O estabelecimento e a evolução da leptospirose em hamster (Mesocricetus auratus) pela infecção experimental com Leptospira interrogans sorovar Canicola, estirpe LO4, pela exposição cutânea íntegra e escarificada, tendo como controle a via intraperitoneal foram avaliados, bem como o efeito da freqüência de exposições e da concentração do inóculo infectante quanto ao estabelecimento da doença e do portador renal e/ou genital, o potencial de transmissão e disseminação ambiental entre hamsters doentes e saudáveis com pele íntegra e escarificada e a resposta humoral induzida pela infecção experimental e exposição ambiental. O experimento foi conduzido em duas fases. No experimento 1, foram utilizados 130 hamsters fêmeas divididos em 12 grupos de acordo com a concentração do inóculo infectante (30 e 100 leptospiras/campo), a freqüência de exposição (uma, duas e quatro exposições) e a via de inoculação (pele escarificada e pele íntegra). No experimento 2, foram formados dois grupos de 10 animais, separados em caixas de polipropileno: animais sadios com escarificação cutânea (G1); e animais sadios com pele íntegra (G2). Nas caixas de ambos os grupos foi introduzido um hamster previamente infectado com Leptospira interrogans sorovar Canicola, estirpe LO4, por escarificação cutânea na dose de 100 leptospiras/campo. As condições de umidade foram mantidas por borrifações diárias (duas vezes ao dia) com água, por um período de 21 dias. Em ambas as fases, os animais foram observados duas vezes ao dia, durante 21 dias. Os animais que vieram a óbito foram necropsiados e colhidos assepticamente rins, fígado, sistema genital (útero e ovário) e cérebro. Os animais sobreviventes foram eutanasiados após 21 dias. Foram ainda colhidas amostras de soro sanguíneo por punção cardíaca para a pesquisa de aglutininas antileptospiras nos animais sobreviventes. Para a detecção de leptospiras, foram utilizados microscopia direta a fresco, cultivo microbiológico e coloração pelo método de Whartin-Starry. Para a observação das alterações patológicas dos órgãos foi utilizada a coloração por Hematoxilina-Eosina. O teste de soroaglutinação microscópica (SAM) foi utilizado para a detecção de aglutininas antileptospiras. As técnicas de microscopia direta e o cultivo microbiológico foram eficientes na identificação de leptospiras nos órgãos de hamsters inoculados com o sorovar Canicola, estirpe LO4. A via cutânea escarificada induziu maior letalidade quando comparada com a pele integra nas duas concentrações do inóculo infectante, com estabelecimento e evolução da leptospirose com lesões típicas da doença; por outro lado, a via cutânea íntegra induziu mais freqüentemente o estado de portador renal e/ou genital para leptospirose. A freqüência de exposição e a concentração do inóculo infectante não influenciaram no estado de portador renal e/ou genital ou mesmo na presença de leptospiras no tecido cerebral nas duas condições cutâneas empregadas na infecção experimental. A estirpe LO4 apresentou baixo poder imunogênico, não apresentando soroconversão na SAM, em ambas as condições de inoculação cutânea. Foi possível a transmissão da bactéria entre hamsters pela exposição ao ambiente contaminado. / The establishment and evolution of leptospirosis in hamster (Mesocricetus auratus) by experimental infection with Leptospira interrogans serovar Canicola, strain LO4, by intact and scratched skin exposures, having as control the intraperitoneal route, were evaluated, as well as the effect of the frequency of exposures and concentration of the infectant inoculum regarding the establishment of the disease and the renal and/or genital carrier states, the potential of environmental transmission and spread among diseased and healthy hamsters with intact and scratched skin and the humoral response induced by experimental infection and environmental exposure. The experiment was conducted in two phases. In the experiment 1, 130 female hamsters were distributed in 12 groups according to concentration of the infectant inoculum (30 and 100 leptospires/microscopic field), frequency of exposure (one, two and four exposures) and inoculation route (intact and scratched skin). In the experiment 2, two groups of 10 animals were allocated in polypropylene boxes: healthy animals with scratched skin (G1); and healthy animals with intact skin (G2). A hamster previously infected with Leptospira interrogans serovar Canicola, strain LO4, by cutaneous scratch at a concentration of 100 leptospires/microscopic field was introduced inside the boxes. The humidity terms were kept by daily aspersions (twice in a day) with water, by a period of 21 days. In both phases, animals were observed twice in a day during 21 days. Animals that died were necropsied and kidneys, liver, genital tract (uterus and ovaries) and brain were aseptically collected. On the 21st post-inoculation day, surviving animals were euthanized. In these animals, serum samples were also collected by cardiac puncture to antileptospires agglutinins research. Fresh direct microscopy, microbiological culture and Whartin-Starry staining method were used for the detection of leptospires. For the observation of pathological changes in organs, Hematoxilin-Eosin staining method was used. Microscopic agglutination test (MAT) was carried out to the detection of anti-leptospires agglutinins. Direct microscopy and microbiological culture were efficient in the identification of leptospires in organs from hamsters inoculated with serovar Canicola, strain LO4. Scratched skin route induced larger lethality when compared to intact skin route at the two concentrations of the infectant inoculum, with establishment and evolution of leptospirosis with typical lesions of the disease; on the other hand, intact skin route induced renal and/or genital carrier state more frequently. The frequency of exposure and the concentration of the infectant inoculums had no influence in the renal and/or genital carrier state, as well as in the presence of leptospires in brain tissue in the two cutaneous routes employed to experimental infection. LO4 strain presented low immunogenic power, characterized by no soroconversion at the MAT in both cutaneous routes. The transmission of the bacterium among hamsters by exposure to contaminated environment was possible.

