Este trabalho teve por objetivo identificar e estudar a expressão de genes envolvidos na resposta imune a endoparasitas gastrintestinais em bovinos. Contagem periódica de ovos por grama de fezes (OPG) e análises de coproculturas foram realizadas para identificar animais resistentes e susceptíveis a endoparasitas gastrintestinais. A contagem de OPG permitiu identificar estes animais, sendo que o grupo susceptível apresentou uma contagem 20 vezes superior ao grupo resistente (P<0,001). Análises de coproculturas permitiram concluir que a infestação em bovinos foi mista, com a predominância dos gêneros Cooperia e Haemonchus e menor incidência de Oesophagostomum. Para a identificação dos genes, foi utilizada a metodologia EST (Expressed Sequence Tag) e foram construídas duas bibliotecas de clones de cDNA obtidos a partir da mucosa do abomaso, intestino delgado e nódulos linfáticos abomasais de bovinos resistentes (ER1) e susceptíveis (ES1) a nematódeos gastrintestinais. Foram geradas 2496 ESTs de cada biblioteca. Destas, 1664 e 1898 foram válidas para as bibliotecas ER1 e ES1, respectivamente. Dentre as 2323 sequências únicas obtidas foram identificados vários produtos gênicos relacionados à resposta imune, tais como moléculas de classe I e II do MHC, imunoglobulinas, interleucinas, lisozima e pepsinogênio. Para a quantificação da expressão de RNA mensageiro, foi utilizada a metodologia de transcrição reversa e reação em cadeia da polimerase em tempo real, onde foram analisados 10 genes relacionados à polarização da resposta imune (as interleucinas IL- 2, IL-4, IL-8, IL-12p35 e IL-13, as citocinas TNF-&#945;, IFN-&#947;, MCP-1&#945; e MCP-2 e a glicoproteína mucina 1-MUC1). As análises de expressão gênica realizadas na mucosa do abomaso revelaram aumento nos níveis de RNAm para IL-4 (P<0,018), IL-13 (P<0,002) e diminuição de TNF-? (P<0,0001) nos animais resistentes; nos nódulos linfáticos abomasais houve aumento de IL-4 (P<0,019) nos animais resistentes e de IFN-&#947; (P<0,007) nos animais susceptíveis; no intestino delgado houve aumento de IL-4 (P<0,01) e IL-13 (P<0,045) nos animais resistentes, ao contrário de IL-2 (P<0,047), IL-12p35 (P<0,029), IFN-&#947; (P<0,004) e MCP-1 (P<0,03), cujos níveis de RNAm foram maiores nos animais susceptíveis. No abomaso dos animais resistentes houve menor expressão de pepsinogênio (P<0,025) e maior de lisozima (P<0,042). Em conclusão, a estratégia utilizada permitiu a identificação de vários genes envolvidos na resposta imune e a descoberta inédita de que Bos indicus resistentes a parasitas gastrintestinais apresentam uma resposta TH2 polarizada, em contraste aos animais susceptíveis, que apresentam uma resposta TH1. / The aim of this work was identify genes related to immune response to gastrointestinal nematodes in cattle. The periodic counts of eggs per gram (EPG) of feces and coproculture analysis were done to identify the resistant and susceptible animals. The EPG counts allowed us to identify these animals. It was twenty-fold higher in susceptible group (P<0.001). The coproculture analysis allowed us to conclude that the infestation is predominantly characterized byCooperia spp. and Haemonchus spp. and a low incidency of Oesophagostomum. To identify the genes, it was used the EST (Expressed Sequence Tags) methodology and constructed two cDNA libraries from abomasum, abomasum lymph nodules and small intestine from resistant (ER1) and susceptible (ES1) cattle. It was generated 2496 ESTs from each library. From these, 1664 and 1898 ESTs were valids to ER1 and ES1 libraries, respectively. Among the 2323 unique sequences were identifyed several genes related to immune response, such as MHC class I and II molecules, immunoglobulins, interleukins, lysozyme and pepsinogen. To study the gene expression, it was used the reverse transcription and real-time polymerase chain reaction methodology to quantify the messager RNA expression of 10 genes related to polarization of immune response (the interleukins IL-2, IL-4, IL-8, IL-12p35 e IL-13, the cytokines TNF-&#946;, IFN- &#947;, MCP-1&#946; and MCP-2 and the glycoprotein mucin 1-MUC1). The gene expression analysis in the abomasum reveled that IL-4 (P<0,018) and IL-13 (P<0,002) were up-regulated and TNF-&#946; (P<0,0001) was down-regulated in resistant group; in the abomasum lymph nodules IL-4 (P<0,019) and IFN-&#947; (P<0,007) were both up-regulated in resistant and susceptible group, respectively; in the small intestine IL-4 (P<0,01) and IL-13 (P<0,045) were up-regulated in resistant group and IL-2 (P<0,047), IL-12p35 (P<0,029), IFN-&#947; (P<0,004) and MCP-1 (P<0,03) were down-regulated in susceptible one. In the abomasum from resistant group, pepsinogen was down-regulated (P<0,025) and lysozyme was up-regulated (P<0,042). In conclusion, the strategy used allowed us to identify several genes involved in immune response and the inedit discovery that Bos indicus resistant to gastrointestinal nematodes present a TH2-type response, in contrast to susceptible animals that present a TH1-type response.

