Characterisation of Actinobacillus pleuropneumoniae strains isolated from Hungarian swine herds  Page description

Help  Print 
Back »

 

Details of project

 
Identifier
112826
Type K
Principal investigator Fodor, László
Title in Hungarian Hazai sertésállományokból izolált Actinobacillus pleuropneumoniae törzsek jellemzése
Title in English Characterisation of Actinobacillus pleuropneumoniae strains isolated from Hungarian swine herds
Keywords in Hungarian Actinobacillus pleuropneumoniae, szerotípusok, virulenciafaktorok, genotípusok
Keywords in English Actinobacillus pleuropneumoniae, serotypes, virulence factors, genotypes
Discipline
Veterinary sciences (Council of Complex Environmental Sciences)100 %
Ortelius classification: Bacterial pathogens of animals
Panel Plant and animal breeding
Department or equivalent Department of Microbiology and Infectious Diseases (University of Veterinary Medicine Budapest)
Participants Kardos, Gábor
Kecskeméti, Sándor
Makrai, László
Sárközi, Rita
Starting date 2015-02-01
Closing date 2019-04-30
Funding (in million HUF) 17.251
FTE (full time equivalent) 5.11
state closed project
Summary in Hungarian
A kutatás összefoglalója, célkitűzései szakemberek számára
Itt írja le a kutatás fő célkitűzéseit a témában jártas szakember számára.

A kutatás célja, hogy a hazai sertésállományokban jelentős kártétellel járó, súlyos, vérzéses elhalásos tüdőgyulladást és fibrines mellhártya-gyulladást okozó Actinobacillus pleuropneumoniae törzsek tulajdonságait (szerotípus, anyagcsere-típus, genetikai ujjlenyomat, virulenciafaktorok) jobban megismerjük, és ennek alapján adatokat nyerjünk a törzsek fenotípusos és genetikai diverzitásáról. A megbetegedés kialakításában szerepet játszó, a betegség súlyosságát, a kórlefolyás jellegét meghatározó virulenciafaktorok, elsősorban az adhezinek, a külső membránfehérjék és a baktérium által termelt toxinok vizsgálata a kórfejlődés jobb megértését teszi lehetővé, így magyarázatot kapunk az egyes törzsek virulenciájában megmutatkozó különbségekre. A korábbi munkáink során az A. pleuropneumoniae valamennyi szerotípusa ellen előállított hiperimmun savó segítségével meg kívánjuk határozni a törzsek antigénszerkezetét indirekt hemagglutinációs próbával, és ennek segítségével a szerotipizálásra alkalmazott újabb molekuláris módszerek specificitását és érzékenységét értékelni tudjuk. E vizsgálatok a diagnosztika fejlesztése mellett a vakcinafejlesztést is elősegítik. A vizsgálatok eredményeképp létrejövő, jól jellemzett A. pleuropneumoniae törzseket tartalmazó törzsgyűjtemény további összehasonlító vizsgálatok alapját jelenti.

Mi a kutatás alapkérdése?
Ebben a részben írja le röviden, hogy mi a kutatás segítségével megválaszolni kívánt probléma, mi a kutatás kiinduló hipotézise, milyen kérdéseket válaszolnak meg a kísérletek.

A kutatás alapkérdése, hogy a hazai sertésállományokban jelentős veszteségeket okozó A. pleuropneumoniae törzsek tulajdonságait részletesebben megismerjük, feltérképezzük az állományokban jelen lévő A. pleuropneumoniae különböző biotípusainak, szerotípusainak gyakoriságát, a különféle járványtani és kórformákból kitenyésztett A. pleuropneumoniae törzsek megbetegítő képességében szerepet játszó virulenciafaktorok jelenlétét, és ezek alapján összefüggést találjunk a törzsek virulenciájában és a virulenciafaktorokban megmutatkozó különbségek között. A kapott eredmények lehetőséget adnak a hazai A. pleuropneumoniae törzsek rokonságának vizsgálatára, és ezen keresztül a járványtani követésre is.

Mi a kutatás jelentősége?
Röviden írja le, milyen új perspektívát nyitnak az alapkutatásban az elért eredmények, milyen társadalmi hasznosíthatóságnak teremtik meg a tudományos alapját. Mutassa be, hogy a megpályázott kutatási területen lévő hazai és a nemzetközi versenytársaihoz képest melyek az egyediségei és erősségei a pályázatának!