A leptospirose é a zoonose mais comum, distribuída em todas as regiões do mundo e causada por bactérias virulentas do gênero Leptospira spp. A apresentação clínica da leptospirose varia de uma doença febril inespecífica a quadros graves com insuficiência renal aguda, icterícia, hemorragias graves, choque cardiovascular e falência de múltiplos órgãos. Pouco se sabe sobre a resposta imune do hospedeiro e os mecanismos patogênicos associados com a leptospirose grave com hemorragia pulmonar e choque cardiovascular. O baço tem sido estudado e considerado nos últimos anos como um órgão essencial na fisiopatologia da sepse/choque séptico, uma vez que nele ocorre perda de células da imunidade, secundária à apoptose. Objetivos: descrever os achados histológicos e a resposta imune in situ do baço de pacientes falecidos por leptospirose com hemorragia pulmonar e choque refratário, comparando-os com dois grupos controles, um formado por pacientes falecidos por choque séptico causado por bactérias Gram-positivas/-negativas e um segundo, formado por vítimas de trauma. Metodologia: retrospectivamente, 11 baços de pacientes com leptospirose grave e 10 baços de pacientes com choque séptico foram obtidos por necrópsia e comparados com 12 baços de vítimas de trauma abdominal fechado (controles normais), obtidos por esplenectomia. Os achados histológicos da polpa vermelha e da polpa branca esplênica foram analisados por meio de escore semi-quantitativo. A reação de imunohistoquímica (IH) foi empregada para a marcação de células NK, S100+, CD68+, TCD4+, TCD8+ e CD20+, bem como para células expressando caspase-3, TNF, IFN, IL-1, IL-2r, IL-6, IL-12, IL-10, IL-4 e TGF. A contagem de células marcadas foi realizada utilizando-se gratículo sobre 10 campos da polpa vermelha e 10 campos da polpa branca, escolhidos aleatoriamente. IH também foi realizada nos baços dos casos de leptospirose para a detecção de antígenos de Leptospira spp. Resultados: os baços de pacientes do grupo leptospirose e do grupo choque séptico demonstraram similaridades na análise histológica, divergindo do grupo trauma, com as seguintes alterações: congestão difusa da polpa vermelha com infiltração moderada a intensa de plasmócitos e polimorfonucleares e folículos da polpa branca com atrofia. A IH para antígenos de Leptospira foi positiva em oito (72,7%) amostras de baços do grupo leptospirose. Pela análise quantitativa das células marcadas pela IH, os seguintes resultados foram estatisticamente significantes: alta contagem de células S100+ no grupo leptospirose; alta densidade de células CD68+ no grupo choque séptico; baixa quantidade de células NK e TCD4+ nos grupos leptospirose e choque séptico; baixa quantidade de células TCD8+ nos casos de choque séptico e alta contagem de células CD20+ nos grupos leptospirose e choque séptico. Quanto às células expressando citocinas, encontrou-se alta quantidade de TNF nos pacientes do grupo leptospirose e grande número de células positivas para IL-10 nos grupos leptospirose e choque séptico. A expressão de IL-6, IFN, IL-1 e IL-2r foi insignificante nos baços dos três grupos estudados. Células expressando IL-12 foram encontradas apenas na polpa vermelha de casos de leptospirose. Conclusões: Semelhantes clinicamente aos casos de choque séptico, pacientes com leptospirose grave com choque apresentam disfunção endotelial difusa no baço, esplenite aguda e sinais de comprometimento da imunidade inata e adaptativa in situ no baço, caracterizado por uma baixa densidade de células NK, de células TCD4+ e baixa expressão de IL-6, IL-1, IL-2r, IFN e IL-12, com alta expressão de IL-10. Estes resultados sugerem que um estado de imunossupressão pontua a resposta imune do hospedeiro no estágio terminal da leptospirose grave com hemorragia pulmonar e choque cardiovascular. A presença de antígenos de Leptospira nos baços de casos de leptospirose sugere que o agente etiológico contribui diretamente para a patogênese das lesões / Leptospirosis is the most common worldwide zoonosis caused by virulent bacteria from the genus Leptospira spp. The clinical presentation of leptospirosis ranges from unspecific febrile illness to severe forms with acute renal failure, jaundice, hemorrhages, shock and multi organ failure. Little is known about the hosts immune response and the pathogenic mechanisms involved in severe leptospirosis. In recent years the spleen has been considered a pivotal organ in the patophysiology of the sepsis/septic shock because immune cells are lost due to apoptosis in this organ Objectives: describe and compare the splenic histological features and the immune response in situ in patients who died of pulmonary hemorrhage and shock caused by leptospirosis, with spleens from patients who suffered from Grampositive/- negative septic shock and abdominal trauma. Methodology: in retrospect, 11 spleen tissue samples from patients with leptospirosis and 10 spleens from patients with septic shock were obtained by necropsy, and compared with 12 spleens obtained by splenectomy from patients with abdominal trauma. The histological features in the red pulp and white pulp were analyzed by a semi quantitative score. Immunohistochemistry (IH) methods for NK , S100+, CD68+, TCD4+, TCD8+, CD20+ cells, caspase-3, TNF, IFN, IL-1, IL-2r, IL-6, IL-12, IL- 10, IL-4 and TGF were carried out and the stained cells were counted using a grid scale in ten fields of red pulp and white pulp chosen randomly. Also, IH was performed for Leptospira antigens in the leptospirosis patients. Results: the trauma group was totally different from the leptospirosis and septic shock patients which demonstrated strong similarities in the histological analysis: diffuse congestion in the red pulp with a moderate to intense infiltration of plasma cells, and polymorph nuclear cells, and follicles with marked atrophy. The Leptospira antigen was positive in eight (72,7%) spleen tissue samples from the leptospirosis group. By the IH methods and quantitative analysis, the following results reached statistical significance: high account of S100+ cells in the leptospirosis group; high density of CD68+ cells in the septic group; low density of NK and TCD4+ cells in the leptospirosis and septic groups; low quantities of TCD8+ cells in the septic group; high density of CD20+ cells in the leptospirosis and septic groups; high expression of TNF in the leptospirosis group and a strong expression of IL-10 in the leptospirosis and sepsis groups. The expression of IL-6, IFN, IL-1 and IL-2r was insignificant in all groups. IL-12 was only expressed in the red pulp of leptospirosis cases. Conclusion: similar to patients with septic shock, cases of severe leptospirosis (with pulmonary hemorrhage and shock) are associated with a splenic diffuse endothelial dysfunction, splenitis and signs of splenic disturbance in the innate and adaptative immunity in situ, characterized by an low density of NK cells, TCD4+ cells and low expression of IL-6, IL-1, IL-2r, IFN and IL-12 with a high expression of IL-10. These results suggest that an immunosuppressive state develops in the hosts immune response at the terminal stage of severe leptospirosis with pulmonary hemorrhage and shock. Also, the presence of leptospiral antigens in the spleen of the leptospirosis patients suggests the ethyological agent contributes directly to the pathogenesis of the lesions

