RESUMO: A identificação da diversidade de pestivírus bovinos que circulam no campo é fundamental para a avaliação contínua dos testes de diagnóstico e composição de vacina. Neste artigo, realizamos a caracterização genética e antigênica de doze pestivírus bovinos isolados na região oeste do Rio Grande do Sul, Brasil. Os vírus foram isolados de soros de fetos bovinos ou de animais com apresentações clínicas sugestivas de infecção por pestivírus. A caracterização genética por sequenciamento e análise filogenética da região 5’UTR do genoma viral permitiu a identificação do vírus da diarréia viral bovina (BVDV-1a, 4/12, 33,3%), BVDV-1b (6/12, 50%) e BVDV-2 (2/12, 16,7%). A reatividade dos isolados com um painel de anticorpos monoclonais criados contra proteínas do envelope (Erns, E1 e E2) demonstrou uma alta variabilidade antigênica entre os isolados. Assim, confirmou-se a circulação ativa da infecção por pestivírus bovino, com alta variabilidade genética e antigênica, em bovinos na fronteira oeste do RS, demonstrando a importância da contínua caracterização dos pestivírus circulantes em bovinos para manter atualizadas as medidas de diagnóstico e controle.

ABSTRACT: The identification of diversity of bovine pestiviruses circulating in the field is fundamental for continuous evaluation of diagnostic tests and vaccine composition. In this article we performed the genetic and antigenic characterization of twelve bovine pestiviruses isolated in the western region of Rio Grande do Sul, Brazil. The viruses were isolated from sera of bovine fetuses or from animals with clinical presentations suggestive of pestivirus infection. Genetic characterization by sequencing and phylogenetic analysis of the 5’UTR region of the viral genome allowed for the identification of bovine viral diarrhea virus (BVDV-1a, 4/12, 33.3%), BVDV-1b (6/12, 50%) and BVDV-2 (2/12, 16.7%). The reactivity of the isolates with a panel of monoclonal antibodies raised against envelope proteins (Erns, E1 and E2) demonstrated a high antigenic variability among isolates. Thus, the active circulation of bovine pestivirus infection, with high genetic and antigenic variability, in cattle on the western border of RS was confirmed, demonstrating the importance of continuous characterization of the pestiviruses circulating in the cattle herds to keep the diagnostic and control measures up to date.

A febre aftosa é uma das doenças mais temidas nos rebanhos em todo o mundo. A vacinação tem sido uma arma eficiente no controle da doença, no entanto há preocupações com as vacinas atualmente utilizadas incluindo a necessidade de instalações de alta segurança para a produção dessas vacinas e a falta de um teste de diagnóstico aprovado que faça distinção precisa entre animais vacinados dos infectados. Várias vacinas têm sido testadas contra a febre aftosa e uma dessas utiliza como vetor um vírus defectivo para replicação, derivado do adenovírus humano tipo 5 (Ad5), o qual contém as proteínas que compõe capsídeo do vírus da febre aftosa (P1-2A) e a protease 3C, protegeu completamente suínos contra o desafio de uma cepa homóloga (A12 e A24). Uma vacina com o Ad5-P1-2A+3C proveniente da cepa O1 Campos (Ad5-O1C), no entanto, somente induziu um baixo título de anticorpos neutralizantes específicos em testes de potência vacinal em suínos. O fator estimulante de colônias de granulócitos e macrófagos (GM-CSF) tem sido utilizado com sucesso na formulação de vacinas para estimular a resposta imune contra inúmeras doenças, incluindo HIV, Hepatite C e B. Na tentativa de melhorar a resposta imune específica contra a febre aftosa induzida pelo Ad5-O1C, suínos foram vacinados com Ad5-O1C juntamente com Ad5-GM-CSFporcino. Entretanto nas, condições utilizadas nesse teste, o GM-CSF suíno não melhorou a resposta imune do Ad5-O1C e adversamente afetou o nível de proteção de suínos desafiados com o vírus homólogo da febre aftosa.

