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Open Access Impact of heterophil granulocyte depletion caused by 5-fluorouracil on infectious bursal disease virus infection in specific pathogen free chickens

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The purpose of this study was to investigate the influence of the cytostatic drug, 5-fluorouracil (5-FU), which causes depletion of heterophil granulocytes, on clinical symptoms and histological lesions during the progress of infectious bursal disease virus (IBDV) infection in chickens. The aim was to disclose the mechanism behind the clinical disease symptoms. Three groups of specific pathogen free chickens were used for the experiment. Chickens in groups 1 and 3 were pretreated with 5-FU, while chickens in group 2 were treated with a placebo. After 5 days, the chickens in groups 2 and 3 were inoculated with the classical IBDV strain F52/70. Bursae of Fabricius were sampled at fixed intervals, and the progress of the infection was monitored by various histological techniques and reverse transcriptase-polymerase chain reaction (RT-PCR). We found correlation between histological observations and RT-PCR results. In the 5-FU pretreated chickens, IBDV caused only mild clinical symptoms, even though histological alterations similar to alterations caused by IBDV were still observed. The 5-FU pretreatment resulted in severe heterophil granulocyte depletion by days 2 and 3 after infection (post inoculation) and increased numbers of bursal secretory dendritic cells in the medulla of the follicles. IBDV infection seemed to induce fusion of secretory dendritic cells, resulting in formation of multinucleated giant cells, loaded with apoptotic B cells and virus particles associated with granules of bursal secretory dendritic cells. Our results indicate that the heterophil granulocytes together with the bursal secretory dendritic cells contribute to the outbreak and/or progress of clinical symptoms. Impact de la déplétion des granulocytes hétérophiles causée par le 5-fluorouracil sur l'infection par le virus de la bursite infectieuse aviaire (IBDV) chez des poulets SPF L'objectif de cette étude a été d'investiguer l'influence de la molécule cytostatique 5-fluorouracil (5-FU), entraînant une déplétion des granulocytes hétérophiles, sur les symptômes et les lésions histologiques durant l'évolution de l'infection par le virus de la bursite infectieuse aviaire (IBDV) chez le poulet. Le but était de montrer le mécanisme sous-tendant les symptômes de la maladie. Trois groupes de poulets exempts de microorganismes pathogènes spécifiés (SPF) ont été utilisés dans cette expérimentation. Les poussins des groupes 1 et 3 ont reçu le 5-FU, alors que les poulets du groupe 2 ont reçu un placebo. Après cinq jours, les poulets des groupes 2 et 3 ont été inoculés avec la souche classique F52/70 d'IBVD. Les bourses de Fabricius ont été prélevées et fixées par intervalles et l'évolution de l'infection a été suivie par des techniques différentes d'histologie et par RT-PCR. Il a été trouvé une corrélation entre les observations histologiques et les résultats de RT-PCR. Chez les poulets ayant reçu le 5-FU, l'IBDV a entraîné des symptômes légers, alors même que des lésions histologiques similaires à celles causées par l'IBDV étaient encore observées. L'administration du 5-FU a entraîné une déplétion sévère des granulocytes hétérophiles les 2 ème et 3 ème jours après l'infection ( p.i. ) et une augmentation du nombre des cellules dendritiques sécrétrices dans la medulla des follicules de la bourse. Il semble que l'infection par l'IBDV a induit la fusion des cellules dendritiques sécrétrices, entraînant la formation de cellules géantes multinuclées, chargées de cellules B apoptiques et des particules virales associées à des granules de cellules dendritiques sécrétrices de la bourse. Nos résultats indiquent que les granulocytes hétérophiles avec les cellules dendritiques sécrétrices de la bourse contribuent à la maladie et/ou à l'évolution des symptômes. Bedeutung des Verlusts der heterophilen Granulozyten durch 5-Fluorouracil für eine IBDV-Infektion bei SPF-Hühnern Gegenstand dieser Studie war es, den Einfluss des zytostatischen Arzneimittels 5-Fluorouracil (5-FU), das den Verlust der heterophilen Granulozyten verursacht, auf die klinischen Symptome und pathohistologischen Veränderungen im Verlauf einer Infektion mit dem Virus der infektiösen Bursitis (IBDV) bei Hühnern zu untersuchen. Dabei war das Ziel die Aufdeckung des Mechanismus hinter den klinischen Krankheitssymptomen. Für dieses Experiment wurden drei Gruppen spezifiziert pathogenfreier (SPF) Hühner verwendet. Die Hühner in den Gruppen 1 und 3 wurden mit 5-FU vorbehandelt, während die Hühner in der Gruppe 2 ein Plazebo erhielten. Nach fünf Tagen wurden die Tiere in den Gruppen 2 und 3 mit dem klassischen IBDV-Stamm F52/70 inokuliert. Zu bestimmten Zeitpunkten wurden die Bursae Fabricii entnommen und der Verlauf der Infektion wurde mittels verschiedener histologischer Techniken und der RT-PCR verfolgt. Wir fanden eine Korrelation zwischen den pathohistologischen Befunden und den RT-PCR-Ergebnissen. Bei den mit 5-FU vorbehandelten Hühnern führte das IBDV nur zu geringgradigen klinischen Symptomen, obwohl die pathohistologischen Veränderungen noch denen bei einer IBDV-Infektion entsprachen. Die 5-FU-Vorbehandlung verursachte am 2. und 3. Tag nach der Infektion (p.i.) einen hochgradigen Verlust der heterophilen Granulozyten und erhöhte die Zahl der sekretorischen dendritischen Bursazellen in der Follikelmedulla. Die IBDV-Infektion schien eine Fusion der sekretorischen dendritischen Zellen zu induzieren, was zur Bildung von vielkernigen Riesenzellen führte, die mit apoptotischen B-Zellen und Viruspartikeln verbunden mit den Granula der sekretorischen dendritischen Bursazellen beladen waren. Unsere Ergebnisse zeigen, dass die heterophilen Granulozyten zusammen mit den sekretorischen dendritischen Bursazellen am Ausbruch und Verlauf der klinischen Symptome bei einer IBDV-Infektion beteiligt sind. Efecto de la depleción de granulocitos heterófilos causada por 5-fluorouracil en la infección por IBDV en pollos SPF El objetivo de este estudio fue estudiar la influencia del fármaco citostático, 5-fluorouracil (5-FU), que produce depleción de granulocitos heterófilos, en los síntomas clínicos y lesiones histológicas que tienen lugar durante el proceso de infección del virus de la bursitis infecciosa aviar (IBDV) en pollos. El objetivo era revelar los mecanismos responsables de los síntomas clínicos de la enfermedad. Se utilizaron para esta prueba tres grupos de pollos libres de patógenos específicos. Las aves en los grupos 1 y 3 se pretrataron con 5-FU, mientras que las aves en el grupo 2 se trataron con placebo. Tras cinco días, los pollos de los grupos 2 y 3 se infectaron con la cepa clásica de IBDV F52/70. Se tomaron muestras de bolsa de Fabricio a intervalos fijados, y se monitorizó el desarrollo de la enfermedad mediante diversas técnicas histológicas y RT-PCR. Hallamos una correlación entre las observaciones histológicas y los resultados de RT-PCR. En los pollos pretratados con 5-FU, IBDV sólo causó signos clínicos leves, aunque se siguieron observando lesiones histológicas, similares a las lesiones causadas por IBDV. El pretratamiento con 5-FU produjo depleción intensa de granulocitos heterófilos a los 2 y 3 días post infección (p.i) y un incremento del número de células dendríticas secretoras de la bolsa en la médula de los folículos. Parece que la infección por IBDV induce la fusión de células dendríticas secretoras, lo que produce la formación de células gigantes multinucleadas, cargadas de células B apoptóticas y partículas víricas asociadas a gránulos de células dendríticas secretoras de la bolsa. Nuestros resultados indican que los granulocitos heterófilos junto con las células dendríticas secretoras de la bolsa contribuyen a la aparición y/o progreso de los síntomas clínicos.
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Document Type: Research Article

Affiliations: 1: Danish Institute for Food and Veterinary Research, Hangøvej 2, DK-8200, Aarhus N, Denmark 2: Faculty of Medicine, Department of Human Morphology and Developmental Biology, Semmelweis University, Tüzoltó út 58, 1094-H, Budapest, Hungary 3: Department of Veterinary Pathobiology, The Royal Veterinary and Agricultural University, 4 Stigbojlen, DK-1870, Frederiksberg C, Denmark

Publication date: August 1, 2006

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