Experimental Epizotology of Low-Virulent Variants of African Swine Fever Virus
African swine fever (ASF) remains an urgent problem of pig farming in Ukraine, the solution of which is possible only on the basis of deep scientific knowledge about the specific driving forces of the epizootic in its specific nozoareal. This is necessary in order to target anti-epizootic measures o...
Збережено в:
| Дата: | 2023 |
|---|---|
| Автори: | , , , , , , , , , , , , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | English |
| Опубліковано: |
PH "Akademperiodyka" of the NAS of Ukraine
2023
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://ojs.microbiolj.org.ua/index.php/mj/article/view/116 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Microbiological Journal |
Репозитарії
Microbiological Journal| id |
oai:ojs2.ojs.microbiolj.org.ua:article-116 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Microbiological Journal |
| collection |
OJS |
| language |
English |
| topic |
African swine fever virus biodiversity virulence bioassay suckling piglets agroexport biosecurity вірус африканської чуми свиней біорозмаїття вірулентність біопроба поросята-сисуни агроекспорт біозахист |
| spellingShingle |
African swine fever virus biodiversity virulence bioassay suckling piglets agroexport biosecurity вірус африканської чуми свиней біорозмаїття вірулентність біопроба поросята-сисуни агроекспорт біозахист Buzun, A.I. Stegniy, B.T. Paliy, A.P. Spivak, M.Ya. Bogach, M.V. Stegniy, M.Yu. Kuzminov, A.V. Pavlichenko, O.V. Бузун, А.І. Стегній, Б.Т. Палій, А.П. Співак, М.Я. Богач, М.В. Стегній, М.Ю. Кузьмінов, А.В. Павліченко, О.В. Experimental Epizotology of Low-Virulent Variants of African Swine Fever Virus |
| topic_facet |
African swine fever virus biodiversity virulence bioassay suckling piglets agroexport biosecurity вірус африканської чуми свиней біорозмаїття вірулентність біопроба поросята-сисуни агроекспорт біозахист |
| format |
Article |
| author |
Buzun, A.I. Stegniy, B.T. Paliy, A.P. Spivak, M.Ya. Bogach, M.V. Stegniy, M.Yu. Kuzminov, A.V. Pavlichenko, O.V. Бузун, А.І. Стегній, Б.Т. Палій, А.П. Співак, М.Я. Богач, М.В. Стегній, М.Ю. Кузьмінов, А.В. Павліченко, О.В. |
| author_facet |
Buzun, A.I. Stegniy, B.T. Paliy, A.P. Spivak, M.Ya. Bogach, M.V. Stegniy, M.Yu. Kuzminov, A.V. Pavlichenko, O.V. Бузун, А.І. Стегній, Б.Т. Палій, А.П. Співак, М.Я. Богач, М.В. Стегній, М.Ю. Кузьмінов, А.В. Павліченко, О.В. |
| author_sort |
Buzun, A.I. |
| title |
Experimental Epizotology of Low-Virulent Variants of African Swine Fever Virus |
| title_short |
Experimental Epizotology of Low-Virulent Variants of African Swine Fever Virus |
| title_full |
Experimental Epizotology of Low-Virulent Variants of African Swine Fever Virus |
| title_fullStr |
Experimental Epizotology of Low-Virulent Variants of African Swine Fever Virus |
| title_full_unstemmed |
Experimental Epizotology of Low-Virulent Variants of African Swine Fever Virus |
| title_sort |
experimental epizotology of low-virulent variants of african swine fever virus |
| title_alt |
Експериментальна епізоотологія слабовірулентних варіантів вірусу африканської чуми свиней |
| description |
African swine fever (ASF) remains an urgent problem of pig farming in Ukraine, the solution of which is possible only on the basis of deep scientific knowledge about the specific driving forces of the epizootic in its specific nozoareal. This is necessary in order to target anti-epizootic measures on the most vulnerable link of the epizootic chain in a specific nozoareal. The aim of the work was to develop a low-budget methodological base for experimental epizootology of low-virulent ASFV variants in Ukraine, in particular, to study the mechanisms of the formation of enzootic areas, quality control of anti-epizootic measures, and evaluation of the effectiveness of the antiviral drugs against them in Ukraine. Methods. Experimental and epizootological studies in the adaptation of suckling