Partial Molecular Characterization and Pathogenicity Study of an Avian Reovirus Causing Tenosynovitis in Commercial Broilers

Avian Dis. 2019 Sep 1;63(3):452-460. doi: 10.1637/12013-121418-Reg.1.

Abstract

This study describes the molecular characterization of avian reoviruses (ARVs) isolated during an outbreak in commercial chickens between 2015 and 2016. In addition, a pathogenicity study of a selected ARV strain isolated from a field case of viral tenosynovitis in commercial broiler chickens was performed. On the basis of phylogenetic analysis of a 1088-bp fragment of the ARV S1 gene, the investigated sequences were differentiated into five distinct genotypic clusters (GCs), namely GC1, GC2, GC3, GC4, and GC6. Specific-pathogen-free (SPF) and commercial broiler chickens were challenged with the GC1 genetic type MK247011, at 14 days of age via the interdigital toe web. No significant effects in body weight gain and feed conversion were detected in both chicken types. The Δ interdigital web thickness was most severe at 4 days postchallenge (DPC) in both the SPF and broiler subgroups. The inflammation in SPF birds was slightly more severe compared with broilers. Neither mortality nor clinical signs occurred in the infected groups for the duration of the experiment, despite the presence of significant microscopic lesions in challenged birds. Microscopic changes of tenosynovitis became evident at 3 DPC, with the highest incidence and severity detected at 14 and 21 DPC, respectively. Seroconversion against ARV occurred 3 wk postchallenge, and the microscopic lesions detected in tendon and heart sections were highly compatible with those described in the field. Increased severity of tenosynovitis and epicarditis lesions were noted in the ARV-challenged groups compared with the control groups. Although SPF and broiler chickens showed comparable responses to the challenge with an ARV genetic variant, detected lesions were subclinical, denoting the limitations of our challenge approach. The age selected in this experiment possibly influenced the course of the infection. Data from this study highlight the genotypic diversity of isolates in California, and the outcome of the pathogenicity study can be used as a basis to improve protocols for pathogenicity studies to characterize ARV variants causing clinical disease in the field.

Caracterización molecular parcial y estudio de patogenicidad de un reovirus aviar que causa tenosinovitis en pollos de engorde comerciales. Este estudio describe la caracterización molecular de reovirus aviares (ARV) aislados durante un brote en pollos comerciales entre los años 2015 y 2016. Además, se realizó un estudio de patogenicidad de una cepa de reovirus seleccionada que fue aislada de un caso de campo de tenosinovitis viral en pollos de engorde comerciales. Con base en el análisis filogenético de un fragmento de 1088 pb del gene S1 de reovirus, las secuencias investigadas se diferenciaron en cinco grupos genotípicos distintos (GCs), denominados, GC1, GC2, GC3, GC4 y GC6. Aves libres de patógenos específicos (SPF) y pollos de engorde comerciales se desafiaron con el tipo genético GC1 MK247011 a los 14 días de edad a través de la membrana interdigital. No se detectaron efectos significativos en el aumento de peso corporal ni en la conversión de alimento en ambos tipos de aves. El grosor de la banda interdigital diferencial fue más severa a los cuatro días posteriores al desafío en las aves libres de patógenos específicos y en los pollos de engorde. La inflamación en las aves libres de patógenos específicos fue ligeramente más severa en comparación con los pollos de engorde. No se presentó mortalidad ni signos clínicos en los grupos infectados durante la duración del experimento, a pesar de la presencia de lesiones microscópicas significativas en las aves desafiadas. Los cambios microscópicos de la tenosinovitis se hicieron evidentes a los tres días postinoculación, con la mayor incidencia y severidad detectadas a los 14 y 21días postinoculación, respectivamente. La seroconversión para reovirus ocurrió tres semanas después del desafío, y las lesiones microscópicas detectadas en secciones de tendón y corazón fueron altamente compatibles con las descritas en el campo. El aumento en la severidad de las lesiones de tenosinovitis y epicarditis se observó en los grupos expuestos a reovirus aviar en comparación con los grupos de control. Aunque las aves libres de patógenos específicos y los pollos de engorde mostraron respuestas comparables ante el desafío con una variante genética de reovirus, las lesiones detectadas fueron subclínicas, lo que denota las limitaciones de nuestro enfoque de desafío. La edad seleccionada en este experimento posiblemente influyó en el curso de la infección. Los datos de este estudio resaltan la diversidad genotípica de los aislamientos en California y el resultado del estudio de patogenicidad se puede usar como base para mejorar los protocolos de los estudios de patogenicidad para caracterizar las variantes de reovirus que causan enfermedades clínicas en el campo.

Keywords: SPF; broilers; epicarditis; reovirus; tenosynovitis.

Publication types

  • Research Support, U.S. Gov't, Non-P.H.S.

MeSH terms

  • Animals
  • Chickens*
  • Orthoreovirus, Avian / classification*
  • Orthoreovirus, Avian / pathogenicity*
  • Phylogeny
  • Poultry Diseases / virology*
  • Reoviridae Infections / veterinary*
  • Reoviridae Infections / virology
  • Specific Pathogen-Free Organisms
  • Tenosynovitis / veterinary*
  • Tenosynovitis / virology
  • Virulence