O sequenciamento genômico da L. interrogans sorovar Copenhageni e os avanços das análises bioinformáticas permitiram a identificação de seis novos candidatos vacinais. Esses genes de Leptospira foram submetidos a ensaios de conservação do DNA genômico, RNA mensageiro e proteína nativa correspondente em doze sorovares de Leptospira, nos quais o gene LIC11469 foi o mais conservado. As proteínas recombinantes rLIC11469 e rLIC11030 foram purificadas por cromatografia de afinidade a metal, e submetidas a ensaio de dicroísmo circular. Em ensaios de localização celular pudemos observar a presença das proteínas nativas correspondentes na membrana externa de Leptospira. Ensaios de adesão mostraram a ligação da proteína rLIC11469 à laminina e ao plasminogênio. Ensaios de imunização e desafio demonstraram que a proteína rLIC11030 conferiu proteção contra infecção letal de L. interrogans em hamsters. Ambas as proteínas apresentaram reatividade com anticorpos presentes em soros de pacientes com leptospirose, sugerindo sua expressão durante a infecção. / The genomic sequencing of the L. interrogans serovar Copenhageni and the advances of bioinformatics analysis allowed the identification of six new vaccine candidates. These genes were subjected to genomic DNA, mRNA and native protein conservation assays in twelve serovars from Leptospira, and the gene LIC11469 was the most conserved among these serovars. The recombinant proteins rLIC11469 and rLIC11030 were purified by metal affinity chromatography, and subjected to circular dichroism. Through cellular localization assays we could observe the presence of the corresponding native proteins on the outer membrane of Leptospira. In adhesion assays, the protein rLIC11469 showed binding to laminin and plasminogen. Immunization and challenge assays showed that the protein rLIC11030 afforded protection against lethal leptospiral inoculation in hamsters. Both proteins showed reactivity against sera of patients diagnosed with leptospirosis, suggesting that these proteins are probably expressed during infection.

A estirpe Fromm de Leptospira interrogans sorovar Kennewicki foi utilizada para produção de uma bacterina experimental anti-leptospirose. A extração do RNA total utilizado para transcrição reversa e quantificação dos antígenos LigA e LipL32 por PCR em Tempo Real, foi efetuada a partir de alíquotas colhidas das diluições da bacterina antes da sua inativação, as quais foram armazenadas à temperatura de -80ºC. O volume restante da bacterina foi inativado em banho-maria à 56ºC e mantido à temperatura de -20ºC para avaliação da sua potência em hamsters bem como da detecção e quantificação dos antígenos LigA e LipL32 em ensaios de ELISA Indireto e ELISA Sanduíche Indireto. Os resultados do ensaio de potência em hamsters demonstraram que a bacterina foi aprovada de acordo com as exigências dos padrões internacionais de qualidade até a diluição 1/6400, protegendo os hamters contra a infecção letal frente ao desafio com a diluição 10-6 (100 doses infectantes 50%/ 0,2mL). Os resultados das reações de Real Time PCR detectaram 3,2 x 103 e 2,3 x 101 cópias do mRNA que codifica a proteína LigA, na bacterina pura e diluída a 1:200, respectivamente. Apenas oito cópias do mRNA que codifica a proteína LipL32 foram detectadas na amostra de bacterina pura. Os ensaios com ELISA Indireto não detectaram a proteína LigA na amostra de bacterina inativada, mas demonstraram a detecção da proteína LipL32 até a diluição 1/1600 da bacterina. Os ensaios de ELISA Sanduíche Indireto apresentaram reações cruzadas nas placas controle, e, portanto seus resultados não puderam ser considerados nas análises. Os resultados da real time PCR não puderam ser correlacionados com o teste de potência em hamsters, mas os ensaios de ELISA Indireto para a proteína LipL32 demonstraram resultados condizentes com os apresentados pelo teste de potência em hamsters oferecendo uma possível alternativa in vitro para avaliação de potência de bacterinas anti-leptospirose. / Leptospira interrogans serovar Kennewicki strain Fromm was used for the production of a experimental leptospirosis bacterin. The extraction of total RNA used for reverse transcription and quantification of the antigens LigA and LipL32 for Real Time PCR was performed from the aliquots harvested of bacterin dilutions before inactivation that were separated and maintained at -80ºC. The remaining volume of bacterin was inativated at 56ºC and maintained at -20ºC for the evaluation bacterin potency in hamsters and detection and quantification of LigA and LipL32 antigens by Indirect ELISA assay and Indirect Sandwich ELISA. The results of potency assay in hamsters demonstrated that the bacterin was approved by the international patterns of quality until dilution 1/6400, protecting the hamters against lethal infection challenge by the dilution 10-6 (100 infectious doses 50%/0,2 mL). The results of Real Time PCR detected 3,2 x 103 e 2,3 x 101 copies of mRNA that encodes the LigA protein, in samples of pure bacterin and diluted 1:200, respectively. Few eight copies of mRNA that encodes LipL32 protein were detected in pure bacterin samples. Indirect ELISA assays not detected LigA protein in inactivated bacterin samples, but demonstrated LipL32 protein detection until dilution 1:1600 of bacterin. Indirect Sandwich ELISA presented cross-reaction in control plates, so the results cannot be considerated in the analysis. The results of real time PCR cannot be correlated with the potency assay in hamsters but Indirect ELISA assay for protein LipL32 demonstrated that the results were suitable with the results presented by the potency assay in hamsters offering a possible in vitro alternative for the evaluation of leptospirosis bacterins potency.