piglets to keeping in the biosecurity-level BSL-3 for laboratory animals (Patent UA No. 133248 dated 03/25/2019) were conducted at the laboratory base of the Odesa branch of NSC «IECVM». All procedures with infectious active biological materials in the current order were carried out in the BSL-3 module, built and certified with the assistance of the US Government in UAPRI (Odesa). The ASF agent strain «IECVM/Ternopil/2017» (infectious activity 4.0—7.5lg HAdU50/cm 3) circulating in the Ternopil region in 2017—2020 was used as a test virus. The presence of low-virulence variants of the ASFV pathogen in the studied samples was determined by a bioassay on suckling piglets, followed by three consecutive passages on a stable Vero line of the baby green monkey kidney cells. The isolated ASF virus was identified according to the methods and reagents recommended by the OIE Manual. Results. Intermittent passages «by the founder’s method» of dilutions 10-1 and 10-2 of the ASF virus strain «IECVM/Ternopil/2017» on piglets (n=20) and the culture of porcine alveolar macrophages («ASFVPAM») allowed us to identify highly-, moderately-, and low-virulent variants/clones in its composition. Verifi cation by bioassay on suckling piglets (n=5) of low-virulent clones of the agent, which were stabilized in Vero cell culture («ASFVVero»), showed that after intraperitoneal infection at a dose of 4.25 lgHAdU50/cm 3, they are capable of causing only a non-lethal (within 2 weeks) viral infection with a maximum daily rectal temperature of 39.4±0.22 °C and duration of fever on average 1.6±0.14 days (5 of 5 piglets). Clones with greater virulence («ASFVPAM») under similar conditions were able to cause a lethal infection with a maximum temperature of 40.7±0.37°C and duration of fever on average 3.9±0.27 days (17 of 20 piglets). Low-virulent clones were revealed by direct immunofluorescence in pulmonary and spleen smears of clinically healthy piglets on days 14 and 17 post-infection (p.i.); their antigens were visualized in Vero cells by indirect immunoperoxidase method after 48 h p.i. at dose about 0.01 lg HAdU50/cm 3. They caused «crumbly» hemadsorption of infected Vero cells and their virions had typical for Asfarvirus view and size (210—220 nm). The obtained data served as the basis for analysis of the mechanism of rooting ASF agents in West Podillia enzootic foci, as well as for implication of the concept of low-budget quality control of anti-epizootic measures and evaluation of antiviral drugs’ activities against ASF. Conclusions. Low-cost operational procedures have been developed that allow one to use a vivarium of laboratory animals for ASF bioassay and meet principal requirements for science-based research in important aspects of experimental ASF epizootology. With their help, confirmation of the heterogeneity of the population of the ASF virus circulating in endemic foci of the Ukrainian Western Podillia was obtained (p<0.05, n=25)><0.05, n=25). The developed methodological approach is suitable for the study of fundamental issues of ASF epizootology, as well as for the quality control of anti-epizootic measures against ASF. In particular, it is advisable to use it to improve the biosecurity of agricultural export programs in Ukraine, a country that is disadvantaged by ASF. |
| publisher |
PH "Akademperiodyka" of the NAS of Ukraine |
| publishDate |
2023 |
| url |
https://ojs.microbiolj.org.ua/index.php/mj/article/view/116 |
| work_keys_str_mv |
