Canine brucellosis is a zoonotic disease, caused by Brucella canis, which is the main cause of abortion and infertility in dogs. This study had the objective to investigate a B. canis outbreak in a breeding kennel, to describe a multistep approach to characterize the B. canis isolates obtained, and to identify B. canis proteins specifically reacting with antibodies from naturally infected dogs. The kennel was located in São Paulo, SP, Brazil. At the time of sampling, in 2014, the kennel comprised 17 adult Pug dogs. Blood samples were used both to isolate the bacteria and to detect Brucella spp. DNA by the polymerase chain reaction. Serum samples were used to detect antibodies against B. canis using an immunocromatographic test, the rapid slide agglutination test with or without 2-mercaptoethanol and two ELISA kits. The Brucella isolates were characterized through the classical bacteriological tests, mass spectrometry and whole genome sequencing. The total protein content of Brucella isolates was extracted and separated using one and two-dimension polyacrylamide gel electrophoresis (1D and 2D, respectively), and then tested against sera collected from bacteremic, non-bacteremic and non-B. canis infected dogs using western immunoblotting. The reacting protein spots were identified using matrix-assisted laser desorption/ionization time of flight mass spectrometry (MALDI-TOF MS). Vaginal discharge, abortion, stillbirth, conception failure and general lymphadenopathy were the clinical signs found in the infected dogs. Gram-negative, coccoid rod-shaped bacteria were isolated from 24 blood samples. Antibodies against B. canis were detected in all dogs at least once by the performed serological tests. Mass spectrometry analysis assigned all isolates to the genus Brucella. The phenotypic data clearly identified the isolates as B. canis with only slight differences in phage typing patterns. The 2D separated protein spots were identified by MALDI-TOF MS as 93 different proteins, out of them, 19 were identified in infected dogs (during the bacteremic and non-bacteremic phases of the infection) and were not identified in non-infected dogs. These proteins have the potential to be used as antigens in serological tests in an attempt to improve the diagnosis of the infection, since a reliable diagnosis is an essential measure for the control and prevention of canine brucellosis. The multistep approach using classical microbiological methods, mass spectrometry and whole genome sequencing allowed the characterization of the B. canis with high discriminatory power, which may be useful for outbreak investigations. / A brucelose canina é uma doença zoonótica, causada pela Brucella canis, que é uma das principais causas de abortamentos e infertilidade em cães. O objetivo deste estudo foi investigar um surto de B. canis em um canil, caracterizar os isolados de Brucella obtidos e identificar proteínas de B. canis reagentes especificamente a anticorpos de cães naturalmente infectados. O canil é localizado em São Paulo, SP, Brasil e no momento da amostragem, em 2014, o canil era composto por 17 cães adultos da raça Pug. Amostras de sangue foram utilizadas tanto para isolar as bactérias quanto para detectar o DNA de Brucella spp. pela reação em cadeia pela polimerase. Amostras de soro foram utilizadas para detectar anticorpos contra B. canis nos soros dos cães, utilizando um teste imunocromatográfico, o teste de soroaglutinação rápida em placa com ou sem 2-mercaptoetanol e dois kits de ELISA. Os isolados foram caracterizados pelos métodos bacteriológicos clássicos, espectrometria de massa e pelo sequenciamento do genoma completo. O conteúdo proteico total dos isolados de B. canis foi extraído e as proteínas separadas por eletroforese em gel de poliacrilamida de uma e duas dimensões (1D e 2D, respeectivamente), sendo então testadas frente aos soros dos cães infectados (com ou sem bacteremia) e não infectados, utilizando Western Immunoblotting. Os spots proteicos reagentes foram identificados usando espectrometria de massa por ionização/dessorção a laser assistida por matriz (MALDI-TOF MS). Secreção vaginal, aborto, natimorto, falha na concepção e linfoadenopatia foram os sinais clínicos observados nos cães infectados. Coco-bacilos gram-negativos foram isolados em 24 amostras de sangue. Anticorpos contra B. canis foram observadas em todos os cães, em pelo menos uma amostragem, pelos testes sorológicos empregados. A MS atribuiu todos os isolados ao gênero Brucella. Os dados fenotípicos identificaram claramente B. canis com apenas pequenas diferenças nos padrões de lise por fagos. Os spots de proteínas, separados por 2D, foram identificados por MALDI-TOF MS como 93 diferentes proteínas, dentre elas, 19 foram identificadas em cães infectados (com ou sem bacteremia) e não foram identificadas nos cães não infectados. Tais proteínas são candidatas a serem utilizadas como antígenos para o aprimoramento do sorodiagnóstico, uma vez que a existência de um diagnóstico confiável constitui uma medida essencial para o controle e a prevenção da brucelose canina. A abordagem múltipla utilizada, envolvendo métodos microbiológicos clássicos, espectrometria de massa e sequenciamento completo do genoma bacteriano possibilitou a caracterização dos isolados de B. canis com elevado poder discriminatório, o que pode auxiliar em investigações de surtos.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:teses.usp.br:tde-05112018-122925 |
| Date | 17 July 2018 |
| Creators | David Attuy Vey da Silva |
| Contributors | Lara Borges Keid, Valéria Maria Lara Carregaro, Trícia Maria Ferreira de Sousa Oliveira, Angelica Maria Sanchez Sarmiento, Ricardo Luiz Moro de Sousa |
| Publisher | Universidade de São Paulo, Epidemiologia Experimental e Aplicada às Zoonoses, USP, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP, instname:Universidade de São Paulo, instacron:USP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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