Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Contagious ecthyma, also known as orf, is an infectious disease of sheep and goats caused by
orf virus (ORFV), the prototype of the genus Parapoxvirus (PPV) of the family Poxviridae.
Current vaccines against the disease contain virulent virus, are empirically produced through
skin scarification of live lambs and present questionable efficacy. Likewise, the epidemiology
of the infection, especially the mechanisms used by the virus to be perpetuated in herds and
possible genetic and antigenic variations are poorly understood. Thus, the objectives of
this study were: a. Development and efficacy testing of a vaccine produced in tissue culture;
b. Investigation of viral persistence in experimentally infected lambs and, c. Phylogenetic
analysis of Brazilian strains. Chapter 1 describes the development and testing of a ORFV
vaccine produced in tissue culture. For this, ORFV strain IA-82 was submitted to 21 passages
in BHK-21 cells and used to immunize lambs (n=30) through skin scarification of the internal
face of the hind limb. Vaccination produced localized pustules and scabs lesions in 16 out of
30 animals, indicating an adequate replication of the vaccine virus. Ninety days after
vaccination, vaccinated (n=16) and control lambs (n=16) were inoculated with a virulent
ORFV strain in the labial commissure. Vaccinated and control lambs developed typical orf
lesions, characterized by hyperemia, vesicles, pustules and scab formation. Nonetheless,
vaccinated animals developed milder lesions compared to controls and the clinical scores
were significantly lower (p<0.05) between days 10 and 22 post-challenge. In addition, the
mean duration of clinical disease was significantly reduced in vaccinated animals (p<0.05).
Furthermore, vaccinated animals excreted much less virus (p<0.05) and for a significantly
shorter period of time than did the controls (13.4 days versus 22.6 days, p<0.001). These
results demonstrate partial protection by the experimental vaccine and, upon improvement of
immunization and protection indices, are promising towards the use of tissue culture-based
ORFV vaccines. Chapter 2 presents the investigation of ORFV persistence in experimentally
infected lambs. For this, infected lambs were monitored for virus and viral DNA at different
intervals after infection. Concomitantly, virus viability in scabs maintained at environmental
temperatures was monitored. During acute infection, virus produced typical lesions of
ecthyma in all inoculated lambs (n=10), with lesions during over 22 days. Infectious virus was
recovered from lesions in titers up to 105.5 TCID50/ml, with peaks of virus excretion between
days 10 and 12 post inoculation (pi). The virus was detected continuously in lesions of all
animals up to day 24 pi; four lambs shed virus until day 44 pi and one up to day 51 pi. Viral
DNA was detected by PCR in all skin biopsies up to day 37 pi, in four animals at day 51, in
three animals at day 65 and one at day 79 pi. Infectious virus was detected in scabs
maintained under environmental temperatures for up to 6 months. These results demonstrate
that ORFV may be maintained and excreted for a long period by infected animals. Chapter 3
presents the sequence analysis of the major envelope glycoprotein gene (B2L) of nine
Brazilian ORFV strains from sheep and goats obtained between 2008 and 2011 and three
vaccine strains. Comparative sequence analysis revealed that Brazilian strains were highly
related among themselves and with vaccine strains. Brazilian strains shared 97.7- 100% and
96.1-100% sequence identity of nucleotides and amino acids, respectively. With vaccine
strains, Brazilian ORFVs showed 98.7-100% nucleotide identity and 97.7-100% amino acid
similarity. Phylogenetic analysis based on deduced amino acid sequences showed that the
Brazilian strains from sheep and vaccine strains clustered in the same branches; goat strains
clustered into a separate branch. In summary, the obtained results contribute to the
knowledge about the ORFV biology and epidemiology and are promising towards the use of a
tissue culture based vaccine. / O ectima contagioso, também conhecido como Orf, é uma enfermidade contagiosa que afeta
principalmente ovinos e caprinos e que está mundialmente distribuída. O agente da
enfermidade, vírus do Orf (ORFV), é o protótipo do gênero Parapoxvirus (PPV), família
Poxviridae. As vacinas atuais contra a doença apresentam eficácia questionável e são
produzidas por métodos cruentos. Da mesma forma, a epidemiologia da infecção,
especialmente os mecanismos utilizados pelo vírus para se perpetuar nos rebanhos e as suas
possíveis variações genéticas e antigênicas são pouco conhecidas. Assim, os objetivos do
presente trabalho foram: a. Desenvolvimento e teste de eficácia de uma vacina para o ORFV
produzida em cultivo celular, b. Investigação da persistência viral em ovinos infectados
experimentalmente, c. Análise filogenética de amostras brasileiras. O capítulo 1 relata a
produção e teste de eficácia de uma vacina produzida em cultivo celular. Para isto, a cepa IA-
82 do ORFV foi submetida a 21 passagens em cultivo de células BHK-21 e usada para
vacinar ovinos jovens (n=30), por escarificação cutânea na face interna da coxa. A vacinação
produziu pústulas e crostas em 16 dos 30 ovinos vacinados, indicando imunização adequada
em 53% dos animais. Noventa dias após a vacinação, ovinos vacinados (n=16) e controles
(n=16) foram inoculados com uma cepa virulenta do ORFV (106,9DICC50/mL) após
escarificação na comissura labial. Todos os animais desenvolveram lesões típicas de ectima,
incluindo hiperemia, vesículas, pústulas e crostas. No entanto, os animais vacinados
desenvolveram lesões mais leves e passageiras do que os controles, e os escores clínicos
foram estatisticamente diferentes (p<0,05) entre os dias 10 e 22 pós-desafio. Além disso, o
tempo de duração da doença foi significativamente inferior (p<0,05) nos animais vacinados.
