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Comparative Immunopathogenesis of Mild, Intermediate, and Virulent Strains of Classic Infectious Bursal Disease Virus

Silke Rautenschlein, H.-Y. Yeh and J. M. Sharma
Avian Diseases
Vol. 47, No. 1 (Jan. - Mar., 2003), pp. 66-78
Stable URL: http://www.jstor.org/stable/1593206
Page Count: 13
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Comparative Immunopathogenesis of Mild, Intermediate, and Virulent Strains of Classic Infectious Bursal Disease Virus
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Abstract

Differences in the immunopathogenesis of several strains of infectious bursal disease virus (IBDV) were compared. The strains included a virulent virus (IBDV-IM) and three vaccine viruses that included an intermediate vaccine virus (IBDV-B2) and two mild vaccine viruses (IBDV-Lukert and IBDV-BVM). The most significant differences were found in the systemic effects of these strains. In comparison with other strains, IBDV-IM antigen was detectable for up to 8 days postinfection (PI) in lymphoid tissues that included spleen and cecal tonsils, whereas only a few IBDV-B2- and IBDV-Lukert- and no IBDV-BVM-inoculating birds had detectable IBDV antigen in these tissues. IBDV-IM induced systemic circulating nitrite levels in over 86% of the birds at days 2 and 3 PI. IBDV-IM suppressed most vigorously the splenic mitogenic response on days 3-8 PI. Among the three vaccine strains, IBDV-B2 was the most virulent of the three, inducing a significant suppression of the mitogenic response (P < 0.05) and the most vigorous lesions in the bursa of Fabricius with the highest possible lesion score of 4 at 3 days PI (P < 0.05). IBDV-BVM was the mildest strain, not inducing any detectable lesions in lymphoid tissue at the tested time points. Whereas all IBDV-BVM-inoculated and 67% and 33% of the IBDV-Lukert- and IBDV-B2-inoculated birds, respectively, had detectable IBDV antigen in the bursa at 4 days postchallenge, none of the IBDV-IM-inoculated birds was positive for IBDV by immunohistochemistry. IBDV-IM induced the highest enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) antibody levels detected at days 8-29 PI (P < 0.05) and the best protection against challenge virus replication in comparison with IBDV-B2 and IBDV-Lukert. Only one of five IBDV-BVM-inoculated birds developed anti-IBDV ELISA antibodies at 29 days PI, and none of the birds was protected against IBDV challenge. We speculate that better protection with more virulent strains was due to more systemic antigenic stimulation on the basis of higher replication of IBDV in extrabursal lymphoid tissues. Interestingly, IBDV-IM did not differ from IBDV-B2 and IBDV-Lukert in its ability to induce T cell accumulation in the bursa at 8 days PI and local interferon-γ induction from days 2 to 5 PI. These results suggested that the local T cell events in the bursa alone may not be indicative of a rapid and protective immune response. /// Se comparó la inmunopatogénesis de varias cepas del virus de la enfermedad infecciosa de la bolsa. Se incluyeron un virus virulento (IM) y tres virus vacunales entre los que se encontraban un virus vacunal de patogenicidad intermedia (B2) y dos virus vacunales suaves (Lukert y BVM). Las diferencias más significativas se observaron en los efectos sistémicos de estas cepas. En comparación con otras cepas, el antígeno IM fue detectado hasta los 8 días posteriores a la infección en los tejidos linfoides incluyendo el bazo y las tonsilas cecales, mientras únicamente algunas pocas aves inoculadas con los virus B2 y Lukert mostraron antígenos detectables contra la enfermedad infecciosa de la bolsa en estos tejidos. No se detectó la presencia del antígeno en ninguna de las aves inoculadas con el virus BVM. En el 86% de las aves inoculadas con la cepa IM se produjeron niveles de nitritos en la circulación a los 2 y 3 días posteriores a la inoculación. La cepa IM suprimió la respuesta mitogénica del bazo con mayor potencia entre los 3 y los 8 días posteriores a la inoculación. Entre las tres cepas vacunales, la cepa B2 fue la más virulenta, produciendo una supresión significativa de la respuesta mitogénica (P < 0.05) y ocasionó las lesiones más severas en la bolsa de Fabricio, con el mayor valor de 4 en las lesiones a los 3 días posteriores a la inoculación (P < 0.05). La cepa BVM fue la más suave de todas y no produjo lesiones detectables en el tejido linfoide durante los diferentes muestreos. Aunque el 100%, 67% y 33% de las aves inoculadas con las cepas BVM, Lukert y B2, respectivamente, presentaron antígenos detectables contra el virus de la enfermedad infecciosa de la bolsa a los 4 días posteriores al desafío, ninguna de las aves inoculadas con la cepa IM fue positiva al virus mediante la prueba de inmunohistoquímica. La cepa IM produjo los niveles de anticuerpos más altos detectados por la prueba de inmunoensayo con enzimas asociadas (ELISA) entre los 8 a los 29 días posteriores a la inoculación (P < 0.05) y la mejor protección contra la multiplicación del virus de desafío al ser comparada con las cepas B2 y Lukert. Unicamente una de las cinco aves inoculadas con la cepa BVM desarrolló anticuerpos contra la enfermedad infecciosa de la bolsa, detectados mediante la prueba ELISA a los 29 días posteriores a la inoculación, mas no se observó protección alguna contra el virus de desafío en ninguna de las aves. Especulamos que la mejor protección observada con las cepas más virulentas se debe a una mayor estimulación antigénica sistémica basada en la mayor multiplicación del virus en otros tejidos linfoides fuera de la bolsa de Fabricio. No se observó una diferencia entre la cepa IM y las cepas B2 y Lukert en la capacidad para inducir la acumulación de células T en la bolsa de Fabricio a los 8 días posteriores a la inoculación y la producción de interferón gama entre los 2 y los 5 días posteriores a la inoculación. Los resultados sugieren que los eventos relacionados con las células T en la bolsa de Fabricio por sí solos pueden no ser indicativos de una respuesta inmune rápida y protectora.

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