EXPERIMENTAL TRICHOPHYTOSIS IN CATTLE AND ITS IMMUNOPROPHYLAXIS USING SPECIFIC VACCINES: An appropriate biological model for the study of interaction between the immune system of the host and the pathogenic dermatophyte

Mgr. Eva Obořilová, Ph.D.

Doctoral thesis

Abstract:

Trichofytóza skotu a její imunoprofylaxe s použitím vakcín je studována více než 30 let. Tato disertační práce prezentuje čtyři studie, které v této oblasti přináší nové poznatky. Infekční dávka (ID50) virulentního kmene T. verrucosum byla stanovena při různých způsobech mechanického poškození kůže zvířat. Jestliže byl dermatofyt aplikován na ostříhanou skarifikovanou kůži, infekční dávka ID50 byla 1430 mikrokonidií na 100 cm2 inokulované kůže. Tato dávka byla osmkrát větší v případě neostříhané skarifikované kůže, dvacet pětkrát větší v případě ostříhané neskarifikované kůže a čtyřistakrát větší u nepoškozené kůže. Vznik imunity po kontaktu s různými dávkami kmene T. verrucosum byl zkoumán u telat. Po uzdravení z trichofytózy s těžkým průběhem, která byla způsobena vysokými dávkami, nebo z trichofytózy s mírným průběhem, která byla způsobena dvěma nízkými dávkami, byla zvířata imunní k reinfekci dermatofytem ve vysokých dávkách. Imunita po revakcinaci byla na stejné úrovni. Imunita byla nižší po mírném průběhu onemocnění, které bylo vyvolané stejnou jednou dávkou. U zvířat, která po inokulaci nízkých dávek neonemocněla trichofytózou, se nevytvořila dostatečná imunita. Po kontaktu neporušené kůže se sub-infekčními dávkami imunita u zvířat nevznikla. Vznik post-kontaktní imunity u telat nelze vyloučit. Účinnost vakcín Verruvac a Insol Trichophyton byla ověřována pomocí čelenžního testu. Vyhovující projektivní imunita proti experimentální infekci byla prokázána po imunizaci atenuovanou vakcínou Verruvac, nedostatečná po imunizaci inaktivovanou vakcínou Insol Trichophyton. Testy in vitro pro detekci imunitní odpovědi byly studovány. Test transformace lymfocytů po stimulaci specifickým antigenem koreloval positivně s produkcí interferonu gama indukovanou specifickým antigenem. Poměr IgG1 a IgG2 izotypů protilátek koreloval negativně s oběma metodami k detekci buňkami zprostředkované imunity. Výsledky ukazují, že tyto metody by mohly v budoucnu nahradit in vivo čelenžní testy.

Abstract:

Ringworm and its immunoprophylaxis using vaccines have been studied for more than 30 years in cattle. This thesis presents four studies bringing new findings on this issue. Infectious doses (ID50) of virulent T. verrucosum strain were determined in different types of mechanical damage of natural animal skin. If dermatophyte was applied to sheared scarified skin, the infectious dose ID50 was 1430 microconidia per 100 cm2 of inoculated skin. This dose was 8 times higher in case of non-sheared scarified skin, 25 times higher in case of sheared non-scarified skin, and 400 times higher in case of undamaged skin. The immunity developed after contact with various doses of Trichophyton verrucosum strain was investigated in calves. After recovery from severe trichophytosis caused by high doses or from trichophytosis with moderate course caused by two low doses animals were immune to reinfection by high doses of dermatophyte. Immunity after revaccination was at the same level. Immunity was lower after a moderate course of illness induced by same single dose. The animals displayed no signs of trichophytosis after inoculation with low doses developed insufficient immunity. There was no immunity in animals having previous contact with subinfectious doses through undamaged skin. The development of post-contact immunity cannot be excluded in calves. The efficacy of the Verruvac and Insol Trichophyton vaccines was examined using avchallenge test. Satisfactory protective immunity against experimental infection was exhibited after immunization with attenuated Verruvac vaccine, unsatisfactory after immunization with inactivated Insol Trichophyton vaccine. In vitro tests for the detection of immune response were investigated. The specific antigen-driven lymphocyte transformation test correlated positively with specific antigen-induced production of interferon-gamma. The ratio of IgG1 to IgG2 isotypes of antibody correlated negatively with both cell-mediated methods. The results show that these methods might replace the in vivo challenge tests in future.

Keywords

ringworm, vaccination, immunity, Trichophyton verrucosum, cattle, interferon-gamma, challenge, lymphocyte transformation test, antibodies

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 8. 1. 2008

Thesis defence

• Date of defence: 8. 1. 2008
• Supervisor: prof. RNDr. Vladimír Šimek, CSc.
• Reader: MUDr. Mgr. Milan Raška, Ph.D., MVDr. Martin Faldyna, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Doctoral programme / field:
Biology (4-years) / Animal Physiology