A leptospirose é uma doença sistêmica, causada por bactérias patogênicas do gênero Leptospira. O desenvolvimento de novas estratégias para prevenir a doença é necessário. Vacinas surgem como fortes candidatas para contornar o problema. As pesquisas atuais têm interesse em identificar antígenos conservados que estão envolvidos nas interações patógeno-hospedeiro.O presente projeto selecionou três proteínas hipotéticas de L. interrogans para serem caracterizadas quanto ao seu papel na patogênese e avaliadas quanto ao seu potencial protetor. Os genes foram amplificados por PCR e clonados no vetor de expressão PAE. As proteínas recombinantes foram purificadas por cromatografia de afinidade e foram reconhecidas por soro de indivíduos infectados. As proteínas LIC13479 e LIC10050 foram capazes de se ligar a laminina, plasminogênio e fibronectina plasmática. Em relação à LIC10537, dois fragmentos recombinantes foram gerados. Apenas o fragmento 2 foi capaz de interagir com PLG. As proteínas que interagiram com o PLG foram capazes de gerar plasmina As proteínas foram capazes de estimular uma resposta imune e LIC13479 e LIC10050 exerceram proteção parcial no modelo de leptospirose em hamsters. / Leptospirosis is a systemic disease caused by pathogenic bacteria of genus Leptospira. The development of new strategies to prevent the disease is needed. Vaccines emerge as strong candidates to fight the problem.Currently research has focused to identify conserved antigens This project selected three hypothetical proteins of L. interrogans. Thesecoding sequences were characterized for their possible role in pathogenesis and their potential to protect animals against challenge with virulent leptospires. Genes were amplified by PCR and cloned into the expression vector pAE. The recombinant proteins were purified by metal affinity chromatography and were recognized by confirmed human leptospirosis serum samples.LIC13479 and LIC10050 proteins were able to bind with laminin, plasminogen and plasma fibronectin. The coding sequence LIC10537 was cloned in two fragments. Fragment 2was able to interact with plasminogen. All proteins were able to generate active plasmin. The recombinant proteins were able of inducing an immune response. Evaluation of immunoprotection in leptospirosis hamster model followed by challenge with virulent bacteria showed that the recombinant proteins conferred partial protection.

Leptospirosis is a zoonotic disease of global importance caused by pathogenic Leptospira species. Dogs are reservoir hosts for pathogenic Leptospira and can act as potential transmission sources of the disease. Identification of such individuals and characterization of leptospires involved in chronic infections may promote a better understanding of the role of dogs in the epidemiology of particular leptospiral strains and the overall contribution of dogs to environmental contamination in urban and rural scenarios. The present work describes the identification of dogs presenting asymptomatic urinary shedding of different pathogenic Leptospira species among stray and sheltered dog populations, as well as the characterization of leptospiral strains isolated from chronic carriers. Blood and urine samples were taken from three different populations: (I) 92 dogs kept in a public shelter at the University of São Paulo campus; (II) seven stray dogs living inside the University of São Paulo campus; and (III) 24 dogs kept in a public shelter from the city of Mogi das Cruzes. Dogs identified as urinary shedders by PCR-based DNA detection were prospectively evaluated in order to confirm persistent renal carriage of the pathogen and to recover viable leptospires for proper characterization. Leptospiruric dogs were identified in all populations studied. Quantitative PCR targeting the lipL32 gene and the 16S rRNA detected urinary shedding in 10 dogs (10,87%) from population I: two of these dogs were recently admitted at the facility and one dog was adopted immediately after presenting large quantities of leptospires in urine. Prospective evaluation of nine leptospiruric dogs enabled the identification of two chronic carriers, allowing the recovery of leptospires from both dogs. The strains were further characterized by MLST analysis and serogrouping, thus confirming infection caused by L. interrogans serogroup Canicola and L. santarosai serogroup Sejroe. Two leptospiruric dogs (28,5%) were detected in population II by 16S and secY PCR amplification; one dog presented persistent urinary shedding of L. interrogans, but