This thesis comprises an introductory review of the literature, followed by reports of two experiments which are presented in the form of scientific papers. For this reason, there may be some repetition between chapters, particularly in terms of experimental procedure. To avoid unnecessary repetition, a single list of references is given at the end of the thesis. For the sake of completeness , several appendices are attached to Chapters Two and Three which would not ordinarily be included in a scientific paper. The literature review looks at the passive transfer of immunity from the mare to the foal, the consequences of failure of passive transfer of immunity and different methods of testing whether the transfer of passive immunity has occurred. The review concludes with a discussion of vaccination programmes against African horse sickness. Trial One evaluated different tests for determining whether the transfer of passive immunity from mare to foal has occurred in order to determine which of these tests should be used preferentially. A single radial immunodiffusion test was used as the reference standard. A series of samples .was taken from a group of foals and tested using four methods: single radial immunodiffusion , glutaraldehyde coagulation, zinc sulphate turbidity and protein refractometer tests. Trial Two explored African horse sickness vaccination programmes, focusing on when to vaccinate foals for the first time. A series of samples was taken from a group of foals from birth until two months after their second set of African horse sickness vaccinations (one year old). The samples were tested for the presence of African horse sickness antibodies for each of the nine serotypes to determine when maternal immunity fades and to evaluate the effect of each vaccination on the level of immunity. / Thesis (M.Sc.)-University of KwaZulu-Natal, Pietermaritzburg, 2005.

Este trabalho teve por objetivo identificar e estudar a expressão de genes envolvidos na resposta imune a endoparasitas gastrintestinais em bovinos. Contagem periódica de ovos por grama de fezes (OPG) e análises de coproculturas foram realizadas para identificar animais resistentes e susceptíveis a endoparasitas gastrintestinais. A contagem de OPG permitiu identificar estes animais, sendo que o grupo susceptível apresentou uma contagem 20 vezes superior ao grupo resistente (P<0,001). Análises de coproculturas permitiram concluir que a infestação em bovinos foi mista, com a predominância dos gêneros Cooperia e Haemonchus e menor incidência de Oesophagostomum. Para a identificação dos genes, foi utilizada a metodologia EST (Expressed Sequence Tag) e foram construídas duas bibliotecas de clones de cDNA obtidos a partir da mucosa do abomaso, intestino delgado e nódulos linfáticos abomasais de bovinos resistentes (ER1) e susceptíveis (ES1) a nematódeos gastrintestinais. Foram geradas 2496 ESTs de cada biblioteca. Destas, 1664 e 1898 foram válidas para as bibliotecas ER1 e ES1, respectivamente. Dentre as 2323 sequências únicas obtidas foram identificados vários produtos gênicos relacionados à resposta imune, tais como moléculas de classe I e II do MHC, imunoglobulinas, interleucinas, lisozima e pepsinogênio. Para a quantificação da expressão de RNA mensageiro, foi utilizada a metodologia de transcrição reversa e reação em cadeia da polimerase em tempo real, onde foram analisados 10 genes relacionados à polarização da resposta imune (as interleucinas IL- 