Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Two vaccinia viruses (VACV) genetically and phenotypically divergent were isolated, in a mixed infection, from a horse lesion during an outbreak of vesicular and exanthematous disease in horses in Southern Brazil and termed Pelotas 1 (P1V) and Pelotas 2 (P2V). This thesis describes studies performed to investigate the pathogenesis of P1V and P2V infection in rabbits and guinea pigs, and to analyze the sequence of genes potentially involved in their phenotype. Chapter 1 investigated the dose-dependent susceptibility of rabbits to P1V and P2V after intranasal (IN) inoculation. Groups of weaning rabbits were inoculated with three doses of each VACV isolate (102.5 TCID50, 104.5 TCID50 e 106.5 TCID50/rabbit). The inoculation resulted in severe respiratory distress and death of most inoculated rabbits regardless the viral strain. Clinical signs started three to six days post-inoculation (pi) and culminated in death or euthanasia at days 5 to 10 pi. Viremia was detected in animals of all groups. All rabbits surviving the infection beyond day 9 pi developed neutralizing antibodies. Interstitial pneumonia, necrossupurative bronchopneumonia and diarrhea were observed in animals which died or were euthanized in extremis. These results demonstrate that P1V and P2V are virulent for rabbits and show no apparent differences in phenotype in this species. Chapter 2 describes the investigation of the susceptibility of rabbits to intradermal (ID) inoculation to VACV, in single or mixed infection. All inoculated animals developed skin lesions characterized by hyperemia, papules, vesicles pustules and ulcers. Infectious virus was detected in cutaneous lesions, lungs and intestine of animals that died during acute infection. These results demonstrate that rabbits develop cutaneous disease and systemic infection after P1V and P2V ID inoculation. Apparently, co-infected animals developed lesions more severe than those submitted to single virus infection. In chapter 3, the susceptibility and the potential of transmission of P1V and P2V by guinea pigs were investigated. For that, guinea pigs were inoculated IN with both P1V and P2V (106 TCID50/ml). The guinea pigs did not showed clinical signs but developed viremia, shed virus in secretions and seroconverted to VACV. Nevertheless, the virus was not transmitted to guinea pig sentinels maintained in close contact or when exposed to food and feces contaminated with VACV. In Chapter 4, four genes involved in virus phenotype/virulence (C7L, K2L, N1L e B1R) were submitted to nucleotide sequencing and analysis. A 15 nucleotide (nt) deletion in K2L gene was identified in P2V. The same pattern of nucleotide deletion was also detected in other genogroup 1 Brazilian VACV isolates. Point mutations were identified in K2L, C7L and N1R genes from P2V isolates when compared to P1V and to a standard VACV strain. The molecular analysis of these genes would not allow the establishment of association between the sequences/genotype and phenotype. However, this analysis indicate that the 15 nt deletion in K2L gene may be used as a molecular marker for genogroup 1 Brazilian VACV isolates. In summary, the results obtained in these studies demonstrate: i. P1V and P2V produce systemic and cutaneous disease in rabbits but they do not exhibit evident differences in virulence for rabbits; ii. Guinea pigs are susceptible to mixed P1V an P2V infection but apparently do not effectively transmit the virus; iii. P1V and P2V present some sequence differences in virulence genes and that a 15 nt deletion in K2L gene may be used as a molecular marker to distinguish between VACV genogroups. / Duas amostras de vírus vaccínia (VACV) geneticamente e fenotipicamente distintas foram isoladas de um mesmo animal em um surto de doença vesicular e exantemática em equinos no Rio Grande do Sul, e denominados Pelotas 1 (P1V) e Pelotas 2 (P2V). Esta tese descreve estudos realizados para investigar a patogenia dos isolados P1V e P2V em coelhos e cobaias, e analisar a sequência de genes potencialmente envolvidos no fenótipo desses isolados. O Capítulo 1 relata a investigação da susceptibilidade dose-dependente de coelhos ao P1V e P2V. Os animais foram inoculados pela via intranasal (IN) com três doses (102,5 DICC50, 104,5 DICC50 e 106,5DICC50/coelho) de cada um dos isolados. A inoculação resultou em enfermidade respiratória grave e morte na maioria dos coelhos, independente do isolado utilizado. Os sinais clínicos iniciaram nos dias 3 e 6 pós-inoculação (pi) e culminaram com a morte ou eutanásia dos animais, 5 a 10 dias pi. Viremia foi detectada em coelhos de todos os grupos. Anticorpos neutralizantes foram detectados em todos os animais que sobreviveram além do dia 9 pi. Pneumonia intersticial com broncopneumonia necrossupurativa e conteúdo líquido intestinal foram lesões observadas em animais inoculados com o P1V ou P2V que evoluíram para a morte ou foram motivo para a eutanásia in extremis. Esses resultados demonstram que P1V e P2V são virulentos para coelhos e não apresentam diferenças evidentes de patogenia nessa espécie. No Capítulo 2 foi investigada a susceptibilidade de coelhos após inoculação de VACV pela via intradérmica (ID). Para isso, os coelhos foram inoculados com um dos isolados ou com ambos. Todos os coelhos inoculados apresentaram lesões de pele caracterizadas por hiperemia, pápulas, vesículas, pústulas e úlceras. Excreção viral foi detectada nas lesões cutâneas e também em amostras de pulmão e intestino de animais que morreram durante a fase aguda da infecção. Os resultados desta inoculação demonstraram que coelhos desenvolvem doença cutânea e sistêmica após a inoculação ID de P1V e P2V. Algumas evidências indicam que os coelhos co-infectados desenvolveram lesões mais severas do que na infecção simples. No Capítulo 3, investigou-se a susceptibilidade e o potencial de transmissibilidade dos isolados P1V e P2V por cobaias. Para isso, cobaias foram inoculadas pela via intranasal (IN) com uma mistura dos isolados P1V e P2V (106 DICC50/ml). As cobaias não apresentaram sinais clínicos, porém excretaram o vírus nas secreções nasais, desenvolveram viremia e soroconverteram para VACV. Apesar disso, o vírus não foi transmitido a sentinelas por contato direto, indireto (aerossóis) ou por água e alimentos contaminados com fezes deliberadamente infectadas com o vírus. No Capítulo 4, quatro genes (C7L, K2L, N1L e B1R) envolvidos no fenótipo do VACV foram amplificados por PCR, sequenciados e submetidos à análise molecular. Uma deleção de 15 nucleotídeos (nt) no gene K2L foi identificada no P2V. Essa mesma deleção também foi identificada em isolados brasileiros do VACV pertencentes ao genogrupo 1. Mutações pontuais foram identificadas nos genes K2L, C7L e N1L no P2V comparando-se com o P1V e cepas de referência do VACV. A análise molecular desses genes não permite associar essas deleções/mutações presentes no P2V com o fenótipo, mas sugere que a deleção de 15 nt no gene K2L possa ser utilizado como marcador molecular de isolados de VACV do genogrupo 1. Em resumo, os resultados obtidos nesses experimentos demonstram que: i. P1V e P2V produzem doença sistêmica e cutânea em coelhos, mas não diferem fenotipicamente nessas espécies; ii. cobaias são susceptíveis à infecção mista pelo P1V e P2V, mas aparentemente não transmitem o vírus com eficiência; iii. P1V e P2V apresentam algumas diferenças em genes de virulência, sendo que a deleção de 15 nt no gene K2L pode ser utilizada como marcador de genogrupos de VACV.