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Open Access Reproduction of sepsis and endocarditis by experimental infection of chickens with Streptococcus gallinaceus and Enterococcus hirae

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This study describes experimental infections in 4-week-old chickens inoculated intravenously with approximately 10 8 colony-forming units Streptococcus gallinaceus strain CCUG 42692 T (C13156) or Enterococcus hirae strain DSM 20160 (C17410). Birds were necropsied following death and obvious clinical signs of disease or were euthanized weekly after infection for up to 4 weeks. At necropsy, lesions included splenomegaly, hepatomegaly, valvular and/or mural endocarditis. Cardiac lesions included focal necrotizing myocarditis and/or yellow–white vegetative valvular endocarditis or greyish proliferations associated with the mitral valves in 35% (6/20) and 79% (19/24) of birds infected with S. gallinaceus and in 20% (4/20) and 55% (12/22) of birds infected with E. hirae via the brachial and jugular veins, respectively. S. gallinaceus was reisolated from heart valves in 45% (9/20) and 75% (18/24) and E. hirae in 35% (7/20) and 73% (16/22) after inoculation via brachial and jugular veins, respectively. Both challenge strains were also isolated from liver, spleen, bone marrow and hock joints. A significant difference between the infections with the two strains was seen only with reisolation of E. hirae from hock joints ( P <0.007). Significant differences were apparent between the two inoculation routes only with E. hirae , where infection via the jugular vein was associated with higher culture positive isolations from the heart ( P =0.029), bone marrow ( P =0.002) and hock joints ( P< 0.001) compared with the brachial vein. Birds injected with sterile phosphate-buffered saline were negative for culture of the challenge strains and no lesions were observed in these controls. The results confirm that both S. gallinaceus and E. hirae can cause endocarditis in experimentally infected chickens. Reproduction de l'état septique et d'une endocardite chez le poulet suite à une infection expérimentale par Streptococcus gallinaceus et Enterococcus hirae Cette étude décrit des infections expérimentales chez des poulets âgés de quatre semaines inoculés par voie intraveineuse avec approximativement 10 8 colonies formant unité (CFU) de la souche CCUG 42692 T (C13156) de S. gallinaceus, ou de la souche DSM 20160 (C17410) d' E. hirae . Les animaux morts ou présentant des symptômes évidents de maladie ont été autopsiés, d'autres ont été euthanasiés toutes les semaines après l'infection jusqu'à la 4 ème semaine. A l'autopsie les lésions comprenaient une splénomégalie, une hépatomégalie, une endocardite valvulaire et/ou pariétale. Les lésions cardiaques comprenaient une myocardite nécrosante et/ou une endocardite valvulaire végétative blanc jaunâtre ou des proliférations grisâtres associées aux valves mitrales chez respectivement 35% (6/20) et 79% (19/24) des animaux inoculés dans la veine brachiale et la veine jugulaire avec S. gallinaceus ainsi que chez 20% (4/20) et 55% (12/22) des animaux inoculés de la même façon avec E. hirae . S. gallinaceus a été réisolé des valves du cœur chez respectivement 45% (9/20) et 75% (18/24) des animaux inoculés dans la veine brachiale et la veine jugulaire, et E. hirae l'a été chez 35% (7/20) et 73% (16/22) dans les mêmes conditions. Les deux souches d'épreuves ont été réisolées du foie, de la rate de la moelle osseuse et de l'articulation du genou. Une différence significative entre les infections par les deux souches n'a été observée que lors du réisolement de E. hirae à partir de l'articulation du genou (p<0.007). En ce qui concerne les deux voies d'inoculation, des différences significatives ont été mises en évidence pour la souche E. hirae. Dans ce cas, les isolements positifs, par culture, ont été supérieures à partir du cœur (p=0.029), de la moelle osseuse (p=0.002) et de l'articulation du genou (p<0.001) chez les animaux inoculés dans la veine jugulaire comparés à ceux inoculés dans la veine brachiale. Les essais d'isolement des souches d'épreuve à partir des animaux inoculés avec la solution tampon phosphate ont été négatifs et aucune lésion n'a été observée chez ces animaux témoins. Les résultats confirment que les deux agents S. gallinaceus et E. hirae peuvent entraîner une endocardite chez les poulets expérimentalement infectés. Reprouktion von Sepsis und Endokarditis durch eine experimentelle Infektion von Hühnern mit