AT buzunai experimentalepizotologyoflowvirulentvariantsofafricanswinefevervirus AT stegniybt experimentalepizotologyoflowvirulentvariantsofafricanswinefevervirus AT paliyap experimentalepizotologyoflowvirulentvariantsofafricanswinefevervirus AT spivakmya experimentalepizotologyoflowvirulentvariantsofafricanswinefevervirus AT bogachmv experimentalepizotologyoflowvirulentvariantsofafricanswinefevervirus AT stegniymyu experimentalepizotologyoflowvirulentvariantsofafricanswinefevervirus AT kuzminovav experimentalepizotologyoflowvirulentvariantsofafricanswinefevervirus AT pavlichenkoov experimentalepizotologyoflowvirulentvariantsofafricanswinefevervirus AT buzunaí experimentalepizotologyoflowvirulentvariantsofafricanswinefevervirus AT stegníjbt experimentalepizotologyoflowvirulentvariantsofafricanswinefevervirus AT palíjap experimentalepizotologyoflowvirulentvariantsofafricanswinefevervirus AT spívakmâ experimentalepizotologyoflowvirulentvariantsofafricanswinefevervirus AT bogačmv experimentalepizotologyoflowvirulentvariantsofafricanswinefevervirus AT stegníjmû experimentalepizotologyoflowvirulentvariantsofafricanswinefevervirus AT kuzʹmínovav experimentalepizotologyoflowvirulentvariantsofafricanswinefevervirus AT pavlíčenkoov experimentalepizotologyoflowvirulentvariantsofafricanswinefevervirus AT buzunai eksperimentalʹnaepízootologíâslabovírulentnihvaríantívvírusuafrikansʹkoíčumisvinej AT stegniybt eksperimentalʹnaepízootologíâslabovírulentnihvaríantívvírusuafrikansʹkoíčumisvinej AT paliyap eksperimentalʹnaepízootologíâslabovírulentnihvaríantívvírusuafrikansʹkoíčumisvinej AT spivakmya eksperimentalʹnaepízootologíâslabovírulentnihvaríantívvírusuafrikansʹkoíčumisvinej AT bogachmv eksperimentalʹnaepízootologíâslabovírulentnihvaríantívvírusuafrikansʹkoíčumisvinej AT stegniymyu eksperimentalʹnaepízootologíâslabovírulentnihvaríantívvírusuafrikansʹkoíčumisvinej AT kuzminovav eksperimentalʹnaepízootologíâslabovírulentnihvaríantívvírusuafrikansʹkoíčumisvinej AT pavlichenkoov eksperimentalʹnaepízootologíâslabovírulentnihvaríantívvírusuafrikansʹkoíčumisvinej AT buzunaí eksperimentalʹnaepízootologíâslabovírulentnihvaríantívvírusuafrikansʹkoíčumisvinej AT stegníjbt eksperimentalʹnaepízootologíâslabovírulentnihvaríantívvírusuafrikansʹkoíčumisvinej AT palíjap eksperimentalʹnaepízootologíâslabovírulentnihvaríantívvírusuafrikansʹkoíčumisvinej AT spívakmâ eksperimentalʹnaepízootologíâslabovírulentnihvaríantívvírusuafrikansʹkoíčumisvinej AT bogačmv eksperimentalʹnaepízootologíâslabovírulentnihvaríantívvírusuafrikansʹkoíčumisvinej AT stegníjmû eksperimentalʹnaepízootologíâslabovírulentnihvaríantívvírusuafrikansʹkoíčumisvinej AT kuzʹmínovav eksperimentalʹnaepízootologíâslabovírulentnihvaríantívvírusuafrikansʹkoíčumisvinej AT pavlíčenkoov eksperimentalʹnaepízootologíâslabovírulentnihvaríantívvírusuafrikansʹkoíčumisvinej |
| first_indexed |
2024-09-01T17:43:18Z |
| last_indexed |
2024-09-01T17:43:18Z |
| _version_ |
1809016526215315456 |
| spelling |
oai:ojs2.ojs.microbiolj.org.ua:article-1162023-07-14T10:48:55Z Experimental Epizotology of Low-Virulent Variants of African Swine Fever Virus Експериментальна епізоотологія слабовірулентних варіантів вірусу африканської чуми свиней Buzun, A.I. Stegniy, B.T. Paliy, A.P. Spivak, M.Ya. Bogach, M.V. Stegniy, M.Yu. Kuzminov, A.V. Pavlichenko, O.V. Бузун, А.І. Стегній, Б.Т. Палій, А.П. Співак, М.Я. Богач, М.В. Стегній, М.Ю. Кузьмінов, А.В. Павліченко, О.В. African swine fever virus biodiversity virulence bioassay suckling piglets agroexport biosecurity вірус африканської чуми свиней біорозмаїття вірулентність біопроба поросята-сисуни агроекспорт біозахист African swine fever (ASF) remains an urgent problem of pig farming in Ukraine, the solution of which is possible only on the basis of deep scientific knowledge about the specific driving forces of the epizootic in its specific nozoareal. This is necessary in order to target anti-epizootic measures on the most vulnerable link of the epizootic chain in a specific nozoareal. The aim of the work was to develop a low-budget methodological base for experimental epizootology of low-virulent ASFV variants in Ukraine, in particular, to study the mechanisms of the formation of enzootic areas, quality control of anti-epizootic measures, and evaluation of the effectiveness of the antiviral drugs against them in Ukraine. Methods. Experimental and epizootological studies in the adaptation of suckling piglets to keeping in the biosecurity-level