2, IL-4, IL-8, IL-12p35 e IL-13, as citocinas TNF-&#945;, IFN-&#947;, MCP-1&#945; e MCP-2 e a glicoproteína mucina 1-MUC1). As análises de expressão gênica realizadas na mucosa do abomaso revelaram aumento nos níveis de RNAm para IL-4 (P<0,018), IL-13 (P<0,002) e diminuição de TNF-? (P<0,0001) nos animais resistentes; nos nódulos linfáticos abomasais houve aumento de IL-4 (P<0,019) nos animais resistentes e de IFN-&#947; (P<0,007) nos animais susceptíveis; no intestino delgado houve aumento de IL-4 (P<0,01) e IL-13 (P<0,045) nos animais resistentes, ao contrário de IL-2 (P<0,047), IL-12p35 (P<0,029), IFN-&#947; (P<0,004) e MCP-1 (P<0,03), cujos níveis de RNAm foram maiores nos animais susceptíveis. No abomaso dos animais resistentes houve menor expressão de pepsinogênio (P<0,025) e maior de lisozima (P<0,042). Em conclusão, a estratégia utilizada permitiu a identificação de vários genes envolvidos na resposta imune e a descoberta inédita de que Bos indicus resistentes a parasitas gastrintestinais apresentam uma resposta TH2 polarizada, em contraste aos animais susceptíveis, que apresentam uma resposta TH1. / The aim of this work was identify genes related to immune response to gastrointestinal nematodes in cattle. The periodic counts of eggs per gram (EPG) of feces and coproculture analysis were done to identify the resistant and susceptible animals. The EPG counts allowed us to identify these animals. It was twenty-fold higher in susceptible group (P<0.001). The coproculture analysis allowed us to conclude that the infestation is predominantly characterized byCooperia spp. and Haemonchus spp. and a low incidency of Oesophagostomum. To identify the genes, it was used the EST (Expressed Sequence Tags) methodology and constructed two cDNA libraries from abomasum, abomasum lymph nodules and small intestine from resistant (ER1) and susceptible (ES1) cattle. It was generated 2496 ESTs from each library. From these, 1664 and 1898 ESTs were valids to ER1 and ES1 libraries, respectively. Among the 2323 unique sequences were identifyed several genes related to immune response, such as MHC class I and II molecules, immunoglobulins, interleukins, lysozyme and pepsinogen. To study the gene expression, it was used the reverse transcription and real-time polymerase chain reaction methodology to quantify the messager RNA expression of 10 genes related to polarization of immune response (the interleukins IL-2, IL-4, IL-8, IL-12p35 e IL-13, the cytokines TNF-&#946;, IFN- &#947;, MCP-1&#946; and MCP-2 and the glycoprotein mucin 1-MUC1). The gene expression analysis in the abomasum reveled that IL-4 (P<0,018) and IL-13 (P<0,002) were up-regulated and TNF-&#946; (P<0,0001) was down-regulated in resistant group; in the abomasum lymph nodules IL-4 (P<0,019) and IFN-&#947; (P<0,007) were both up-regulated in resistant and susceptible group, respectively; in the small intestine IL-4 (P<0,01) and IL-13 (P<0,045) were up-regulated in resistant group and IL-2 (P<0,047), IL-12p35 (P<0,029), IFN-&#947; (P<0,004) and MCP-1 (P<0,03) were down-regulated in susceptible one. In the abomasum from resistant group, pepsinogen was down-regulated (P<0,025) and lysozyme was up-regulated (P<0,042). In conclusion, the strategy used allowed us to identify several genes involved in immune response and the inedit discovery that Bos indicus resistant to gastrointestinal nematodes present a TH2-type response, in contrast to susceptible animals that present a TH1-type response.