no isolates could be recovered. The other leptospiruric dog presented asymptomatic infection caused by L. santarosai and could not be reevaluated. Only one dog from population III (4,1%) presented leptospiruria detected by PCR; the dog could not be reevaluated, however sequence analysis revealed infection caused by L. santarosai. The results indicate the first report of L. santarosai infection in dogs. Asymptomatic infection caused by this leptospiral species was observed in all populations studied, thus indicating a possible role of dogs in the chain of transmission of this particular pathogen. The results also suggest a possible genetic distinction between lineages of Brazilian L. santarosai maintained by dogs and other animal hosts. Isolation and persistent chronic carriage of L. santarosai found shows that dogs can persistently harbor leptospires other than L. interrogans. This study also points out that dogs can be inadvertently admitted and adopted in dog shelters, potentially increasing the risks of occupational and zoonotic transmission by bringing infected animals closer to shelter workers, adopters and their households. / A leptospirose é uma doença zoonótica de importância global causada por espécies patogênicas do gênero Leptospira. Cães são hospedeiros de manutenção de leptospiras patogênicas e podem atuar como potenciais fontes de infecção da doença. A identificação de tais indivíduos e a caracterização de leptospiras envolvidas na infecção crônica podem ajudar a compreender o papel dos cães na epidemiologia da doença tanto em ambientes rurais quanto urbanos. O presente trabalho descreve a identificação de cães errantes e mantidos em abrigos coletivos com eliminação assintomática de leptospiras patogênicas, além de descrever também a caracterização das diferentes estirpes obtidas de cães cronicamente infectados. Amostras de sangue e urina foram coletadas de 3 populações distintas: (I) 92 cães mantidos em um abrigo coletivo localizado dentro da Universidade de São Paulo; (II) sete cães errantes capturados dentro do campus da Universidade de São Paulo; e (III) 24 cães mantidos em um abrigo coletivo localizado na cidade de Mogi das Cruzes. Cães identificados como leptospirúricos por técnicas moleculares (PCR) foram prospectivamente avaliados para confirmar a persistência da eliminação bacteriana e para obter isolamento da cepa infectante e sua subsequente caracterização. A amplificação de fragmentos dos genes 16S rRNA e lipL32 permitiu a identificação de 10 cães (10,87%) leptospirúricos na população I. Dois dos 10 cães haviam sido recentemente admitidos no local, e outro cão foi adotado logo após apresentar grandes quantidades de leptospiras na urina. A avaliação prospectiva de nove animais leptospirúricos permitiu a caracterização da infecção crônica e assintomática em dois cães, o que possibilitou o isolamento de leptospiras de ambos os animais. As cepas foram tipificadas pelas técnicas de MLST e sorogrupagem, caracterizando duas cepas distintas, sendo elas L. interrogans sorogrupo Canicola e L. santarosai sorogrupo Sejroe. Dois cães leptospirúricos (28,5%) foram identificados na população II pela amplificação por PCR dos genes 16S rRNA e secY; um deles apresentou eliminação persistente de L. interrogans, no entanto não foi possível o isolamento do patógeno. O outro cão leptospirúrico não pôde ser reavaliado, entretanto a análise filogenética permitiu identificar infecção causada por L. santarosai. Apenas um cão da população III (4,1%) apresentou eliminação de leptospiras na urina, que foi confirmada pela amplificação de fragmento dos genes 16S rRNA e secY; o cão não pôde ser reavaliado, no entanto a análise filogenética dos fragmentos amplificados confirmou infecção causada por L. santarosai. Os resultados indicam o primeiro registro de infecção causada por L. santarosai em cães. A ocorrência da infecção assintomática causada por essa espécie nas três populações avaliadas indica um possível papel dos cães na cadeia de transmissão desse patógeno em centros urbanos, além de demonstrar que cães podem se tornar portadores de diferentes espécies de leptospiras. Os resultados sugerem uma possível distinção genotípica de cepas de L. santarosai mantidas por cães quando comparadas com estirpes desta espécie isoladas de outros hospedeiros. O presente estudo também foi capaz de demonstrar que cães leptospirúricos podem ser inadvertidamente admitidos ou adotados em abrigos coletivos, aumentando potencialmente os riscos de transmissão ocupacional e zoonótica da doença.