Os animais vacinados também excretaram menor quantidade de vírus (p<0,05) e por um
período significativamente mais curto do que os controles (13,4 dias versus 22,6 dias,
p<0,001). Esses resultados demonstram a proteção parcial conferida pela vacina experimental
e, dependendo da melhoria dos índices de imunização e proteção, são promissores no sentido
da utilização de vacinas contra o ORFV produzidas em cultivo celular. O capítulo 2 relata a
investigação da persistência do ORFV em ovinos infectados experimentalmente. Para isto,
ovinos inoculados com a cepa IA-82 foram submetidos a pesquisa de vírus e de DNA nas
lesões a diferentes intervalos após a inoculação. A viabilidade do vírus também foi
investigada em crostas de animais infectados mantidas à temperatura ambiente. Durante a
infecção aguda, o vírus produziu lesões típicas de ectima em todos os animais inoculados
(n=10), com duração de aproximadamente 22 dias. O vírus foi detectado continuamente nas
lesões de todos os animais até o dia 24 pós inoculação (pi); quatro animais excretaram vírus
até o dia 44 pi e um deles ainda excretava vírus no dia 51 pi. O vírus foi excretado em títulos
de até 105,5 DICC50/ml, com picos de excreção viral entre os dias 10 e 12 pi. O DNA viral foi
detectado por PCR em biópsias coletadas de todos os animais no dia 37 pi, e em um animal o
DNA viral foi detectado até o dia 79 pi. O vírus foi recuperado, por isolamento viral, nas
crostas mantidas a temperatura ambiente por até seis meses após a coleta. Esses resultados
demonstram que o ORFV pode persistir e ser excretado por longo período em animais
infectados, mesmo após a resolução clínica das lesões. O capítulo 3 relata a análise
filogenética de nove amostras brasileiras de ORFV obtidas de ovinos e caprinos entre 2008 e
2011, além de três cepas vacinais. A sequência parcial do gene B2L, que codifica para uma
proteína de envelope altamente imunogência, foi amplificada por PCR e o fragmento gerado
(594 bp) foi submetido ao sequenciamento. A análise das sequências revelou que as amostras
brasileiras possuem um alto grau de similaridade, quando comparados entre si e com as cepas
vacinais. As amostras brasileiras apresentaram um grau de similaridade de nucleotídeos de 97,
7 a 100% e de aminoácidos de 96,1 a 100%. Quando comparadas com as cepas vacinais, as
amostras analisadas apresentaram um grau de similaridade de nucleotídeos de 98,7 a 100% e
de aminoácidos de 97,7 a 100%. A análise filogenética baseada na sequência deduzida de
aminoácidos mostrou que as amostras de ovinos se agruparam junto com as cepas vacinais, e
as amostras de caprinos se agruparam separadamente. Conjuntamente, esses resultados
contribuem para o conhecimento acerca da biologia e epidemiologia do ORFV, e são
promissores no sentido do uso de vacinas produzidas em cultivo celular.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsm.br:1/10130 |
| Date | 05 March 2012 |
| Creators | Schmidt, Candice |
| Contributors | Flores, Eduardo Furtado, Scherer, Charles Fernando Capinos, Brum, Mário Celso Sperotto |
| Publisher | Universidade Federal de Santa Maria, Programa de Pós-Graduação em Medicina Veterinária, UFSM, BR, Medicina Veterinária |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSM, instname:Universidade Federal de Santa Maria, instacron:UFSM |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 500500000007, 400, 500, 300, 500, 500, 1cd49172-b6b6-4db1-b27e-daf2b145ba82, c9a3a4de-c907-49b4-aa6e-aeb6d1fcb4e4, 7005e7a2-c226-4ec7-9481-07ace2ec8d5f, 0c57716e-f874-48cd-9091-e8169e805402 |
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