Haja vista a existência de quatro famílias de M. avium molecularmente distintas circulando na população de suínos do Sul do Brasil, a diferença de virulência constatada entre essas quatro famílias, a influência da virulência nos mecanismos de transmissão, as dúvidas existentes a respeito da existência e da importância da transmissão horizontal de M. avium em suínos e do significado desse conhecimento para o estabelecimento de métodos de controle eficientes, o presente projeto tem por objetivos: 1) Padronizar método de isolamento de micobactérias a partir de fezes suínas; 2) Caracterizar a eliminação de M.avium pelas fezes em suínos experimentalmente infectados pela via oral; 3) Verificar se existe transmissão horizontal entre suínos durante a fase de eliminação ativa, através de experimentos envolvendo infecção oral e exposição de animais contactantes; 4) Estudar, através de modelagem matemática, a dinâmica da infecção por M.avium em uma população suína. Como resultados, para cada um dos itens obteve-se: 1) Houve diferença significativa entre os protocolos de recuperação de micobactérias a partir de fezes de suínos (p< 0,05) e o método ácido com ressuspensão em solução de anfotericina B e semeadura em meio de Lowenstein-Jensen com antibióticos apresentou o maior percentual de recuperação (87%); 2) Foram constados dois períodos de eliminação fecal de MAC em suínos: um inicial, relativo à eliminação residual do inóculo, do 1º ao 4º, e um segundo, com início no 18º e término no 62º dias pós-inoculação, este último é resultado de suposta lesão aberta para a luz do intestino; 3) Cinco, dos sete animais contactantes, infectaram-se com o M.avium, estirpe PIG B e 4) A simulação matemática da doença, considerando a transmissão horizontal como mecanismo principal da ocorrência de condenações em matadouro por linfadenite granulomatosa é inconsistente com o que se observa na população. Portanto, o componente ambiental tem papel preponderante na dinâmica das infecções micobacterianas dos suínos produzidos no Brasil. / Considering four genetic distinct M. avium families within the swine population of the Southern Brazil, the virulence difference detected among them, the virulence influence on the transmission mechanisms, the current doubts concerning M. avium horizontal transmission existence and importance in swine and about its knowledge meaning in order to stablish efficient control programs, the objectives of the present study were: 1) to set in a standard mycobacterial isolation method from swine feces; 2) to characterize M. avium excretion through feces in swine infected orally; 3) to verify the existence of horizontal transmission among swine during the active elimination phase, by experiments involving oral infection and exposure of contacting animals; 4) to study, through mathematical modelling, M. avium infection dynamics in a swine population. These are the attained results for each of the items: 1) there was a significant difference (p<0.05) between the mycobacterial recovery protocols from swine feces and the acid method with suspension in amphotericin solution and inoculation in Lowenstein-Jensen media with antibiotics presented the greatest recovery percentage (87%); 2) two fecal elimination periods of M. avium in swine feces were observed: an initial one, relative to the residual elimination of the inoculum, within days 1 and 4, and a second one, starting at day 18 and ending at day 62 post inoculation - the last one results from a supposed lesion opened to the intestinal lumen. 3) Five out of seven contacting animals were infected with M. avium; 4) The mathematical simulation of the disease, considering the horizontal transmission as the major mechanism of occurrence of condemnation at slaughterhouses due to granulomatous lymphadenitis is not consistent with what is observed in the population. Therefore, the environmental component plays a preponderant role in the mycobacterial infections dynamics of swine raised in Brazil.