BSL-3 for laboratory animals (Patent UA No. 133248 dated 03/25/2019) were conducted at the laboratory base of the Odesa branch of NSC «IECVM». All procedures with infectious active biological materials in the current order were carried out in the BSL-3 module, built and certified with the assistance of the US Government in UAPRI (Odesa). The ASF agent strain «IECVM/Ternopil/2017» (infectious activity 4.0—7.5lg HAdU50/cm 3) circulating in the Ternopil region in 2017—2020 was used as a test virus. The presence of low-virulence variants of the ASFV pathogen in the studied samples was determined by a bioassay on suckling piglets, followed by three consecutive passages on a stable Vero line of the baby green monkey kidney cells. The isolated ASF virus was identified according to the methods and reagents recommended by the OIE Manual. Results. Intermittent passages «by the founder’s method» of dilutions 10-1 and 10-2 of the ASF virus strain «IECVM/Ternopil/2017» on piglets (n=20) and the culture of porcine alveolar macrophages («ASFVPAM») allowed us to identify highly-, moderately-, and low-virulent variants/clones in its composition. Verifi cation by bioassay on suckling piglets (n=5) of low-virulent clones of the agent, which were stabilized in Vero cell culture («ASFVVero»), showed that after intraperitoneal infection at a dose of 4.25 lgHAdU50/cm 3, they are capable of causing only a non-lethal (within 2 weeks) viral infection with a maximum daily rectal temperature of 39.4±0.22 °C and duration of fever on average 1.6±0.14 days (5 of 5 piglets). Clones with greater virulence («ASFVPAM») under similar conditions were able to cause a lethal infection with a maximum temperature of 40.7±0.37°C and duration of fever on average 3.9±0.27 days (17 of 20 piglets). Low-virulent clones were revealed by direct immunofluorescence in pulmonary and spleen smears of clinically healthy piglets on days 14 and 17 post-infection (p.i.); their antigens were visualized in Vero cells by indirect immunoperoxidase method after 48 h p.i. at dose about 0.01 lg HAdU50/cm 3. They caused «crumbly» hemadsorption of infected Vero cells and their virions had typical for Asfarvirus view and size (210—220 nm). The obtained data served as the basis for analysis of the mechanism of rooting ASF agents in West Podillia enzootic foci, as well as for implication of the concept of low-budget quality control of anti-epizootic measures and evaluation of antiviral drugs’ activities against ASF. Conclusions. Low-cost operational procedures have been developed that allow one to use a vivarium of laboratory animals for ASF bioassay and meet principal requirements for science-based research in important aspects of experimental ASF epizootology. With their help, confirmation of the heterogeneity of the population of the ASF virus circulating in endemic foci of the Ukrainian Western Podillia was obtained (p<0.05, n=25)><0.05, n=25). The developed methodological approach is suitable for the study of fundamental issues of ASF epizootology, as well as for the quality control of anti-epizootic measures against ASF. In particular, it is advisable to use it to improve the biosecurity of agricultural export programs in Ukraine, a country that is disadvantaged by ASF. Африканська чума свиней (АЧС) залишається актуальною проблемою свинарства України, вирішення якої можливе лише на основі глибоких наукових знань про специфіку рушійних сил епізоотії в її конкретному нозоареалі. Це необхідно для того, щоб спрямувати протиепізоотичні заходи на найбільш уразливу ланку епізоотичного ланцюга в конкретному нозоареалі. Метою дослідження була розробка бюджетощадної методичної бази експериментальної епізоотології слабовірулентних варіантів АЧС в Україні, зокрема для вивчення механізмів формування ензоотичних ареалів, контролю якості протиепізоотичних заходів та оцінки ефективності противірусних препаратів проти них в Україні. Методи. Експериментально-епізоотологічні дослідження з адаптації поросят-сисунів до умов їх утримання у віваріях лабораторних тварин з рівнем біозахисту BSL-3 (Патент України № 133248 від 25.03.2019) проводились на лабораторній базі Одеської філії ННЦ «ІЕКВМ». Усі процедури з інфекційно-активними біологічними матеріалами проводилися в чинному порядку в модулі BSL-3, побудованому та сертифікованому за сприяння Уряду США в УкрНДПЧІ ім. І.