Use of immunohistochemistry and prion protein gene genotyping for detection of Scrapie in sheep in the state of Santa Catarina, Brazil

Abstract

Scrapie is a contagious disease of sheep and goats caused by prions (PrPSc). This study described an outbreak of Scrapie in sheep in the state of Santa Catarina, Brazil. An 1-year and 3-month-old sheep developed clinical signs characterized by motor incoordination of the pelvic limbs, pruritus and alopecia for three days. The 38 sheep from the flock that were over 1 year of age underwent biopsies of the third eyelid and rectal mucosa, in addition to anti-PrPsc immunohistochemistry (IHC). Blood containing EDTA was collected for PRNP gene genotyping from these sheep. Of the 38, 16 (42.10%) had immunostaining against PrPSc. IHC-positive animals were euthanized and necropsied, as well as lambs from positive mothers. Different organs of the 19 necropsied animals were collected in 10% buffered formalin for histopathological examination and anti-PrPSc IHC of the obex. The histopathology of the obex of the female with neurological signs presented discrete multifocal vacuolization of the cytoplasm of neurons and neuropil. The anti-PrPSc IHC showed that two out of the 19 obex samples had cytoplasmic immunostaining in neurons. The genotypes reported were ARQ/ARQ in 47.36%, ARR/ARQ in 36.84%, ARQ/VRQ in 10.52% and ARQ/VRR in 5.28%. The genotyping helps to identify susceptible animals and select animals more resistant to the development of Scrapie. The anti-PrPSc IHC from lymphoid biopsies, and genotyping demonstrated the high number of positive sheep classified in susceptible group.

Scrapie é uma doença contagiosa de ovinos e caprinos causada por príons (PrPSc). O objetivo desse estudo é descrever um surto de Scrapie em ovinos no estado de Santa Catarina, Brasil. Uma ovelha de 1 ano e 3 meses desenvolveu sinais clínicos caracterizados por incoordenação motora dos membros pélvicos, prurido e alopecia durante três dias. Os 38 ovinos do rebanho que tinham idade acima de 1 ano foram submetidos a biópsias de terceira pálpebra e mucosa retal, além de imuno-histoquímica (IHQ) anti-PrPsc. Coletou-se sangue contendo EDTA para genotipagem do gene prnp destes ovinos. Dos 38 ovinos, 16 (42,10%) apresentaram imunomarcação na avaliação IHQ anti-PrPsc. Os animais positivos na IHQ foram eutanasiados e necropsiados, bem como os cordeiros das mães positivas. Diferentes órgãos dos 19 animais necropsiados foram coletados em formalina tamponada a 10% para exame histopatológico e IHQ anti-PrPsc do óbex. Na histopatologia do óbex da fêmea com sinal neurológico havia vacuolização do citoplasma de neurônios e neurópilo multifocal discreta. Na IHQ anti-PrPsc das 19 amostras de óbex, dois apresentaram imunomarcação citoplasmática em neurônios. Os genótipos encontrados foram ARQ/ARQ em 47,36%, ARR/ARQ em 36,84%, ARQ/VRQ em 10,52% e ARQ/VRR em 5,28%. A genotipagem auxilia a identificar os animais susceptíveis e seleciona animais mais resistentes ao desenvolvimento do Scrapie. A IHQ anti-PrPsc de biópsias de tecidos linfoides e a genotipagem demonstram o elevado número de ovinos positivos classificados no grupo susceptível.