Tendo sido comprovada a existência da famílias molecularmente distintas de M. avium circulando em suínos de região sul do Brasil, e havendo dúvidas a respeito da importância da transmissão horizontal como mecanismo de manutenção da doença, o presente teve por objetivo estudar a virulência dessas estirpes, informação importente para o aperfeiçoamento dos métodos de controle. As estirpes emergiram do estudo caso-controle, onde as tipagens moleculares por RFLP mostraram a existência de quatro famílias de M. avium (PIG-A, B, C e D). Um estirpe representante de cada família foi inoculada pela via intra-peritoneal em 48 hamsters com uma dose de 30.000 U.F.C. por animal. Após 2, 13, 26 e 40 dias da inoculação, 12 hamsters inoculados de cada família foram anestesiados, sacrificados e os agentes foram quantificados no fígado, baço e pulmão. A presença das estirpes foi verificada no sangue e também foram realizados exames histológicos. As estipers PIG-A, B, C e D desenvolveram lesões granulomatosas no fígado e baço nos quatro tempos experimentais; disseminaram-se pela via linfo-hemática, multiplicando-se em fígado, baço e pulmão. Nos quatro tempos experimentais houve diferença entre as contagens de U.F.C./g entre os órgãos (T1: p<0,001; T2: p<0,001; T3: p<0,001 e T4: p<0,001) e as obtidas do baço foram sempre superiores às do fígado e pulmão. Nos quatro tempos experimentais houve diferença entre as contagens de U.F.C./g entre as estirpes (T1: p<0,001; T2: <0,001; T3: p<0,001 e T4: p<0,001) e foi possível construir a seguinte escala decrescente de virulência: PIG-B > PIG-A > PIG-D > PIG-C. / Given that the existence of molecularly different families of M. avium circulating in swine of the south area of Brazil has been proved, and that some doubts remain regarding the importance of the horizontal transmission as mechanism of maintenance of the disease, this work aimed to study the virulence of those strains, an important information for the improvement of the control methods. The strains emerged from a case-control study, when the RFLP molecular typification showed the existence of four families of M. avium (PIG-A, B, C and D). A strain representative of each family was inoculated by intra-peritoneal route in 48 hamsters with a dose of 30.000 C.F.U./animal. After 2, 13, 26 and 40 days post-infection, 12 inoculated hamsters of each family were anesthetized, euthanized and the bacteria were quantified in the liver, spleen and lung. The presence of the strains was verified in the blood and also histological exams were accomplished. The strains PIG-A, B, C and D developed granulomatous lesions in the liver and spleen in the four experimental times; they were disseminated by the linfo-haematic route, multiplying in liver, spleen and lung. In the four experimental times there was difference among the countings of C.F.U./g among the organs (T1: p<0,001; T2: p<0,001; T3: p<0,001 and T4: p<0,001) and that obtained of the spleen were always superiors to the one of the liver and lung. In the four experimental times there was difference among the countings of C.F.U./g among the ancestries (T1: p<0,001; T2: p<0,001; T3: p<0,001 and T4: p<0,001) and was possible to build the following order of decreasing virulence: PIG-B > PIG-A > PIG-D > PIG-C.

Thesis (Ph.D.). / Written for the Dept. of Microbiology and Immunology. Title from title page of PDF (viewed 2009/06/11). Includes bibliographical references.

Haja vista a existência de quatro famílias de M. avium molecularmente distintas circulando na população de suínos do Sul do Brasil, a diferença de virulência constatada entre essas quatro famílias, a influência da virulência nos mecanismos de transmissão, as dúvidas existentes a respeito da existência e da importância da transmissão horizontal de M. avium em suínos e do significado desse conhecimento para o estabelecimento de métodos de controle eficientes, o presente projeto tem por objetivos: 1) Padronizar método de isolamento de micobactérias a partir de fezes suínas; 2) Caracterizar a eliminação de M.avium pelas fezes em suínos experimentalmente infectados pela via oral; 3) Verificar se existe transmissão horizontal entre suínos durante a fase de eliminação ativa, através de experimentos envolvendo infecção oral e exposição de animais contactantes; 4) Estudar, através de modelagem matemática, a dinâmica da infecção por M.avium em uma população suína. Como resultados, para cada um dos itens obteve-se: 1) Houve diferença significativa entre os protocolos de recuperação de micobactérias a partir de fezes de suínos (p< 0,05) e o método ácido com ressuspensão em solução de anfotericina B e semeadura em meio de Lowenstein-Jensen com antibióticos apresentou o maior percentual de recuperação (87%); 2) Foram constados dois períodos de eliminação fecal de MAC em suínos: um inicial, relativo à eliminação residual do inóculo, do 1º ao 4º, e um segundo, com início no 18º e término no 62º dias pós-inoculação, este último é resultado de suposta lesão aberta para a luz do intestino; 3) Cinco, dos sete animais contactantes, infectaram-se com o M.avium, estirpe PIG B e 4) A simulação matemática da doença, considerando a transmissão horizontal como mecanismo principal da ocorrência de condenações em matadouro por linfadenite granulomatosa é inconsistente com o que se observa na população. Portanto, o componente ambiental tem papel preponderante na dinâmica das infecções micobacterianas dos suínos produzidos no Brasil. / Considering four genetic distinct M. avium families within the swine population of the Southern Brazil, the virulence difference detected among them, the virulence influence on the transmission mechanisms, the current doubts concerning M. avium horizontal transmission existence and importance in swine and about its knowledge meaning in order to stablish efficient control programs, the objectives of the present study were: 1) to set in a standard mycobacterial isolation method from swine feces; 2) to characterize M. avium excretion through feces in swine infected orally; 3) to verify the existence of horizontal transmission among swine during the active elimination phase, by experiments involving oral infection and exposure of contacting animals; 4) to study, through mathematical modelling, M. avium infection dynamics in a swine population. These are the attained results for each of the items: 1) there was a significant difference (p<0.05) between the mycobacterial recovery protocols from swine feces and the acid method with suspension in amphotericin solution and inoculation in Lowenstein-Jensen media with antibiotics presented the greatest recovery percentage (87%); 2) two fecal elimination periods of M. avium in swine feces were observed: an initial one, relative to the residual elimination of the inoculum, within days 1 and 4, and a second one, starting at day 18 and ending at day 62 post inoculation - the last one results from a supposed lesion opened to the intestinal lumen. 3) Five out of seven contacting animals were infected with M. avium; 4) The mathematical simulation of the disease, considering the horizontal transmission as the major mechanism of occurrence of condemnation at slaughterhouses due to granulomatous lymphadenitis is not consistent with what is observed in the population. Therefore, the environmental component plays a preponderant role in the mycobacterial infections dynamics of swine raised in Brazil.