A hazai sertésállományokban elsősorban a növendékekben, valamint a hízóállatokban önállóan, különféle vírusfertőzésekhez csatlakozva vagy a más baktériumok okozta tüdőgyulladást súlyosbítva az A. pleuropneumoniae törzsek a tüdő rekeszi lebenyére kiterjedő, a tüdő nagy részét érintő, súlyos vérzéses, elhalásos tüdőgyulladást idéznek elő. Az A. pleuropneumoniae nem egységes faj, az izolált törzsek két biotípusba és 15 szerotípusba tartoznak, és jelentős különbségek mutatkoznak a törzsek virulenciájában is. E különbségek, valamint az egyes járványmenetek lefolyása, jellege, a kialakuló klinikai tünetek súlyossága, a veszteségek mértéke és a kórbonctani elváltozások jellege közötti pontos összefüggések nem ismertek, bár az elmúlt évtizedekben több adat látott napvilágot arról, hogy a baktériumok számos tulajdonsága magyarázhatja e különbségeket. A kutatás jelentőségét az adja, hogy a kialakítandó törzsgyűjtemény a hazai A. pleuropneumoniae törzsek széles körének elemzésére ad módot, és lehetőség nyílik az A. pleuropneumoniae törzsek tulajdonságainak, virulenciafaktorainak és ezek kórtani jelentősének jobb megismerésére. A kórtan e komplex megközelítése nemcsak a diagnosztikai munka pontosítását és a járványtani követést teszi lehetővé, de új lehetőségeket nyithat az A. pleuropneumoniae vakcinák fejlesztésében is.

A kutatás összefoglalója, célkitűzései laikusok számára
Ebben a fejezetben írja le a kutatás fő célkitűzéseit alapműveltséggel rendelkező laikusok számára. Ez az összefoglaló a döntéshozók, a média illetve az adófizetők tájékoztatása szempontjából különösen fontos az NKFI számára.

A sertéstartás gazdaságosságát alapvető módon határozza meg az egy koca után vágóhídra leadható sertések száma. Azt a célt, hogy egy koca után minél rövidebb hizlalási idő után, minél több hízót nyerhessünk a megfelelő fajtán illetve hibriden túl az optimális tartási, takarmányozási és szaporodásbiológiai tényezők mellett alapvetően akkor tudjuk elérni, ha sikerül az állatokat mindenféle megbetegedés nélkül felnevelni. A sertéstartás során azonban számos megbetegedéssel kell számolni, ezek közül is a legnagyobb gazdasági jelentősége a légzőszervi betegségeknek van. A sertésben az egyik legfontosabb, tüdőgyulladást okozó kórokozó az Actinobacillus pleuropneumoniae, amely jelentős kártétellel járó megbetegedéseket okoz a hazai állományokban is. A kórokozó változatos tulajdonságai, a megbetegítő képességében megmutatkozó különbségek miatt a baktérium pontos kórtani értékelése nehéz. A jelen vizsgálatok a kórokozó olyan tulajdonságainak jobb megismerésére irányulnak, amelyek a megbetegítő képességéért felelősek. E vizsgálatokkal mód nyílik a kórokozó finomabb azonosítására, amely a betegség megelőzését és a veszteségek csökkentését célzó vakcinák fejlesztését is elősegíti.
Summary
Summary of the research and its aims for experts
Describe the major aims of the research for experts.

The aim of the project is getting more information on the characteristics of Actinobacillus pleuropneumoniae strains (serotype, metabolic type, genetic fingerprint, virulence factors) causing haemorrhagic, necrotic pneumonia, fibrinous pleuritis and high losses in Hungarian swine herds. On the basis of these data more information is expected on the genetic diversity of the strains. Examination of the virulence factors, mainly adhesins, outer membrane proteins and toxins produced by the bacteria, which have a key role in defining the severity and the progress of the disease, extends our understanding on the pathogenesis, and the differences seen in the virulence of the strains can be explained. The antigenic structure of the strains is planned to be defined using hyperimmune sera raised against all the type strains of A. pleuropneumoniae in a previous project, and specificity and sensitivity of newer methods using molecular techniques can be evaluated. These examinations will improve the diagnostic work and facilitate vaccine development. A culture collection of well characterised A. pleuropneumoniae strains can be set up as a result of the present project, and it can serve as a basis to future comparative examinations.

What is the major research question?
Describe here briefly the problem to be solved by the research, the starting hypothesis, and the questions addressed by the experiments.

The basic issue of the present research project is extension of our knowledge on the detailed characteristics of A. pleuropneumoniae which cause considerable losses in swine herds. Examination of biotype, serotype, their frequency, the presence of virulence factors in strains isolated from different epidemiological and pathological forms is planned, and correlation will be analysed between virulence and virulence factors of the strains. The expected results make it possible to examine the relationship of the Hungarian A. pleuropneumoniae isolates, and it helps their epidemiological follow-up.

What is the significance of the research?
Describe the new perspectives opened by the results achieved, including the scientific basics of potential societal applications. Please describe the unique strengths of your proposal in comparison to your domestic and international competitors in the given field.