Os tripanosomatídeos inferiores, que infectam plantas e insetos, apresentam propriedades bioquímicas e moleculares similares a Leishmania sp. e Trypanosoma cruzi. Similaridades antigênicas entre estes parasitas são conhecidas à muito tempo, mas somente alguns poucos estudos comparativos sobre a imunorreatividade humoral cruzada foram descritos. No presente trabalho nós analisamos a imunorreatividade cruzada de extratos antigênicos totais de oito tripanosomatídeos inferiores por ELISA, com soros de humanos e cães infectados com T. cruzi e Leishmania sp. Segundo as positividades e dados de reatividade média para ELISA os tripanosomatídeos inferiores foram divididos em dois grupos. ELISA-G1 compreendeu 4 parasitas para os quais se obtiveram 100% de positividade e elevadas médias de absorbância, similar aos dados obtidos para L. chagasi para hospedeiros humanos e cães. Nos casos humanos, soros de pacientes chagásicos crônicos apresentaram 100% de positividade somente para o ELISA com T. cruzi, sem diferenças entre os tripanosomatídeos inferiores. Por outro lado amostras de doenças não relacionadas apresentaram baixa reatividade cruzada com os tripanosomatídeos inferiores. Apesar da sua posição taxonômica em várias sessões e sua antiga divergência estes resultados mostraram semelhança antigênica entre os tripanosomatídeos inferiores e os patogênicos, e podem ser uma fonte alternativa de antígenos para a detecção de anticorpos principalmente em casos de leishmaniose visceral. / \"Lower trypanosomatids\", that infect plant and insect, present biochemical and molecular similarities to Leishmania sp. and Trypanosoma cruzi. Antigenic similarities between those parasites are known for a long time, but only few comparative investigations about immune humoral cross-reaction were described. In the current work we analyze the cross-immunoreactivity of crude extract from eight lower trypanosomatids by ELISA, with human and dog host samples infected with T. cruzi and Leishmania sp. ELISA positivity and data of mean title of human or dog visceral leishmaniasis cases, the lower trypanosomatids were divided in two groups. ELISA-G1 comprised by 4 parasites resulted in 100% positivity and high mean of absorbance, similar data to those obtained with L. chagasi, with human or dog hosts. In human cases, Chagas disease chronic cases showed 100% positive only with ELISA performed with T. cruzi, with no differences among lower trypanosomatids. Otherwise samples with other non correlated disease presented low cross-reaction with lower trypanososmatids. In spite of, their taxonomic position in various sections and their old divergence these results showed a strong antigenic similarity between pathogenic and lower trypanosomatids, and could be an alternative source of antigen for the detection of antibodies against host mainly with visceral leishmaniasis cases.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:47:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1900042 bytes, checksum: b7b1b3c446b79d6611fd389a12e3ffb6 (MD5) Previous issue date: 2013-11-13 / The cattle tick, Rhipicephalus (Boophilus) microplus is responsible for significant economic losses in tropical and subtropical countries around the world. Nowadays, the chemical control for this parasite is affected by the resistance development to several commercial acaricides, which has been reported in many countries. Furthermore, the concerns generated by chemical remains in animal products and the environment makes from this control a problem of high level importance for the public health. Thus, the immunological control becomes a promising alternative because the easy administration, low costs and its contributions to the food security. The objective of this study was to evaluate the lymph nodes response of cattle immunized at field with the peptide rSBm7462 anti Rhipicephalus (Boophilus) microplus. Fourteen crossbred cattle (Bos taurus x Bos indicus) with degree of blood holstein-zebu and aged 4-10 months were used. The animals were maintained on two farms in the north of Minas Gerais and received three immunizations with the peptide rSBm7462 applied subcutaneously at 30-day intervals. Pre-scapular lymph nodes were collected surgically 15 days after each immunization and fixed in formalin for 18 hours, then they were embedded in paraffin subsequently. Lymph node samples were stained with Hematoxylin-Eosin (HE) for cellular events observation. On the other hand, in order to antigens identifying in immunized animals lymph nodes, the immunohistochemistry (IHC) with peroxidase-anti peroxidase (PAP) method was performed. Lymph node response of cattle inoculated was evaluated by analysis of germinal centers (GC) formation, medullary cords hyperplasia (MC) and antigen rSBm7462 presence in PAP+ cells. This study shows that the recombinant peptide rSBm7462 induces a T-dependent adaptive immune response on lymphoid tissues characterized