Experimental infection by Anaplasma marginale in buffaloes and cattle: clinical, hematological, molecular and pathological aspects

• Published in: Pesquisa Veterinária Brasileira Vol. 39; no. 9; pp. 700 - 709
• Main Authors: Lima, Danillo H.S., Vinhote, Wagner M.S., Ubiali, Daniel G., Soares, Pierre C., Cordeiro, Matheus D., Silva, Jenevaldo B., Fonseca, Adivaldo H., Barbosa, José D.
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Colégio Brasileiro de Patologia Animal (CBPA) 01.09.2019
• Subjects: AmRio 2 strain; Anaplasma marginale; anaplasmosis; bacterioses; buffaloes; calves; cattle; clinical signs; clinics; Experimental infection; hematology; molecular aspect; pathology; PCR
• DOI: 10.1590/1678-5150-pvb-6273
• ISSN: 0100-736X

The study aimed to evaluate and compare the clinical, laboratory and pathological aspects of buffalo and bovine experimentally infected with AmRio 2 strain of Anaplasma marginale. Four Murrah buffaloes and four crossbred cattle were used in the experiment, which two animals of each species were splenectomized. Strain AmRio 2 of A. marginale was inoculated in all experimental animals. Clinical exams, Packed Cell Volume (PCV), blood counts, blood smears, rickettsemia, necropsy and histopathology were performed in all cases. Semi-Nested-PCR (snPCR) for the msp5 and snPCR for the msp1α target gene for identification of A. marginale in blood samples from animals was done. From positive samples for msp1α snPCR, samples were analyzed for the amino acid sequences of this gene. Two splenectomized cattle presented apathy, pale mucous membranes, jaundice, hyperthermia, and severe anemia. The remaining experimental animals did not show clinical signs. The rickettsemia in all animals was less than 1%. The mean PCV of the splenectomized cattle was below 20% at two-time points after infection. On the blood count, the main changes were observed in splenectomized calves and were characterized by a decrease in red blood cells, hemoglobin, PCV and platelets (p <0.05). All animals presented leukocyte elevation by increased lymphocytes, however, with no significant difference. The average prepatent period was two days in all the animals. The average incubation period in cattle that became ill was 25.5 days, and death occurred, on average, 63 days after inoculation of the strain. The necropsy findings were characterized by pale carcass, ascites, enlarged liver, distended gallbladder, and thick bile. Histopathological findings included infiltration of macrophages and lymphocytes in various organs, hepatic sinusoidal dilatation, and necrosis of the large intestine. In snPCR for the msp5 gene, 100% of the animals were positive in at least one evaluation. And in the snPCR for the infection of the msp1α target gene was also found in all animals in at least one sample evaluated. However, sequencing revealed only five animals, including the bovine which died, with a similarity of the amino acid sequences with AmRio 2 strain of A. marginale. It is concluded that the splenectomized cattle died due to anaplasmosis caused by the inoculated strain and the buffalo were more resistant compared to cattle. Buffaloes can be an alternative to cattle rearing in areas with a high occurrence of clinical cases of anaplasmosis. RESUMO: O estudo teve como objetivo avaliar e comparar os aspectos clínicos, laboratoriais e patológicos de búfalos e bovinos infectados experimentalmente com estirpe AmRio 2 de Anaplasma marginale. Para isso, foram utilizados quatro bubalinos Murrah e quatro bovinos mestiços, sendo dois animais de cada espécie, esplenectomizados. Estirpe AmRio 2 de A. marginale foi inoculada em todos os animais. Foram realizados exames clínicos, hematócrito, hemograma, esfregaço sanguíneo com avaliação de riquetsemia, necropsia e histopatologia, além de, Semi-Nested-PCR (snPCR) para o gene alvo msp5 e snPCR para o gene alvo msp1α para identificação de A. marginale nas amostras de sangue dos ruminantes. A partir das amostras positivas na snPCR msp1α, foram selecionadas amostras para análise das sequências de aminoácidos deste gene. Dois bovinos esplenectomizados apresentaram apatia, mucosas pálidas, icterícia, hipertermia e anemia severa. O restante dos animais não apresentou sintomatologia clínica. A riquetsemia em todos os animais foi menor que 1%. A média do hematócrito dos bovinos esplenectomizados esteve abaixo de 20% em dois momentos após infecção. Ao hemograma, as principais alterações observadas foram nos bovinos esplenectomizados e caracterizaram-se por redução de hemácias, hemoglobina, hematócrito e plaquetas (p<0,05). Todos os animais apresentaram elevação de leucócitos por aumento de linfócitos, porém, sem diferença significativa. O período pré-patente médio foi de dois dias em todos os animais. O período de incubação médio nos bovinos que adoeceram foi de 25,5 dias e estes morreram em média 63 dias após inoculação da estirpe. Os achados de necropsia caracterizaram-se por carcaça pálida, ascite, aumento de volume do fígado, vesícula biliar distendida e bile espessa. À histopatologia, verificou-se infiltração de macrófagos e linfócitos em diversos órgãos, dilatação dos sinusoides hepáticos e necrose do intestino grosso. A snPCR para o gene msp5, revelou 100% dos animais positivos em pelo menos um momento de avaliação. E na snPCR para o gene alvo msp1α também verificou-se infecção em todos os animais em pelo menos uma amostra avaliada. Entretanto, o sequenciamento revelou apenas cinco animais, incluindo os bovinos que morreram, com similaridade das sequências de aminoácidos com estirpe AmRio 2 de A. marginale. Conclui-se que os bovinos esplenectomizados morreram em virtude de anaplasmose provocada pela estirpe inoculada e os bubalinos foram mais resistentes em comparação aos bovinos. Finalmente, os búfalos podem ser uma alternativa à criação de bovinos em áreas com alta ocorrência de casos clínicos de anaplasmose.