Alone or complicating different virus- and bacterium infections A. pleuropneumoniae strains can cause severe haemorrhagic, necrotic pleuroneumonia in swine, involving large areas of the diaphragmatic lobes of the lungs. A. pleuropneumoniae is not a uniform species, the strains can be assigned in two biotypes and 15 serotypes, and considerable differences are evident in the virulence of the strains. The connection between these differences and the course of the different outbreaks, the severity of the clinical signs, the losses and the characteristics of the post mortem lesions are not precisely known, however several data were published in the recent decades that some characteristics of the bacteria can explain these differences. The importance of the project is underlined by the fact that the culture collection provides a good basis to the examination of the Hungarian A. pleuropneumoniae strains, and our knowledge on characteristics and virulence factors of the strains and their pathologic impact can be analysed. The complex approach to pathology of A. pleuropneumoniae can help not only the development of the diagnostic work but it can give an impetus to research in the field of vaccine development.

Summary and aims of the research for the public
Describe here the major aims of the research for an audience with average background information. This summary is especially important for NKFI in order to inform decision-makers, media, and the taxpayers.

The profitability of the swine production is very much influenced by the figure, how many slaughtered pigs can be produced from the piglets of a sow. In order to increase the number of slaughtered pigs, the producer has to keep an appropriate race and hybrid of swine, the management and the food have to be of good quality, the reproduction has to be optimal and the animals have to remain healthy during the fattening period. Several diseases can however appear in the swine industry and respiratory diseases have the highest impact. One of the most important respiratory agent of swine is the Actinobacillus pleuropneumoniae, which cause considerable losses in the Hungarian herds, too. The real pathological evaluation of the agent is not easy because of the variable characteristics of the agent. The present project focuses on the better understanding of characteristics of the agent, which are responsible for the pathogenicity of A. pleuropneumoniae. These examinations make the detailed characterisation of the strains much easier, and they can help the development of vaccines to the prevention of the losses caused by A. pleuropneumoniae.





 

Final report

 
Results in Hungarian
A jelen vizsgálatok a hazai sertésállományokból izolált A. pleuropneumoniae törzsek jellemzését célozták. Vérzéses tüdőgyulladás és fibrines mellhártyagyulladás elváltozásait mutató 634 tüdőből összesen 255 A. pleuropneumoniae törzset tenyésztettek ki. Az izolátumok szerotípusát indirekt hemagglutinációs próbával határozták meg, és vizsgálták a törzsek toxintermelését. A törzsek többsége a 2-es szerotípusba tartozott, de gyakori volt a 13-as, 8-as és a 16-os szerotípus is. A vizsgálatok során három új szerotípust, a 16-ost, a 17-est és a 18-ast azonosítottak és jellemeztek. Az izolátumok anyagcsere-ujjlenyomatát 95 szénforrás felhasználása alapján határozták meg. Az A. pleuropneumoniae törzsek genetikai változatosságát pulzáló mezejű gélelektrofrézis eljárással vizsgálták. A 2-es szerotípus bizonyult a legváltozatosabbnak, e törzsek 9 elkülöníthető csoportot képeztek. A 13-as és a 16-os szertípus kisebb változatosságot mutatott, ők két valószínűsíthetően rokon alcsoportba tartoztak. A 9-es szerotípusú törzsek egységesek voltak. Minden törzs hordozta az apxIV gént. A 2-es szerotípusú törzsek 3 törzs kivételével ApxII és ApxIII toxint termeltek; a 9-es és a 16-os törzsek pedig ApxI és ApxII toxint. A 13-as szerotípusba tartozó törzsek apxII és apxIB gént hordoztak, amely arra utal, hogy csak ApxII toxint tudtak termelni, de nem termeltek erősebb virulenciát biztosító ApxI vagy ApxIII toxint. A 16-os szerotípus megbetegítő képességét állatkísérletben igazolták.
Results in English
The project aimed to characterise A. pleuropneumoniae strains isolated from Hungarian swine herds. A total of 255 A. pleuropneumoniae isolates were collected from 634 lung samples showing lesions of haemorrhagic-necrotic pneumonia and fibrinous pleuritis. The isolates were serotyped using the indirect haemagglutination test, and the toxin production was also examined. The majority of the strains belonged to serovar 2, but serovars 13, 8 and 16 were also common. In the framework of the project three new serovars, serovar 16, 17 and 18 were identified and characterised. The metabolic phenotypical characteristics of the isolates were examined and their metabolic fingerprint was defined on the basis of assimilation of 95 carbon sources. Genetic diversity of the A. pleuropneumoniae strains was analysed by comparing pulsed field gel electrophoresis fingerprints. Serovar 2 proved to be most diverse, they formed 9 distinguishable clasters. Serovars 13 and 16 were less divers, both exhibiting two potentially related subclasters. Serovar 9 was represented by a single claster. All isolates carried apxIV. Serovar 2 was characterized by ApxII and ApxIII toxin production excepting a small cluster of three isolates; serovar 9 and 16 isolates exhibited ApxI and ApxII. Serovar 13 carried apxII and apxIB indicating production of ApxII but not of the more toxic ApxI or ApxIII. The pathogenicity of serovar 16 was proved in animal trial.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=112826
Decision
Yes





