Genetic characterization of rabies viruses isolated from bats. Evaluation of the pathogenicity and cross protection in mice

Vírus da raiva provenientes de 23 morcegos de espécies hematófagas, frugívoras e insetívoras foram caracterizados geneticamente pelo seqüenciamento completo da região que codifica a nucleoproteína N. A análise filogenética das seqüências, incluindo lyssavirus e isolados de morcegos do Chile e Estados Unidos, mostrou que os diferentes isolados do vírus da raiva foram de modo geral segregados em quatro grupos genéticos distintas: morcegos hematófagos, morcegos insetívoros 1, 2 e 3. Os morcegos insetívoros 1 constituiram-se por isolados de Eptesicus furinalis: BR-EF1, BR-EF2, BREF3, BR-EF-4, BR-EA1 e BR-NL2; os morcegos insetívoros 2 consistiram de isolados de Molosssus spp: BR-MM1, BR-MM2 e BR- MA1 e os morcegos insetívoros 3 isolados de Nictinomops laticaudatus: BR-NL1 e BR-NL3. A homologia de nucleotídeos entre cada grupo de morcegos insetívoros 1, 2 e 3 foi maior que 99%, 97% e 99%, respectivamente. O grupo de morcegos hematófagos foi representado pelos isolados de: 3 morcegos hematófagos Desmodus rotundus (BR-DR1, BR-DR2 e BR-DR3); 5 morcegos frugívoros Artibeus lituratus BR-AL1, BR-AL2, BR-AL3, BR-AL4 e Artibeus planirostris BRAP1; 2 morcegos insetívoros (BR-MR1 e BR-EA2) e 2 de espécies não identificadas (BR-BAT1 e BR-BAT2). Entre as amostras seqüenciadas foram selecionadas cinco (BR-EF1, BR-NL1, BR-AL3, BR-MM1, BR-DR1) e um isolado de cão (BR-C) para os estudos de patogenicidade em camundongos albinos suíços inoculados pela vias intracerebral (IC) e intramuscular (IM). Todas as amostras quando inoculadas em camundongos pela via IC apresentaram-se patogênicas, provocando a morte dos mesmos num período de 4 a 14 dias pós-inoculação. No entanto, 500DLIC50 das mesmas amostras inoculadas pela via IM levaram a uma mortalidade de camundongos de: 60% (BR-DR1); 50% (BR-C, BR-NL); 40% (BR- AL3); 9,5% (BR-MM1); 5,2% (BR-EF10). As mesmas amostras foram utilizadas para a verificação de proteção cruzada, conferida por vacina comercial de uso animal, de camundongos que receberam uma ou duas doses de vacina pela via subcutânea (SC) e desafiados pelas vias IC e IM. Camundongos inoculados com duas doses de vacina foram protegidos quando desafiados pela via IC, com todas as amostras testadas. Quando os camundongos receberam uma dose da mesma vacina houve proteção parcial daqueles desafiados com as amostras de vírus PV e BR-C. Houve proteção de 100% dos camundongos desafiados pela via IM, com exceção daqueles vacinados com uma dose de vacina e desafiados com a amostra PV que apresentaram um índice de 66% de sobreviventes. Os resultados indicam a possibilidade de existir variantes do vírus da raiva espécies específicas circulando em morcegos. Sugerem ainda, que espécies de morcegos hematófagos, frugívoros e insetívoros compartilham o mesmo polimorfismo de vírus. A vacina comercial contra a raiva contendo vírus inativado e de uso veterinário protegeu os camundongos contra o desafio com as diferentes amostras testadas, sugerindo que as vacinas usualmente utilizadas são efetivas no tratamento profilático da raiva transmitida por morcegos, apesar da marcada diferença de neurovirulência dos diferentes isolados quando inoculados em camundongos pela via IM.Twenty-three rabies viruses isolated from hematophagous, frugivorous and insectivorous bats were characterized genetically by complete sequencing of the region coding the nucleoprotein N. The phylogenetic analysis of the sequences, including the lyssavirus and the bat isolates from Chile and USA revealed that the isolates were segregated into four distinct genetic lineages: those related to the vampire bats and to the insectivorous bats 1, 2 and 3. The isolates related to the insectivorous bats 1 were from the Eptesicus furinalis: BR-EF1, BR- EF2, BREF3, BR-EF-4, BR-EA1 e BR-NL2; those of the insectivorous bats2 included the isolates from Molosssus spp: BR-MM1, BR-MM2 and BR-MA1 and the group 3, by the isolates from the Nictinomops laticaudatus: BR-NL1 and BR-NL3. The homology among each group of the insectivorous bats 1, 2 and 3 were greater than 99%, 97% and 99%, respectively. The lineage related to vampire bats was represented by three isolates from the D. rotundus (BR-DR1, BR-DR2 e BR-DR3); five from the fruit bats Artibeus lituratus (BR-AL1, BR-AL2, BR-AL3, BR-AL4) and Artibeus planirostris (BRAP1); two from insectivorous bats (BR-MR1 and BR-EA2) and two from unidentified species (BR-BAT1 and BR-BAT2). Among the sequenced amples, five bat isolates (BR-EF1, BR-NL1, BR-AL3, BR-MM1, BR- DR1) and one dog isolate (BR-C) were selected for the study of their pathogenicity in Swiss mice, inoculating through intracerebral (IC) and intramuscular (IM) routes. All the isolates, when inoculated via IC, were pathogenic, provoking death in 4 - 14 post inoculation days. However, mice inoculated with 500ICLD50 of the same isolates through IM route were found with different death rates: 60.0% (BR-DR1); 50.0% (BR-C, BR-NL); 40.0% (BR-AL3); 9.5% (BR-MM1) and 5.2% (BR-EF10). The same isolates were used for the assessment of cross protection conferred by a commercial vaccine of veterinary use. The mice were vaccinated subcutaneously, receiving either one or two shots of vaccine, and challenged through IC and IM routes. Mice receiving two shots were protected against all the isolates, when challenged intracerebrally. Mice receiving one shot were found only partially protected against the challenge with the fixed PV strain and BR-C isolate. Mice challenged intramuscularly showed 100.0% of protection, with the exception of those vaccinated with one dose and challenged with PV strain, which were found with 66.0% of survivors. These results indicate the possibility of the existence of rabies virus variants circulating in different species of bat population. The data also suggest that the vampires, frugivorous and insectivorous bats share the same lineage of rabies viruses. The commercial vaccine has protected the mice against the challenge with different rabies virus isolates, suggesting that the vaccines usually employed in the field are effective, although some marked difference in neurovirulence by IM inoculation was found among the isolates tested