І. Мечникова МОЗ України (Одеса). Як тест-вірус використовувався штам збудника АЧС «IECVM/Тернопіль/2017» (інфекційна активність 4,0—7,5lg ГАдО50/см 3), що циркулював на території Тернопільської області у 2017—2020 роках. Наявність низьковірулентних варіантів збудника АЧС у досліджуваних зразках визначали біопробою на поросятах-сисунах з подальшими трьома послідовними пасажами на стабільній лінії Vero клітин нирок зеленої мавпи. Ідентифікацію виділених клонів вірусу АЧС проводили методами та діагностикумами, рекомендованими Мануалом МЕБ. Результати. Перемежаючі пасажі за методикою «генетичного засновника» розведень 10-1 та 10-2 штаму вірусу АЧС «IEКВМ/Teрнопіль/2017» на поросятах (n=20) та в культурі альвеолярних макрофагів свиней, АМС («ВАЧСАМС»), дозволили ідентифікувати високо-, помірно- та слабовірулентні варіанти/клони в складі його популяції. Перевірка за допомогою біопроби на поросятах-сисунах (n=5) кластеру слабовірулентних клонів збудника, стабілізованих у культурі клітин Vero («ВАЧСVero»), показала, що після внутрішньочеревного зараження в дозі 4,25lg ГАдО50/см 3 він здатний викликати лише нелетальну інфекцію (термін спостереження 2 тижні) з максимальною добовою ректальною температурою 39,4±0,22 oC і тривалістю лихоманки в середньому 1,6±0,14 діб (n=5 з 5 сисунів). Кластери клонів більш вірулентних («ВАЧСАМС») за аналогічних умов викликали виключно летальну інфекцію сисунів з максимальною температурою 40,7±0,37 °C та тривалістю лихоманки в середньому 3,9±0,27 діб (17 з 20 поросят). Слабовірулентні клони ідентифіковали методом прямої імунофлюоресценції в мазках-відбитках легень та селезінки зазначених клінічно здорових поросят на 14 і 17 день після зараження (п.з.); їхні антигени візуалізували в моношарі клітин Vero на скельцях (доза зараження близько 0,01 lg ГАдО50/см 3) непрямим імунопероксидазним методом через 48 год. п.з; вони викликали «рихлу» гемадсорбцію інфікованих клітин Vero, а їхні віріони мали характерний для асфарвірусу вигляд та розмір (ікосаедри діаметром 210—220 нм). Отримані дані слугували основою аналізу механізму поширення збудника АЧС в ензоотичному осередку Західного Поділля («опільському»), а також розробки регламентів малобюджетного контролю якості протиепізоотичних заходів та оцінки дії противірусних засобів проти АЧС (дезінфектантів та хіміопрепаратів). Висновки. Розроблено бюджетощадні операційні процедури, які дозволяють використовувати віварій лабораторних тварин для біотестів на АЧС і відповідають вимогам до доказових досліджень в базових напрямках експериментальної епізоотології АЧС. За їхньою допомогою отримано підтвердження гетерогенності популяції вірусу АЧС, що циркулює в ендемічних осередках Західного Поділля України (р≤0,05, n=25). Розроблений методичний підхід є придатним як для вивчення фундаментальних питань епізоотології АЧС, так і для контролю якості протиепізоотичних заходів та засобів проти АЧС. Зокрема, його доцільно використовувати для посилення біозахисту агроекспорту України як країни, що перебуває в несприятливому становищі щодо АЧС. PH "Akademperiodyka" of the NAS of Ukraine 2023-06-21 Article Article application/pdf https://ojs.microbiolj.org.ua/index.php/mj/article/view/116 10.15407/microbiolj85.03.070 Mikrobiolohichnyi Zhurnal; Vol. 85 No. 3 (2023): Mikrobiolohichnyi Zhurnal; 71-87 Мікробіологічний журнал; Том 85 № 3 (2023): Мікробіологічний журнал; 71-87 2616-9258 1028-0987 10.15407/microbiolj85.03 en https://ojs.microbiolj.org.ua/index.php/mj/article/view/116/20 Copyright (c) 2023 Mikrobiolohichnyi Zhurnal https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |