Prevalencia y caracterización molecular del Virus del Síndrome Reproductivo y Respiratorio Porcino (PRRSV) en cerdos de producción de Costa Rica.

Abstract

El Síndrome Reproductivo y Respiratorio Porcino (PRRS) es una enfermedad viral que afecta a los cerdos y que está distribuida en todo el mundo, causando cuantiosas pérdidas económicas en el sector porcicultor. Este virus pertenece al orden Nidovirales, familia Arteriviridae, género Porartevirus. Se han descrito las especies PRRS1 y PRRS2, denominadas anteriormente genotipo europeo (EU) y americano (NA) respectivamente. El genoma viral contiene diez marcos de lectura abierta (ORF). En esta investigación se utilizó un kit comercial para el diagnóstico del virus y determinar la prevalencia, y para la caracterización molecular se utilizó el ORF 5, que codifica para la proteína estructural GP5, para estudiar la filogenia del PRRSV, ya que esta proteína es la más heterogénea, con 88%- 99% de identidad de aminoácidos entre cepas de la misma especie, y 52%-55% de identidad entre especies. El objetivo de este estudio fue determinar la prevalencia del PRRSV y establecer cuáles son las especies y cepas que están circulando en cerdos de producción, en 25 granjas de Costa Rica. Se muestrearon 1278 animales de diferentes edades, las muestras de suero fueron recolectadas en 256 grupos (pooles) de 5 animales y procesadas por RT-PCR. Se analizó la prevalencia de acuerdo al tamaño de la granja, a la edad de los animales y a la distribución geográfica. Posteriormente, se realizó secuenciación de Sanger de 18 muestras positivas, para analizar las relaciones filogenéticas y relacionar la distribución geográfica de algunas cepas presentes en Costa Rica. La prevalencia general en 171 de 1278 animales fue de un 13,38%. De acuerdo al tamaño de la granja, los animales de granjas pequeñas presentaron mayor prevalencia, con un 37,97%. En cuanto a la edad de los animales, la prevalencia más alta (23,05%) se presentó en los cerdos de 12 semanas. La provincia de Cartago tuvo la prevalencia más alta (34,26%), mientras que en Guanacaste no se detectaron animales positivos. La totalidad de muestras positivas corresponden a PRRS 2 (NA). La prevalencia de la enfermedad es muy variable al considerar los grupos etarios y distribución geográfica analizada, lo cual es consistente con estudios previos tanto a nivel nacional como en otros países. En el análisis filogenético se incluyeron 8 secuencias de 5 diferentes provincias del país: San José, Alajuela, Cartago, Heredia y Puntarenas. Las secuencias obtenidas se agruparon en tres diferentes “cluster”. Las muestras de San José, Alajuela y Puntarenas están más estrechamente emparentadas, ya que comparten ancestros comunes entre ellas, sin embargo, las muestras de Heredia y Cartago se ubican en grupos completamente separados, lo que sugiere que el virus presenta tres diferentes orígenes y épocas de ingreso al país. La muestra proveniente de Cartago es la más ancestral, ya que está estrechamente relacionada con el grupo externo utilizado para enraizar el árbol (PRRS 1). Por el contrario, las muestras de Heredia presentan una mayor distancia genética con respecto al grupo externo, y al resto de secuencias de Costa Rica por lo que pueden ser las más divergentes

Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome (PRRS) is a viral disease that affects pigs and is distributed worldwide, causing heavy economic losses in the pig farming sector. This virus belongs to the order Nidovirales, family Arteriviridae, genus Porartevirus. The species PRRS1 and PRRS2, previously called European (EU) and American (NA) genotypes, respectively, have been described. The viral genome contains ten open reading frames (ORF). In this research, a commercial kit was used to diagnose the virus and determine prevalence, and for molecular characterization, ORF 5, which codes for the structural protein GP5, was used to study the phylogeny of PRRSV, since this protein is the most heterogeneous, with 88%-99% amino acid identity between strains of the same species, and 52%-55% identity between species. The objective of this study was to determine the prevalence of PRRSV and to establish which species and strains are circulating in production pigs on 25 farms in Costa Rica. A total of 1278 animals of different ages were sampled, serum samples were collected in 256 groups (pools) of 5 animals and processed by RT-PCR. Prevalence was analyzed according to farm size, animal age and geographical distribution. Subsequently, Sanger sequencing of 18 positive samples was performed to analyze the phylogenetic relationships and to relate the geographic distribution of some strains present in Costa Rica. The overall prevalence in 171 of 1278 animals was 13.38%. According to farm size, animals from small farms had a higher prevalence of 37.97%. Regarding the age of the animals, the highest prevalence (23.05%) was found in 12-week-old pigs. The province of Cartago had the highest prevalence (34.26%), while in Guanacaste no positive animals were detected. All positive samples correspond to PRRS 2 (NA). The prevalence of the disease is very variable when considering the age groups and geographical distribution analyzed, which is consistent with previous studies both nationally and in other countries. The phylogenetic analysis included 8 sequences from 5 different provinces of the country: San José, Alajuela, Cartago, Heredia and Puntarenas. The sequences obtained were grouped into three different clusters. The samples from San José, Alajuela and Puntarenas are more closely related, since they share common ancestors among them, however, the samples from Heredia and Cartago are located in completely separate groups, suggesting that the virus has three different origins and times of entry into the country. The sample from Cartago is the most ancestral, since it is closely related to the external group used to root the tree (PRRS 1). On the contrary, the samples from Heredia present a greater genetic distance with respect to the external group, and to the rest of the Costa Rican sequences, so they can be the most divergent.