 

List of publications

 
Bossé, J.T., Li, Y., Sárközi, R., Fodor, L., Lacouture, S., Gottschalk, M., Amoribieta, M.C., Angen, Ø., Nedbalcova, K., Holden, M.T.G., Maskell, D.J., Tucker, A.W., Wren, B.W., Rycroft, A.N., Langford, P.R.: Proposal of serovars 17 and 18 of Actinobacillus pleuropneumoniae based on serological and genotypic analyses., Vet. Microbiol. 217: 1-6., 2018
Bossé, J., Li, Y., Crespo, R.F., Lacouture, S., Gottschalk, M., Sárközi, R., Fodor, L., Amoribieta, M.C., Angen, Ø., Nedbalcova, K., Holden, M.T.G., Maskell, D.J., Tucker, A.W., Wren, B.W., Rycroft, A.N., Langford, P.R.: Comparative sequence analysis of the capsular polysaccharide loci of Actinobacillus pleuropneumoniae serovars 1-18, and development of two multiplex PCRs for comprehensive capsule typing., Vet. Microbiol. 220: 83-89., 2018
Sárközi, R., Makrai, L., Fodor, L.: Actinobacillus pleuropneumoniae serovars in Hungary., Acta Vet. Hung. 66: 343-349., 2018
Tenk M., Tóth G., Márton Zs., Sárközi R., Szórádi A., Makrai L., Pálmai N., Szalai T., Albert M., Fodor L.: Actinobacillus pleuropneumoniae 16-os szerotípus virulenciájának vizsgálata., Magyar Mikrobiológiai Társaság Nagygyűlése, Eger, 2018. október 17-19. Absztraktfüzet p64, 2018
Sárközi, R., Makrai, L., Fodor, L: Identification of a proposed new serovar of Actinobacillus pleuropneumoniae: serovar 16., Acta Vet. Hung., 2015
Sárközi R., Makrai L., Maticsek K., Fodor L.: Sertésekből izolált Actinobacillus pleuropneumoniae törzsek szerotipizálása és antibiotikum-érzékenységének vizsgálata., Akadémiai beszámoló, 2015. 42: 8., 2015
Sárközi R., Makrai L., Fodor L.: Az Actinobacillus pleuropneumoniae 16–os szerotípusának azonosítása. Rövidített másodközlés., Magyar Áo. Lapja, 2016
Sárközi R., Makrai, L., Fodor L.: Actinobacillus pleuropneumoniae okozta heveny megbetegedés egyhónapos malacokban., Magyar Áo. Lapja, 2016
Sárközi R., Búza L., Makrai L., Fodor L.: Az Actinobacillus pleuropneumoniae 16-os szerotípusa által okozott légzőszervi megbetegedés tapasztalatai egy sertéstelepen., Magyar Áo. Lapja, 2016
Bossé, J.T., Li, Y., Sárközi, R., Gottschalk, M., Angen, Ø., Nedbalcova, K., Rycroft, A.N., Fodor, L., Langford, P.R.: A unique capsule locus in the newly designated Actinobacillus pleuropneumoniae serovar 16 and development of a diagnostic PCR assay., J. Clin. Microbiol., 2017. 55: 902-907., 2017
Sárközi, R., Makrai, L., Fodor, L: Identification of a proposed new serovar of Actinobacillus pleuropneumoniae: serovar 16., Acta Vet. Hung. 63: 444-450., 2015
Sárközi R., Makrai L., Fodor L.: Az Actinobacillus pleuropneumoniae 16–os szerotípusának azonosítása. Rövidített másodközlés., Magyar Áo. Lapja138: 289-293., 2016
Sárközi R., Makrai, L., Fodor L.: Actinobacillus pleuropneumoniae okozta heveny megbetegedés egyhónapos malacokban., Magyar Áo. Lapja 138: 593-596, 2016
Sárközi R., Búza L., Makrai L., Fodor L.: Az Actinobacillus pleuropneumoniae 16-os szerotípusa által okozott légzőszervi megbetegedés tapasztalatai egy sertéstelepen., Magyar Áo. Lapja 138: 713-720., 2016
Bossé, J.T., Li, Y., Sárközi, R., Gottschalk, M., Angen, Ø., Nedbalcova, K., Rycroft, A.N., Fodor, L., Langford, P.R.: A unique capsule locus in the newly designated Actinobacillus pleuropneumoniae serovar 16 and development of a diagnostic PCR assay., J. Clin. Microbiol., 2017. 55: 902-907., 2017




Back »