Considerando-se que a leptospirose pode ser transmitida pela inseminação artificial e a existência de possíveis falhas na Instrução Normativa vigente do Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento-MAPA, quanto ao controle desta enfermidade em touros em serviço reprodutivo em Centrais de lnseminação Artificial -CIA, e ainda pelas baixas taxas na FIV em vista da presença de microbiota autóctone no sêmen industrializado, o presente trabalho propôs avaliar: l-a microbiota autóctone presente nas amostras de muco prepucial e sêmen quanto a sazonalidade e a idade (<4 e ≥4 anos) de touros de uma CIA; 2-0 efeito do tratamento com protocolos antibióticos adicionados ao extensor: A - gentamicina (250 ug/ml.), tilosina (50 ug/rnl.); lincomicina (150 ug/ml.), espectinomicina (300 ug/ml.; B -penicilina (500 UI), estreptomicina (500 UI), lincomicina (150 ug/ml.), espectinomicina (300 ug/ml.); CI- sulfato de amicacina (500 ug/rnl.); C2 - sulfato de amicacina (1500 ug/ml. ) e C3 - sulfato de amicacina (2500 ug/ml.) sobre a microbiota presente nas amostras de sêmen; 3-0 efeito dos protocolos de antibióticos (A, B, C I, C2, C3) sobre esperrnatozóide através do teste de integridade de membrana.; 4-0 efeito bactericida dos protocolos A, B e C2 adicionados ao extensor, sobre o sêmen experimentalmente contaminado com Leptospira spp. sorovares Hardjo (estirpes Hardjoprajitno e Hardjobovis) e Wolffi (estirpe 3705), pelo cultivo microbiológico e Reação em Cadeia pela Polimerase (PCR), comparando-as entre si. Das amostras de sêmen e muco prepucial de oito touros de uma CIA, observou-se correlação entre os gêneros bacterianos detectados no cultivo bacteriológico das amostras de muco prepucial e sêmen na mesma colheita, não houve diferença entre a microbiota quanto à idade dos animais e a sazonalidade das colheitas; os protocolos antibióticos (A, B, Cl , C2, C3) não interferiram na integridade de membrana citoplasmática dos espermatozóides; protocolos A e C3 mostraram maior redução na microbita do sêmen, embora sem significado estatístico; PCR foi mais sensível que o cultivo na detecção de Leptospira spp. de amostras de sêmen experimentalmente contaminadas, entretanto a diminuição na freqüência de resultados positivos na PCR, em amostras de sêmen contaminadas com três estirpes de Leptospira spp e tratadas com os protocolos A, B ou C2, está relacionada a fatores intrínsecos da técnica e não ao efeito bactericida dos antibióticos empregados. O cultivo bacteriológico revelou baixa sensibilidade no isolamento de estirpes de Leptospira spp em sêmen experimentalmente contaminado com 106 bactérias/mL. A transmissão de leptospiras pelo sêmen industrializado de touros doadores em ClA é principalmente dependente da concentração de leptospiras excretadas no momento da colheita. A PCR confirma ser uma ferramenta fundamental na detecção da presença de leptospiras no sêmen de touros doadores em Centrais de Inseminação Artificial, devendo ser empregada em pelo menos duas colheitas na quarentena, e posteriormente no monitoramento do animal / Considering that leptospirosis can be transmitted by the artificial insemination route and the existence of possible fails on current Normative Instruction of the Ministerio de Agricultura, Pecuária e Abastecimento- MAPA, for the control of this disease in bulls in reproductive service in Artificial Insemination Centers-AIC, and still for the low rates due to the presence of autoctone microbiota in the industrialized semen affecting the production of embryos by in vitro fertilization, the present study aimed to evaluate the autoctone microbiota presented in preputial mucus and semen samples according to season (falls and dry) and bull ages (<4 e ≥4 years) from the AIC; the effect of the treatment with antibiotic protocols added to the semen extensor: A- gentamicine (250 ug/rnl.), tilosine (50 11gim L); lincomicine (150 ug/rnl.); espectinomicine (300 11gim L; B- penicillin (500 UI); estreptomicine (500 UI); lincomicine (150 ug/ml.); espectinomicine (300 ug/ml.); C 1 amicacine sulphate (500 ug/ml.); C2- amicacine sulphate (1500 ug/rriL) and C3- amicacine sulphate (2500 ug/ml.) on microbiota presents in the semen samples; the effect of the antibiotic protocols (A, B, C I, C2, C3) on spermatozoa by the test of membrane integrity; the bactericidal effect of the antibiotic protocols A, B and C2 added to the extensor, on the semen experimentally contaminated with Leptospira spp. serovars Hardjo (strains Hardjoprajitno and Hardjobovis) and Wolffi (strain 3705), for the bacteriological culture and polimerase chain reaction (PCR), comparing themselves. Of the samples of preputial mucus and semen samples of eight bulls of an AlC it was observed correlation among bacterial Genera detected by the bacteriological culture of preputial mucus and semen in the same collection; but it was not observed difference relative to animal age groups and seasons of the year. The antibiotic protocols (A, B, Cl, C2, C3) had no effect on the integrity of cytoplasmic membrane of the spermatozoa. C3 showed greater reduction on semen microbita, but no statistically significant. PCR was more sensible than the bacteriological culture in the detention of Leptospira spp. from semen samples experimentally contaminated, however the reduction on the frequency of positive results by PCR was not related to bactericidal effect of the antibiotic protocols, maybe it was due to intrinsic factors of this method. The bacteriological culture showed very low sensitivity to isolate Leptospira spp. from experimental contaminated semen with 106 bacterias/mL. The transmission of leptospires by industrialized semen from donor bulls of AlC depend mainly on the concentration of leptospires excreted at the moment of the semen collection. The PCR confirms to be a fundamental tool for the detention of leptospires in the semen of donor bulls in AlC, and must be used at least twice during the quarantine, and for the animal monitoring during service time

A leptospirose é uma zoonose causada por bactérias patogênicas do gênero Leptospira. Apesar de sua importância, a patogênese e virulência permanecem não elucidadas. As leptospiras não apresentam proteases conhecidas de degradação de matriz extracelular, atividade crucial para a penetração e disseminação nos hospedeiros. Assim, foi proposta a investigação da interação de leptospiras com plasminogênio/plasmina e as implicações para a infecção. As leptospiras capturam plasminogênio na superfície, e este é convertido à plasmina por ativadores do hospedeiro. A plasmina associada propicia degradação de componentes de matriz extracelular, habilidade de penetração e evasão imune. Adicionalmente, as leptospiras estimulam a expressão de ativadores de plasminogênio e metaloproteases de matriz. Os resultados contribuem para o conhecimento do processo infeccioso das leptospiras, descrevendo um novo mecanismo de patogenicidade. / Leptospirosis is a zoonosis caused by pathogenic bacteria from genus Leptospira. Despite its importance, the pathogenicity and virulence remain to be elucidated. The leptospires do not present known proteases able to degrade extracellular matrix, an activity essential for the penetration and dissemination within the hosts. Therefore, we proposed the investigation of the leptospiral interaction with plasminogen/plasmin and its implications for infection. Leptospires capture plasminogen on the surface, which is converted to plasmin by hosts activators. Surface-bound plasmin confers extracellular matrix components degradation, penetration ability and immune evasion. Additionally, leptospires stimulate plasminogen activators and matrix metaloproteases expressions. The results constitute one possible mechanism that contributes to the invasion process and the rapid dissemination of Leptospira.

