’a pas encore été étudiée. L’objectif principal de cette étude était d’évaluer l’effet des deux bactérines sur la réponse immunitaire chez les poules pondeuses, de vérifier la protection conférée par ces vaccins contre l’infection expérimentale à SE, et d’identifier des protéines immunogènes afin de développer un vaccin sous-unitaire. Les oiseaux ont été vaccinés avec deux protocoles d’immunisation en cours d’élevage (soit à 12 et 18, ou à 16 semaines d’âge). Le groupe contrôle a été injecté avec la solution saline. Les oiseaux ont été inoculés per os avec 2 x 109 CFU de la souche SE lysotype 4 à 55 ou à 65 semaines d’âge. Les anticorps (IgG et IgA) ont été mesurés à différents temps avec un ELISA maison en utilisant l’antigène entier de SE. La phagocytose, flambée oxydative, les populations des splénocytes B et T ont été analysées en utilisant la cytométrie en flux. Les signes cliniques, l’excrétion fécale, la contamination des jaunes d’œufs et l’invasion des salmonelles dans les organes ont été étudiés pour évaluer l’efficacité de protection. La transmission horizontale a aussi été étudiée en évaluant l’infection à SE chez les oiseaux mis en contact avec les oiseaux inoculés. Les protéines immunogènes ont été identifiées par SDS-PAGE et Western blot à l’aide d’antisérums prélevés suite à la vaccination et/ou à l’infection expérimentale/naturelle, puis caractérisées par la spectrométrie de masse. Le protocole de vaccination avec deux immunisations a généré un niveau élevé de séroconversion à partir de 3 jusqu’à 32-34 semaines post-vaccination par rapport à celui avec une seule immunisation (p < 0.02), mais il n’y avait plus de différence entre les groupes à 54 et 64 semaines d’âge. Il n’y a pas eu de corrélation entre les niveaux d’IgG et les taux d’isolement des salmonelles dans les organes et des jaunes d’œuf. La production des IgA n’a été observée que chez les oiseaux vaccinés avec 2 injections de MBL SE4C (p ≤ 0.04). Après l’infection expérimentale, la production des IgA a été significativement plus élevée aux jours 1 et 7 p.i dans l’oviducte des oiseaux vaccinés (sauf pour le groupe vacciné avec 2 injections de Layermune) par comparaison avec le groupe contrôle (p ≤ 0.03). Seule la bactérine MBL SE4C a eu un effet protecteur contre la contamination des jaunes d’œuf chez les oiseaux infectés. Ce vaccin réduit partiellement en utilisant deux immunisations, le taux d’excrétion fécale des salmonelles chez les oiseaux inoculés et les oiseaux horizontalement infectés (p ≤ 0.02). Cinq des protéines identifiées par la spectrométrie de masse sont considérées comme des protéines potentiellement candidates pour une étude plus approfondie de leur immonogénicité: Lipoamide dehydrogenase, Enolase (2-phosphoglycerate dehydratase) (2-phospho-D-glycerate hydro-lyase), Elongation factor Tu (EF-Tu), Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH) et DNA protection during starvation protein. En général, les bactérines ont induit une immunité humorale (IgG et IgA) chez les poules pondeuses. Cette réponse immunitaire a protégé partiellement les oiseaux quant à l’élimination des salmonelles, la contamination des jaunes d’œuf, ainsi que la transmission horizontale. Dans cette étude, la bactérine MBL SE4C (avec deux immunisations) s’est montrée plus efficace pour protéger les oiseaux que la bactérine Layermune. Nos résultats apportent des informations objectives et complémentaires sur le potentiel de deux bactérines pour lutter contre SE chez les poules pondeuses. Étant donné la protection partielle obtenue en utilisant ces vaccins, l’identification des antigènes immunogènes a permis de sélectionner des protéines spécifiques pour l’élaboration éventuelle d’un vaccin plus efficace contre SE chez les volailles. / Contaminated eggs and egg products have been associated with outbreaks of human Salmonella Enteritidis (SE) infections. Killed bacteria (bacterins) have been used to control Salmonella infections in poultry but variation in the conferred protection has been observed. In Canada the bacterins MBL SE4C and Layermune are currently used to control SE. However, their efficacy in protecting older layers has not been fully determined. Furthermore, the capacity of these bacterins to prevent vertical and horizontal transmissions has not yet been investigated. The main objectives of this study were to evaluate the effect of two available commercial bacterins on the immune response of laying hens, to verify the protection conferred by these vaccines against SE challenge and to identify immunogenic proteins to develop an oral subunit vaccine. Laying hens were vaccinated with two immunization schedules prior to the lay cycle (either at 12 and 18, or 16 weeks of age). The control group was injected with a saline solution. Laying hens were later inoculated per os with 2 x 109 CFU of SE PT4 strain either at 55 or 65 weeks of age. Serum IgG and mucosal IgA antibodies were measured with an in-house SE whole cell antigen ELISA. The phagocytosis, oxidative burst, splenic T and B cells populations were analyzed using flow cytometry. Clinical signs, fecal shedding, egg yolks contamination and organ invasion by SE were assessed to evaluate vaccine protection. Potential horizontal transmission from inoculated laying hens to non-inoculated laying hens, housed in the same isolator unit, was also evaluated. Immunogenic proteins were identified by SDS-PAGE and Western blot with sampled antisera during vaccination and/or infection of poultry with SE and then subjected to mass spectrometry. The vaccination protocol with two immunizations showed a higher seroconversion level than the single vaccination at 3 until 32-34 weeks post vaccination (p < 0.02) but no difference before challenge (54 and 64 old weeks). There was no relationship between high IgG level and SE isolation rates in organs and egg yolks. Only the MBL SE4C vaccine elicited IgA antibody production at 3 weeks post vaccination in both immunization protocols (p ≤ 0.04). Significant higher mucosal IgA levels were observed at day 1 and 7 post challenge in oviduct of vaccinated birds (except for the twice vaccinated Layermune group) compared to the control group (p ≤ 0.03). Humoral efficacy to protect from SE contamination of egg yolk was only observed in MBL SE4C vaccinated group and only this bacterin administered twice reduced SE shedding rate in inoculated birds and their exposed cagemates (p ≤ 0.02). A set of 5 proteins were considered as putative protein candidates to further detailed study on their immunogenicity: Lipoamide dehydrogenase; Enolase (2-phosphoglycerate dehydratase) (2-phospho-D-glycerate hydro-lyase); Elongation factor Tu (EF-Tu); Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH) and DNA protection during starvation protein. Overall, the commercial bacterins induced humoral immunity (IgG and IgA antibodies) in laying hens. This immune response partially protected for SE clearance, egg yolks contamination as well as horizontal transmission. In this study, MBL SE4C bacterin appeared to be more efficient in comparison to Layermune for protection of hens with a vaccination protocol comprising two immunizations. Our results provide additional and objective information on the potential of these vaccines for the control of SE in laying hens. Considering the partial protection achieved with the use of these bacterins, the identification of immunogenic antigens could help in the selection of specific proteins to elaborate a more efficient vaccine against SE in poultry.