Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/34251
Type: Tese
Title: Produção e certificação de materiais de referência biológicos para uso veterinário: Estirpes de Clostridium botulinum tipos C e D, suas toxinas e antitoxinas
Other Titles: Production and certification of biological reference materials for veterinary use: Clostridium botulinum C and D strains, their toxins and antitoxins
Authors: Roseane Brandão de Brito
First Advisor: Francisco Carlos Faria Lobato
First Co-advisor: Ângela Maria Quintão Lana
metadata.dc.contributor.advisor-co2: Antônio Augusto Fonseca Júnior
First Referee: Clayton Bernardinelli Gitti
Second Referee: Otto Domenici Mozzer
Third Referee: Érica Azevedo Costa
metadata.dc.contributor.referee4: Jenner Karlisson Pimenta dos Reis
Abstract: O botulismo é uma doença grave, que acomete o homem e animais, causada pela ação de neurotoxinas botulínicas (BoNT) produzidas pelo Clostridium botulinum. Os tipos C, D e os mosaicos C/D e D/C são os principais causadores da doença nos animais. O botulismo em ruminantes no Brasil passou de uma doença endêmica nas décadas de 80-90, para ocorrência na forma de surtos esporádicos nos últimos anos, principalmente devido ao sucesso da implantação do programa de controle nacional baseado em vacinação sistemática do rebanho, além de práticas adequadas de manejo. Toxinas e antitoxinas botulínicas tipos C e D são insumos essenciais utilizados na produção, controle de qualidade e teste oficial de vacinas contra o botulismo. Esses insumos também têm um importante uso no diagnóstico de casos suspeitos de botulismo, e na validação de novos métodos de diagnóstico, especialmente métodos alternativos ao bioensaio em camundongos. Igualmente importante e necessária é a caracterização de estirpes de Clostridium botulinum, que atualmente pode ser realizada por técnicas moleculares e genômicas, a fim de tipificá-las considerando os tipos mosaicos, sem equívocos advindos de reações cruzadas, possíveis de ocorrer no bioensaio. A exigência de dados mais exatos e confiáveis em áreas científicas e tecnológicas tem demandado materiais de referência de maior qualidade. Entretanto, um grande gargalo enfrentado é a dependência da importação desses materiais, ou mesmo a indisponibilidade no mercado. Acrescentam-se ainda restrições relativas ao bioterrorismo, que impedem a importação de toxinas botulínicas ou estirpes toxigênicas. Os objetivos deste trabalho consistiram em caracterizar e certificar lotes de estirpes de Clostridium botulinum, toxinas e antitoxinas botulínicas dos tipos C e D, como materiais de referência certificados (MRCs). Com a utilização de métodos microbiológicos clássicos, técnicas moleculares e sequenciamento genômico foi possível tipificar e caracterizar amostras de Clostridium botulinum tipos C, D e D/C mantidas atualmente pelo órgão oficial (MAPA) e por indústrias veterinárias, incluindo comparações genômicas com outras sequências disponíveis no GenBank. Lotes de estirpes de Clostridium botulinum tipo C (CBC 02) e tipo D (CBD 09), suficientemente homogêneas e estáveis foram produzidos e certificados como MRCs. Toxinas botulínicas e antitoxinas botulínicas tipos C e D produzidas neste trabalho foram consideradas homogêneas e estáveis, após testes estatísticos baseados em análise de regressão, com exceção da toxina botulínica tipo C (Lote 01/2016), que apresentou instabilidade. A caracterização foi realizada por meio de estudo colaborativo entre sete instituições brasileiras, incluindo fabricantes de vacinas e laboratórios de diagnóstico. Valores de referência foram estimados por modelo de medição com independência estatística, obtendo-se materiais com os seguintes títulos e incertezas: antitoxina botulínica tipo C (Lote 01/2017), (55 ± 13) UI; toxina botulínica tipo D (Lote 01/2017), (950 ± 153) L+; antitoxina botulínica tipo D (Lote 01/2017), (50 ± 13) UI. A temperatura recomendada para armazenamento dos produtos foi ≤ -20ºC, e períodos de validade de 10 anos para as estirpes e de um ano para toxinas e antitoxinas, os quais poderão ser ampliados, após estudos complementares de monitoramento dos MRCs. O domínio das metodologias de produção e dos protocolos de certificação, atendendo a requisitos de normas de qualidade internacionalmente reconhecidas para a produção de MRCs, propiciaram a disponibilização de produtos de alta qualidade, indicados para uso em testes para identificação da bactéria, de controle de qualidade de vacinas contra o botulismo, validação de métodos, estabelecimento de rastreabilidade a outros materiais, monitoramento de laboratórios e ensaios de proficiência. Além disso, trouxe vantagem e independência científica ao país, agregando confiabilidade ao controle do botulismo, e minimizando dificuldades alfandegárias e custos envolvidos na obtenção desses insumos.