As bactérias patogênicas do gênero Leptospira são o agente causador da leptospirose, uma doença de importância global. As leptospiras patogênicas causam infecção em um amplo espectro de animais e no homem. As leptospiras podem invadir o corpo humano através de abrasões na pele e mucosa. A invasividade bacteriana depende de várias etapas, tais como: aderência, invasão e disseminação através dos tecidos do hospedeiro. Recentemente, nosso grupo identificou proteínas de membrana externa que atuam como adesinas de leptospira e/ou receptores de componentes do plasma hospedeiro, o que poderia contribuir para a patogenicidade bacteriana. Assim, o presente projeto tem como objetivo avaliar as propriedades funcionais do gene LIC10920, identificado na sequência genômica de Leptospira interrogans sorovar Copenhageni, como uma proteína hipotética, predita de membrana externa. A sequência LIC10920 foi amplificada por PCR e clonada no vetor de expressão pAE. O plasmídeo pAE contendo o inserto foi introduzido em estirpes de E. coli para a expressão da proteína. A proteína recombinante rLIC10920 foi purificada por cromatografia de afinidade a níquel e sua integridade estrutural foi avaliada pela técnica de dicroísmo circular. Camundongos foram imunizados com a LIC10920 para a avaliação da sua imunogenicidade. A presença de IgG humano contra LIC10920, foi avaliada por ELISA, em amostras de soro de pacientes com leptospirose. Assim, como a sua ligação com componentes da matriz extracelular e plasma do hospedeiro. Animais imunizados apresentaram alto título de anticorpos contra LIC10920. Além disso, a proteína foi reconhecida por anticorpos presente em amostras de soro humano infectado. A proteína foi capaz de interagir com plasminogênio e laminina de maneira dose-dependente e saturável. Em ambas as interações, a participação das regiões imunogênicas se mostrou importante. rLIC10920 foi capaz de capturar o plasminogênio direto do soro humano também de maneira dose-dependente. Por fim, foi observado que o plasminogênio ligado a rLIC10920 pode ser convertido em plasmina. A proteína em estudo é expressa durante a infecção e podemos atribuir a função de adesina, com papel na patogênese da bactéria. / Pathogenic bacteria of genus Leptospira are the causative agent of leptospirosis, a disease of global importance. Pathogenic leptospires cause infection in a broad spectrum of animals and humans. Pathogenic leptospires can efficiently invade the human body through skin and mucosa and promptly spread into blood vessels, reaching target organs. Bacterial invasiveness depends on several steps, such as adherence, invasion and throughout host tissues. Recently, our group has identified outer membrane proteins that act as leptospiral adhesins and/or receptors of host plasma components, which could contribute for bacterial pathogenesis. This project aims to evaluate the functional properties of the gene LIC10920, identified in the genome sequence of Leptospira interrogans serovar Copenhageni, as a predicted outer membrane protein of unknown function. The LIC10920 sequence was amplified by PCR, cloned into the expression vector pAE. Plasmids containing cloned DNA were introduced in E. coli strains for protein expression. The recombinant protein was purified by the metal affinity chromatography and its structural integrity was assessed by circular dichroism spectroscopy. Mice were subcutaneously immunized with LIC10920 for immunogenicity evaluation. The presence of IgG against LIC10920 in confirmed leptospirosis human serum samples was evaluated by ELISA. Binding of protein with extracellular matrix or plasma components was also assessed. Sera from immunized animals show that the rLIC10920 protein is capable to stimulate antibody immune response in mice. In addition, the protein is recognized by antibodies in leptospirosis human serum samples. The recombinant protein was capable of binding plasminogen and laminin. Dose-dependent and saturable binding was observed when increasing concentrations of the rLIC10920 were allowed adhere to a fixed concentration of plasminogen or of laminin, fulfilling the receptor-ligand interactions. In both cases, the participation of the immunogenic regions occurs, but in the case of laminin, the dependence is greater with structured epitopes. It has been shown that plasminogen linked to rLIC10920 can be converted to plasmin in the presence of activator. The recombinant protein was able to capture the plasminogen directly from normal human serum in a dose-dependent manner, suggesting the involvement of native protein in host-pathogen interactions. The protein under study is expressed during the infection and due to its capacity of interaction with host components, we may anticipate its role in leptospiral pathogenesis.