Foot-and-mouth disease (FMD) is one of the most feared diseases of livestock worldwide. Vaccination has been a very effective weapon in controlling the disease, however a number of concerns with the current vaccine including the inability of approved diagnostic tests to reliably distinguish vaccinated from infected animals and the need for high containment facilities for vaccine production, have limited its use during outbreaks in countries previously free of the disease. A number of FMD vaccine candidates have been tested and a replication-defective human adenovirus type 5 (Ad5) vector containing the FMDV capsid (P1-2A) and 3C protease coding regions has been shown to completely protect pigs against challenge with the homologous virus (FMDV A12 and A24). An Ad5-P1-2A+3C vaccine for FMDV O1 Campos (Ad5-O1C), however, only induced a low FMDV-specific neutralizing antibody response in swine potency tests. Granulocyte-macrophage colony-stimulating factor (GM-CSF) has been successfully used to stimulate the immune response in vaccine formulations against a number of diseases, including HIV, hepatitis C and B. To attempt to improve the FMDV-specific immune response induced by Ad5-O1C, we inoculated swine with Ad5-O1C and an Ad5 vector containing the gene for porcine GM-CSF (pGM-CSF). However, in the conditions used in this trial, pGM-CSF did not improve the immune response to Ad5-O1C and adversely affected the level of protection of swine challenged with homologous FMDV.

Duas amostras do vírus da Diarréia Viral Bovina (BVDV) submetidas a múltiplas passagens em cultivo celular e exposição à radiação ultravioleta (UV) a cada passagem foram avaliadas como candidatos a vírus vacinais. As amostras foram testadas quanto à sua atenuação para bezerros e fetos ovinos, reatividade antigênica contra isolados de campo, e capacidade de induzir proteção fetal em ovelhas prenhes. Inoculação intramuscular (IM) dos vírus modificados em quatro bezerros produziu apenas uma elevação discreta e passageira da temperatura corporal, seguida de produção de altos títulos de anticorpos neutralizantes. O vírus não foi detectado em secreções nasais ou sangue nos dias seguintes à inoculação. Porém, a inoculação IM desses vírus em quatro ovelhas prenhes foi seguida de transmissão transplacentária e infecção em todos os fetos. Para os testes de proteção fetal, ovelhas prenhes previamente imunizadas com duas doses vacinais, foram inoculadas por via intranasal com amostras de BVDV-1 (SV-126.8, n=6) ou BVDV-2 (SV-260, n=5). No dia do desafio (134 dias após a segunda dose), todos os animais apresentavam altos títulos de anticorpos neutralizantes (256 a >4096) contra os vírus vacinais; além de títulos variados (8 a >4096) contra várias isolados brasileiros de BVDV-1 e BVDV-2. Quinze dias após o desafio, as ovelhas foram sacrificadas e os tecidos fetais foram examinados para a presença de vírus. Todos os fetos das ovelhas controle não-vacinadas apresentaram-se (n=4) positivos para os vírus utilizados no desafio. Em contraste, nenhum feto das ovelhas imunizadas (n=11) foi positivo para vírus, indicando que a resposta imunológica induzida pela vacinação com os vírus modificados foi capaz de prevenir a infecção fetal. Estes resultados indicam que é possível obter-se forte resposta imunológica e proteção fetal contra o BVDV com o uso de vacinas vivas modificadas.

Two isolates of bovine viral diarrhea virus (BVDV) submitted to multiple passages in tissue culture associated with ultraviolet irradiation were evaluated as vaccine virus candidates. The attenuation of the modified viruses was assessed in calves and in pregnant ewes. Intramuscular inoculation of the viruses in four seronegative calves produced only a mild and transient rise in body temperature, followed by the production of high titers of neutralizing antibodies. The viruses were not detected in nasal secretions or in the blood following inoculation. However, intramuscular inoculation of these viruses in four pregnant ewes resulted in transplacental transmission and infection of all fetuses. To assess fetal protection conferred by immunization, pregnant ewes immunized twice with the modified viruses were subsequently challenged by intranasal inoculation of BVDV-1 (SV-126.8, n=6) or BVDV-2 (SV-260, n=5). At the day of challenge (134 days after the second immunization), all ewes had high titers of neutralizing antibodies (256 to >4096) to the vaccine viruses and variable titers (8 to >4096) to Brazilian BVDV-1 and BVDV-2 field isolates. Fifteen days after challenge, the ewes were euthanized and fetal tissues were examined for infectivity. All fetuses from non-vaccinated, challenged ewes (n=4) were infected. In contrast, none of the fetuses from the immunized dams (n=11) were positive for virus, indicating that the immunological response induced by immunization with the vaccine candidate viruses was capable of preventing fetal infection. These results indicate that it is possible to achieve fetal protection to BVDV by induction of a strong immunological response using modified live vaccines.