Tendo sido comprovada a existência da famílias molecularmente distintas de M. avium circulando em suínos de região sul do Brasil, e havendo dúvidas a respeito da importância da transmissão horizontal como mecanismo de manutenção da doença, o presente teve por objetivo estudar a virulência dessas estirpes, informação importente para o aperfeiçoamento dos métodos de controle. As estirpes emergiram do estudo caso-controle, onde as tipagens moleculares por RFLP mostraram a existência de quatro famílias de M. avium (PIG-A, B, C e D). Um estirpe representante de cada família foi inoculada pela via intra-peritoneal em 48 hamsters com uma dose de 30.000 U.F.C. por animal. Após 2, 13, 26 e 40 dias da inoculação, 12 hamsters inoculados de cada família foram anestesiados, sacrificados e os agentes foram quantificados no fígado, baço e pulmão. A presença das estirpes foi verificada no sangue e também foram realizados exames histológicos. As estipers PIG-A, B, C e D desenvolveram lesões granulomatosas no fígado e baço nos quatro tempos experimentais; disseminaram-se pela via linfo-hemática, multiplicando-se em fígado, baço e pulmão. Nos quatro tempos experimentais houve diferença entre as contagens de U.F.C./g entre os órgãos (T1: p<0,001; T2: p<0,001; T3: p<0,001 e T4: p<0,001) e as obtidas do baço foram sempre superiores às do fígado e pulmão. Nos quatro tempos experimentais houve diferença entre as contagens de U.F.C./g entre as estirpes (T1: p<0,001; T2: <0,001; T3: p<0,001 e T4: p<0,001) e foi possível construir a seguinte escala decrescente de virulência: PIG-B > PIG-A > PIG-D > PIG-C. / Given that the existence of molecularly different families of M. avium circulating in swine of the south area of Brazil has been proved, and that some doubts remain regarding the importance of the horizontal transmission as mechanism of maintenance of the disease, this work aimed to study the virulence of those strains, an important information for the improvement of the control methods. The strains emerged from a case-control study, when the RFLP molecular typification showed the existence of four families of M. avium (PIG-A, B, C and D). A strain representative of each family was inoculated by intra-peritoneal route in 48 hamsters with a dose of 30.000 C.F.U./animal. After 2, 13, 26 and 40 days post-infection, 12 inoculated hamsters of each family were anesthetized, euthanized and the bacteria were quantified in the liver, spleen and lung. The presence of the strains was verified in the blood and also histological exams were accomplished. The strains PIG-A, B, C and D developed granulomatous lesions in the liver and spleen in the four experimental times; they were disseminated by the linfo-haematic route, multiplying in liver, spleen and lung. In the four experimental times there was difference among the countings of C.F.U./g among the organs (T1: p<0,001; T2: p<0,001; T3: p<0,001 and T4: p<0,001) and that obtained of the spleen were always superiors to the one of the liver and lung. In the four experimental times there was difference among the countings of C.F.U./g among the ancestries (T1: p<0,001; T2: p<0,001; T3: p<0,001 and T4: p<0,001) and was possible to build the following order of decreasing virulence: PIG-B > PIG-A > PIG-D > PIG-C.

京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(医学) / 甲第18161号 / 医博第3881号 / 新制||医||1003(附属図書館) / 31019 / 京都大学大学院医学研究科医学専攻 / (主査)教授 伊達 洋至, 教授 杉田 昌彦, 教授 中山 健夫 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Medical Science / Kyoto University / DFAM

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