Abstract: Botulism is a serious disease that affects humans and animals, caused by the action of botulinum neurotoxins (BoNT) produced by Clostridium botulinum. Types C, D and mosaics C /D and D/C are the main cause of disease in animals. Botulism in ruminants in Brazil changed from an endemic disease in the 1980s to 1990s, to sporadic outbreaks in recent years, mainly due to the successful implementation of the national control program based on systematic herd vaccination, as well as practices management. Botulinum toxins and botulinum toxins types C and D are essential inputs used in production, quality control and official testing of botulism vaccines. These inputs also have an important use in diagnosis of suspected cases of botulism, and in validation of new diagnostic methods, especially alternative methods to mouse bioassay. Equally important and necessary is the characterization of Clostridium botulinum strains, which can currently be performed by molecular and genomic techniques, in order to typify them considering the mosaic types, without any misunderstandings arising from cross reactions, which may occur in bioassay. The demand for more accurate and reliable data in scientific and technological areas has demanded higher quality reference materials. However, a major bottleneck is the dependence on imports of these materials, or even unavailability in the market. There are also added restrictions on bioterrorism, which prevent import of botulinum toxins or toxigenic strains. The objectives of this work were to characterize and certify batches of Clostridium botulinum strains, toxins and botulinum toxin types C and D, as certified reference materials (CRMs). With the use of classical microbiological methods, molecular techniques and genomic sequencing, it was possible to typify and characterize samples of Clostridium botulinum types C, D and D / C currently maintained by the official agency (MAPA) and veterinary industries, including genomic comparisons with other sequences available on GenBank. Batches of Clostridium botulinum strains type C (CBC 02) and type D (CBD 09), sufficiently homogeneous and stable were produced and certified as CRMs. Botulinum toxins and botulinum antitoxins types C and D produced in this work were considered homogeneous and stable after statistical tests based on regression analysis, except botulinum toxin type C (Batch 01/2016), which presented instability. The characterization was performed through a collaborative study between seven Brazilian institutions, including vaccine manufacturers and diagnostic laboratories. Reference values were estimated by measuring model with statistical independence, obtaining materials with the following titers and uncertainties: Botulinum toxin type C (Batch 01/2017), 55 ± 13 IU; Botulinum toxin type D (Batch 01/2017), 950 ± 153 L+; Botulinum antitoxin type D (Batch 01/2017), 50 ± 13 IU. Recommended temperature for storage of the products was ≤ -20ºC, and periods of validity of 10 years for strains and of one year for toxins and antitoxins, which could be extended, after complementary studies of monitoring the CRMs. The domain of production methodologies and certification protocols, meeting the requirements of internationally recognized quality standards for production of CRMs, provided availability of high quality products, indicated for use in tests for bacterial identification, quality control of vaccines against botulism, validation of methods, establishment of traceability to other materials, monitoring of laboratories and proficiency tests. In addition, it brought scientific advantage and independence to the country, adding reliability to the botulism control, and minimizing customs difficulties and costs involved in obtaining these inputs.
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: VET - DEPARTAMENTO DE MEDICINA VETERINÁRIA PREVENTIVA
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Ciência Animal
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/34251
Issue Date: 20-Mar-2019
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