Leptospirose é uma doença infecciosa emergente cujos agentes etiológicos são espécies patogênicas do gênero Leptospira. Leptospiras patogênicas possuem inúmeros genes específicos codificando proteínas com funções desconhecidas, sugerindo que as leptospiras apresentam fatores de virulência únicos. Adesinas bacterianas são importantes fatores de virulência e, assim, a identificação de adesinas conservadas em espécies patogênicas de Leptospira pela construção de bibliotecas genômicas expostas na superfície de bacteriófagos (shotgun phage display), seguida por seleção em células e/ou componentes da matriz extracelular (biopanning), pode revelar novos antígenos e alvos para o tratamento e prevenção da leptospirose. Bibliotecas foram construídas com o DNA genômico de L. interrogans fragmentado e o fagomídeo pG8SAET, sendo testadas algumas abordagens para clonagem como a ligação entre extremidades cegas (blunt-end) e técnicas baseadas em ligação entre extremidades coesivas, incluindo a obtenção de ORESTES e a utilização de adaptadores em grampo. Apesar de serem encontradas algumas limitações, a clonagem por ligação blunt-end se mostrou a mais eficiente para a construção de bibliotecas, sendo adotada para a construção de três bibliotecas em maior escala. A seleção de novas possíveis adesinas a partir das bibliotecas construídas foi realizada em células eucarióticas através da metodologia BRASIL. A primeira biblioteca (BBT1) exibiu 106 clones totais, a partir da qual foram selecionados quatro proteínas em fase apenas com a proteína VIII do fago (pVIII). No entanto, nenhuma delas seria exposta por programas de predição na bactéria. Outras duas bibliotecas foram construídas (BBT2 e BBT3), as quais obtiveram um número ideal de clones para uma ampla cobertura do genoma (>2x107 clones). Por apresentar maior proporção de clones válidos, a BBT2 foi utilizada para a seleção de adesinas, resultando em onze clones em fase com pVIII e/ou sequência sinal do fago. Análises por programas de predição revelaram três proteínas hipotéticas, denominadas LepA962, LepA069 e LepA388, as quais poderiam estar expostas ou ser secretadas pela bactéria, sugerindo uma possível função de adesina. O estudo da proteína LepA388 levou ao reconhecimento de outras doze proteínas semelhantes e pertencentes a uma família paráloga contendo um domínio denominado DUF_61, motivo de função desconhecida presente em proteínas compartilhadas somente entre as espécies patogênicas mais virulentas de Leptospira. Por esta razão, a proteína LepA388 foi a mais estudada. A clonagem de três porções da proteína (LepA388P, LepA388NR e LepA388F) para expressão heteróloga resultou em proteínas recombinantes insolúveis e, considerando a riqueza em resíduos de cisteína presente em sua estrutura, não foi possível renaturá-las adequadamente. Diante dos obstáculos encontrados, apenas a porção contendo a sequência apresentada pelo fago (LepA388P) foi utilizada para obtenção de antissoros em camundongos, os quais apresentaram altos títulos, demonstrando a alta imunogenicidade da proteína LepA388P. O reconhecimento de proteínas nativas da família paráloga DUF_61 em extratos de diferentes sorovares de Leptospira não foi observado, assim como sua expressão in vitro a partir de bactérias em diferentes condições de cultivo. Estudos adicionais sobre a expressão in vivo e funções dos membros desta família são necessários para uma compreensão mais ampla de seu papel na biologia de leptospiras e, possivelmente, na patogênese da leptospirose. / Leptospirosis is an emerging infectious disease whose etiologic agents are pathogenic species of the genus Leptospira. Pathogenic leptospires have countless specific genes encoding proteins with unknown functions, suggesting that leptospires have unique virulence factors. Bacterial adhesins are important virulence factors and so the identification of conserved adhesins in pathogenic Leptospira species from shotgun phage display libraries, followed by selection (biopanning) in cells and/or extracellular matrix components, can reveal new antigens and strategies for leptospirosis treatment and prevention. Libraries were constructed using fragmented genomic DNA from L. interrogans and pG8SAET phagemid vector. Cloning approaches included blunt-end ligation and techniques based in cohesive-end ligation, such as ORESTES strategy and hairpin linkers. Despite some limitations, cloning by blunt-end ligation was the most efficient for library construction, being adopted for the construction of three libraries on a larger scale. Selection of new possible adhesins was performed by biopanning of the libraries in eukaryotic cells through BRASIL methodology. The first library called BBT1 exhibited approximately 106 total clones, and its biopanning resulted in four proteins fused to phage protein VIII, but none of them were expected to be exposed by the bacteria. Other libraries were built (BBT2 and BBT3) which reached the expected number of clones to obtain a larger genome representation (> 2x107 clones). Since it showed the highest proportion of positive clones, BBT2 was selected to perform a second biopanning, resulting in eleven proteins fused to phage protein VIII and/or signal peptide. In silico analysis revealed three hypothetical proteins, named LepA962, LepA069 and LepA388, that would be exposed or secreted by the bacteria, suggesting a possible adhesin function. The study of LepA388 protein led to the recognition of twelve other similar proteins belonging to a paralogous family that contains a domain called DUF_61, domain of unknown function that is present in proteins shared only among the most virulent pathogenic species of Leptospira. For this reason, the LepA388 protein was the most studied. The cloning of three portions of the protein (LepA388P, LepA388NR and LepA388F) for heterologous expression resulted in insoluble recombinant proteins, and given the presence of many cysteine residues in its structure, it was not possible to renature them appropriately. In face of the imposed obstacles, only the portion containing the sequence presented by the bacteriophage (LepA388P) was used to obtain antisera in mice, which showed high titers, demonstrating the high immunogenicity of the protein LepA388P. Recognition of native DUF_61 paralogous family proteins in extracts from distinct Leptospira serovars was not observed, as well as its in vitro expression from bacteria cultured in different conditions. Additional studies on the in vivo expression and functions of members of this family are needed for a broader understanding of their role in leptospiral biology and possibly in the pathogenesis of leptospirosis.