Streptococcus gallinaceus und Enterococcus hirae Hier wird eine Studie zu experimentellen Infektionen von vierwöchigen Hühnern beschrieben, die intravenös mit ungefähr 10 8 Kolonie bildenden Einheiten (CFU) des Streptococcus gallinaceus (S. gallinaceus) - Stamm CCUG 42692 T (C13156) oder Enterococcus hirae (E. hirae )-Stamm DSM20160 (C17410) infiziert wurden. Sektionen wurden entweder im Falle eines Todes nach deutlichen klinischen Krankheitssymptomen oder nach Euthanasie in wöchentlichen Abständen bis vier Wochen nach der Infektion durchgeführt. Als pathomorphologische Veränderungen wurden Splenomegalie, Hepatomegalie sowie Endocarditis valvularis und/oder parietalis festgestellt. Die kardialen Läsionen, die fokale nekrotisierende Myokarditis und/oder gelblich-weiße vegetative Klappenendokarditis oder gräuliche Proliferationen auf den Mitralklappen umfassten, traten bei 35% (6/20) bzw. 79% (19/24) der mit S. gallinaceus infizierten Tiere und bei 20% (4/20) bzw. 55% (12/22) der mit E. hirae infizierten Tiere auf, die entweder via Brachial- oder Jugularvene inokuliert worden waren. S. gallinaceus wurde aus den Herzklappen zu 45% (9/20) bzw. 75% (18/24) und E. hirae zu 35% (7/20) bzw. 73% (16/22) nach Inokulation in die Brachial- bzw. Jugularvene reisoliert. Beide Inokulationsstämme wurden auch aus Leber, Milz, Knochenmark und Fersengelenken isoliert. Zwischen den beiden Infektionsstämmen wurde ein signifikanter Unterschied nur bei der Reisolierungsrate von E. hirae aus den Fersengelenken festgestellt (p<0,007). Signifikante Unterschiede zwischen den beiden Inokulationsrouten waren nur bei E. hirae erkennbar, wobei die Infektion via Jugularvene im Vergleich zur Brachialveneninokulation mit höheren Reisolierungsraten aus Herz (p=0,029), Knochenmark (p=0,002) und Fersengelenken (p<0,001) verbunden war. Tiere, die mit sterilem Phophatpuffer injiziert worden waren, erwiesen sich in der für die Inokulationsstämme spezifischen Kultur als negativ und Läsionen wurden in diesen Kontrolltieren ebenfalls nicht beobachtet. Diese Ergebnisse bestätigen, dass sowohl S. gallinaceus als auch E. hirae in experimentell infizierten Hühnern Endokarditis hervorrufen kann. Reproducción de septicemia y endocarditis mediante infección experimental de pollos con Streptococcus gallinaceus y Enterococcus hirae En este estudio se describe una infección experimental en pollos de cuatro semanas de edad inoculados vía intravenosa con aproximadamente 10 8 unidades formadoras de colonias (UFC) de S. gallinaceus cepa CCUG 42692 T (C13156) o E. hirae cepa DSM 20160 (C17410). Las aves fueron necropsiadas tras mostrar signos clínicos obvios y muerte o fueron sacrificadas semanalmente tras la infección hasta las cuatro semanas. A la necropsia se observaron lesiones de esplenomegalia, hepatomegalia, y endocarditis valvular y mural. Las lesiones cardíacas consistieron en miocarditis necrotizante focal y endocarditis valvular con proliferaciones de color blanquecino o amarillento o proliferaciones grisáceas asociadas a las válvulas mitrales en 35% (6/20) y 79% (19/24) de las aves infectadas con S. gallinaceus y 20% (4/20) y 55% (12/22) de las aves infectadas con E. hirae via vena braquial y yugular, respectivamente. S. gallinaceus fue reaislado de las válvulas cardíacas en un 45% (9/20) y 75% (18/24) y E. hirae en un 35% (7/20) y 73% (16/22) tras la inoculación vía vena braquial y yugular, respectivamente. Ambas cepas fueron aisladas de hígado, bazo, medula ósea y articulaciones de la rodilla. Se observó diferencias significativas entre las infecciones con las dos cepas únicamente en el reaislamiento de E. hirae a partir de las articulaciones de la rodilla (p<0.007). Unicamente se observaron diferencias significativas entre las dos vías de inoculación en el caso de E. hirae , en el que la infección vía vena yugular se asoció con mayor número de cultivos positivos de corazón (p=0.029), médula ósea (p=0.002) y articulaciones de la rodilla (p<0.001) comparado con la vena braquial. Las aves inoculadas con tampón fosfato salino estéril resultaron negativas al cultivo y no presentaron lesiones. Los resultados confirman que tanto S. gallinaceus como E. hirae pueden causar endocarditis en pollos infectados experimentalmente.
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Document Type: Research Article

Affiliations: Department of Veterinary Pathobiology, The Royal Veterinary and Agricultural University, Stigbøjlen 4, DK-1870, Frederiksberg C, Denmark

Publication date: June 1, 2005

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