Low Dose Infection of Hens in Lay with Salmonella enterica Serovar Enteritidis from Different Genomic Clades

Avian Dis. 2020 Mar;64(1):7-15. doi: 10.1637/0005-2086-64.1.7.

Abstract

Salmonella enterica serovar Enteritidis is the leading cause of salmonellosis in people, and modeling of infections in chickens is used to identify intervention strategies. A review of 80 manuscripts encompassing 119 experiments indicated that the mean dose of infection was 108 CFU per bird. Experiments of less than 106 CFU were primarily conducted in immature birds. To address a lack of information on the impact of low dosages on the hen at lay, two experiments were conducted in triplicate. Experiment A addressed issues associated with vaccination; thus, hens were infected intramuscularly at 103, 105, and 107 CFU. For Experiment B, which was focused more on colonization and invasion, hens were infected orally with 5 × 103 CFU with 4 strains from different genomic clades. Samples from liver, spleen, ovarian pedicle, and paired ceca in both experiments were cultured 5, 6, 7, and 8 days postinfection. Eggshell microbiome taxa were assessed in Experiment B. Results indicated that dosages of 103 CFU in both experiments produced enough positive samples to be used within models. The intramuscular route resulted in approximately twice as many positive samples as the oral route. The kinetics of infection appeared to differ between low and high dosages suggestive of a J-curve response. These results could impact risk assessments if the hen at lay has a nonlinear response to infectious dose.

Infección por dosis baja en gallinas de postura con Salmonella enterica Serovar Enteritidis de diferentes clados genómicos. Salmonella enterica serovar Enteritidis es la principal causa de salmonelosis en las personas y el modelo de infecciones en pollos se utiliza para identificar estrategias de intervención. Una revisión de 80 manuscritos que abarca 119 experimentos indicó que la dosis media de infección fue de 108 unidades formadoras de colonias (UFC) por ave. Los experimentos de menos de 106 UFC se realizaron principalmente en aves inmaduras. Para abordar la falta de información sobre el impacto de las dosis bajas en gallinas de postura, se realizaron dos experimentos por triplicado. El experimento A abordó los problemas asociados con la vacunación; así, las gallinas se infectaron por vía intramuscular con 103, 105 y 107 UFC. Para el Experimento B, que se enfocó más en la colonización y la invasión, las gallinas se infectaron por vía oral con 5×103 UFC con 4 cepas de diferentes clados genómicos. Las muestras de hígado, bazo, pedículo ovárico y pares de sacos ciegos se cultivaron en ambos experimentos a los cinco, seis, siete y ocho días después de la infección. Los taxones del microbioma del cascarón de huevo se evaluaron en el Experimento B. Los resultados indicaron que las dosis de 103 UFC en ambos experimentos produjeron suficientes muestras positivas para ser utilizadas dentro de los modelos. La ruta intramuscular dio como resultado aproximadamente el doble de muestras positivas que la ruta oral. La cinética de la infección parece diferir entre las dosis bajas y altas que sugieren una respuesta tipo curva J. Estos resultados podrían afectar las evaluaciones de riesgo si las gallinas de postura tienen una respuesta no lineal a la dosis infecciosa.

Keywords: Salmonella; egg; food safety; infection; laying hens; organ invasion.

MeSH terms

  • Animals
  • Cecum / microbiology
  • Chickens*
  • Female
  • Genome, Bacterial
  • Liver / microbiology
  • Ovary / microbiology
  • Poultry Diseases / microbiology*
  • Reproduction
  • Salmonella Infections, Animal / microbiology*
  • Salmonella enteritidis / genetics
  • Salmonella enteritidis / physiology*
  • Spleen / microbiology