by the affinity and immunological memory in the secondary lymphoid tissues structure formation. / O carrapato Rhipicephalus (Boophilus) microplus é responsável por perdas econômicas significativas nos países das regiões tropicais e subtropicais. Atualmente, o controle químico para este parasito é afetado pela geração de resistência aos diversos acaricidas comerciais, ato que tem sido reportado em vários países do mundo. Além disso, a preocupação com os resíduos químicos nos produtos de origem animal e no ambiente é um problema de saúde pública. Portanto, o controle imunológico torna-se uma alternativa promissora devido à sua fácil administração, ser economicamente viável e contribuir na segurança alimentar. O objetivo deste trabalho foi avaliar a resposta de linfonodos de bovinos imunizados a campo com o peptídeo rSBm7462 anti Rhipicephalus (Boophilus) microplus. Foram utilizados 14 bovinos mestiços (Bos taurus x Bos indicus), com grau de sangue variado holandês-zebu, com idades entre 4-10 meses, mantidos em duas propriedades rurais do norte de Minas Gerais. Os animais receberam três imunizações do peptídeo rSBm7462, aplicados por via subcutânea, com intervalo de 30 dias. Após 15 dias de cada imunização, os linfonodos pré-escapulares foram coletados cirurgicamente e fixados por 18 horas em formol. Posteriormente foram incluídos em parafina. As amostras dos linfonodos foram coradas pela técnica hematoxilina-eosina (HE) para a observação de eventos celulares. Para a identificação do antígeno nos linfonodos dos animais imunizados, foi realizada a técnica de imunoistoquimica (IHQ) com o método peroxidase-anti-peroxidase (PAP). A resposta de linfonodos dos bovinos inoculados foi avaliada pelas análises de formação de centros germinais (CG), hiperplasia de cordões medulares (CM) e a presença do antígeno rSBm7462 em células PAP+, demostrando que o peptídeo recombinante rSBm7462 induz uma resposta imune adaptativa T-dependente, caracterizada nos tecidos linfóides secundários pela formação de estruturas que conferem afinidade e memória imunológica.

Os tripanosomatídeos inferiores, que infectam plantas e insetos, apresentam propriedades bioquímicas e moleculares similares a Leishmania sp. e Trypanosoma cruzi. Similaridades antigênicas entre estes parasitas são conhecidas à muito tempo, mas somente alguns poucos estudos comparativos sobre a imunorreatividade humoral cruzada foram descritos. No presente trabalho nós analisamos a imunorreatividade cruzada de extratos antigênicos totais de oito tripanosomatídeos inferiores por ELISA, com soros de humanos e cães infectados com T. cruzi e Leishmania sp. Segundo as positividades e dados de reatividade média para ELISA os tripanosomatídeos inferiores foram divididos em dois grupos. ELISA-G1 compreendeu 4 parasitas para os quais se obtiveram 100% de positividade e elevadas médias de absorbância, similar aos dados obtidos para L. chagasi para hospedeiros humanos e cães. Nos casos humanos, soros de pacientes chagásicos crônicos apresentaram 100% de positividade somente para o ELISA com T. cruzi, sem diferenças entre os tripanosomatídeos inferiores. Por outro lado amostras de doenças não relacionadas apresentaram baixa reatividade cruzada com os tripanosomatídeos inferiores. Apesar da sua posição taxonômica em várias sessões e sua antiga divergência estes resultados mostraram semelhança antigênica entre os tripanosomatídeos inferiores e os patogênicos, e podem ser uma fonte alternativa de antígenos para a detecção de anticorpos principalmente em casos de leishmaniose visceral. / \"Lower trypanosomatids\", that infect plant and insect, present biochemical and molecular similarities to Leishmania sp. and Trypanosoma cruzi. Antigenic similarities between those parasites are known for a long time, but only few comparative investigations about immune humoral cross-reaction were described. In the current work we analyze the cross-immunoreactivity of crude extract from eight lower trypanosomatids by ELISA, with human and dog host samples infected with T. cruzi and Leishmania sp. ELISA positivity and data of mean title of human or dog visceral leishmaniasis cases, the lower trypanosomatids were divided in two groups. ELISA-G1 comprised by 4 parasites resulted in 100% positivity and high mean of absorbance, similar data to those obtained with L. chagasi, with human or dog hosts. In human cases, Chagas disease chronic cases showed 100% positive only with ELISA performed with T. cruzi, with no differences among lower trypanosomatids. Otherwise samples with other non correlated disease presented low cross-reaction with lower trypanososmatids. In spite of, their taxonomic position in various sections and their old divergence these results showed a strong antigenic similarity between pathogenic and lower trypanosomatids, and could be an alternative source of antigen for the detection of antibodies against host mainly with visceral leishmaniasis cases.