Epidemiological and clinicopathological study of Leptospira spp. infection in cats in Spain (Catalonia and Extremadura)

Abstract

La leptospirosi és una zoonosi re-emergent, causada per un bacteri del gènere Leptospira. És la zoonosi bacteriana més estesa a tot el món. El seu principal reservori són els mamífers, inclosos els gats domèstics. Sol propagar-se a través de terres i aigües contaminades. Un animal infectat pot desenvolupar un estat agut de la malaltia o esdevenir un reservori. Les investigacions realitzades durant els últims 8 anys han estudiat el gat com a reservori de la infecció. Actualment, no hi ha dades sobre l’epidemiologia de la infecció en gats a Espanya i és possible que la prevalença variï segons la ubicació geogràfica, tal com s’ha publicat a nivell mundial.

La major part de les dades clínic-patològiques publicades relacionades amb la leptospirosi en gats provenen d’infeccions agudes o experimentals. No obstant això, la informació en l’espècie és escassa en els casos de portadors renals crònics. Les diferències en els paràmetres clínic-patològics entre animals infectats de forma natural i no infectats, podrien ajudar als clínics en el reconeixement i diagnòstic de portadors renals crònics de leptospires en gats.

L’objectiu general d’aquesta tesi va ser proporcionar un coneixement més ampli sobre la infecció per leptospires en gats, per mitjà dels següents objectius específics:

1. Avaluar la presència d’anticossos contra espècies patògenes de Leptospira i determinar la presència d’ADN en l’orina i la sang, en gats de vida lliure de dues àrees geogràfiques diferents d’Espanya.

2. Determinar les diferències en els paràmetres hematològics, bioquímics i de l’urianàlisi, entre gats infectats de forma natural i gats lliures de la infecció.

3. Valorar les variables de la resposta inflamatòria i de l’estat antioxidant en gats infectats de forma natural i gats lliures de la infecció.

Es van realitzar tres estudis. En el primer, vam determinar la prevalença d’anticossos, la presència d’ADN de Leptospira spp. patògena en sang i orina en gats de vida lliure de dues regions geogràfiques d’Espanya. Es van detectar anticossos en 10/244 gats (4,1%). El serovar trobat amb més freqüència va ser Cynopteri. Mostres de sang de 1/89 gats (1,12%) i mostres d’orina de 4/232 (1,72%) gats, van amplificar per la presència d’ADN leptospiral. En conclusió, els gats de vida lliure a Espanya poden eliminar en la seva orina ADN de leptospires patògenes i ser una possible font per a la infecció humana.

En el segon estudi, es van avaluar les diferències en l’hematologia, el perfil bioquímic i els paràmetres urinaris entre els gats infectats de forma natural per leptospires patògenes i els lliures de la infecció. Els gats infectats de forma natural van tenir valors més baixos d’eritròcits, hemoglobina, albúmina, creatinina i urea, comparats amb els gats lliures de la infecció. Els gats positius que van amplificar l’ADN de Leptospira spp. (orina o sang) van tenir un risc més gran de desenvolupar anèmia no regenerativa mentre que en els gats seropositius era més probable que es produís proteïnúria. La infecció crònica i l’exposició a leptospires porta a anormalitats hematològiques i a alteracions lleugeres en el perfil bioquímic i el urianàlisi.

En el tercer estudi mitjançant una anàlisi de components principals (ACP) es van avaluar les proteïnes inflamatòries (PFA) i la capacitat antioxidant total (CAT) per obtenir un major coneixement sobre el curs de la malaltia en gats. El nostre treball va concloure que els gats infectats per l’ADN de Leptospira spp. van tenir una resposta inflamatòria de fase aguda, a diferència dels gats seropositius. A més, hi va haver un augment en les concentracions sèriques de la CAT que indiquen una resposta antioxidant en aquesta infecció, la qual és proporcional al títol d’anticossos i no a la presència d’ADN bacterià.

La leptospirosis es una zoonosis re-emergente, causada por una bacteria del género Leptospira. Es la zoonosis bacteriana más extendida en todo el mundo. Su principal reservorio son los mamíferos, incluidos gatos domésticos. Suele propagarse a través de suelos y aguas contaminadas. Un animal infectado puede desarrollar un estado agudo de la enfermedad o convertirse en un reservorio. Las investigaciones realizadas durante los últimos 8 años han estudiado al gato como reservorio de la infección. Actualmente, no existen datos sobre la epidemiología de la infección en gatos en España y es posible que la prevalencia varíe según la ubicación geográfica, tal y como se ha publicado a nivel mundial.

La mayor parte de los datos clínico-patológicos publicados relacionados con la leptospirosis en gatos, provienen de infecciones agudas o experimentales. Sin embargo, la información en la especie es escasa en el caso del estado de portador renal crónico. Las diferencias en los parámetros clínico-patológicos entre animales infectados de forma natural y no infectados, puedan ayudar a los clínicos en el reconocimiento y diagnóstico de portadores renales crónicos de leptospiras en gatos.

El objetivo general de esta tesis fue proporcionar un conocimiento más amplio sobre la infección por leptospiras en gatos, por medio de los siguientes objetivos específicos:

1. Evaluar la presencia de anticuerpos frente a especies patógenas de Leptospira y determinar la presencia de ADN en la orina y la sangre, en gatos de vida libre de dos áreas geográficas diferentes de España.

2. Determinar las diferencias en los parámetros hematológicos, bioquímicos y del uroanálisis, entre gatos infectados de forma natural y gatos libres de la infección.

3. Valorar las variables de la respuesta inflamatoria y del estado antioxidante en gatos infectados de forma natural y gatos libres de la infección.

Se realizaron tres estudios. En el primero, determinamos la prevalencia de anticuerpos, la presencia de ADN de Leptospira spp. patógenas en sangre y orina, en gatos de vida libre en dos regiones geográficas de España. Se detectaron anticuerpos en 10/244 gatos (4,1%). El serovar encontrado con más frecuencia fue Cynopteri. Muestras de sangre de 1/89 gatos (1,12%) y muestras de orina de 4/232 (1,72%) gatos, amplificaron para la presencia de ADN leptospiral. En conclusión, los gatos de vida libre en España pueden eliminar en su orina, ADN de leptospiras patógenas y ser una posible fuente para la infección humana.

En el segundo estudio, se evaluaron las diferencias en la hematología, el perfil bioquímico y los parámetros urinarios, entre los gatos infectados por leptospiras patógenas de forma natural y los libres de la infección. Los gatos infectados de forma natural tuvieron valores más bajos de eritrocitos, hemoglobina, albúmina, creatinina y urea, comparados con los gatos libres de la infección. Los gatos positivos que amplificaron el ADN de Leptospira spp. (orina o sangre), tuvieron un riesgo mayor de desarrollar anemia no regenerativa, mientras que, en los gatos seropositivos era más probable que se produjera proteinuria. La infección crónica y la exposición a leptospiras conduce a anormalidades hematológicas y a alteraciones ligeras en el perfil bioquímico y el uroanálisis.

En el tercer estudio se evaluaron a través de un Análisis de Componentes Principales (ACP), las proteínas inflamatorias (PFA) y la capacidad antioxidante total (CAT) para obtener un mayor conocimiento sobre el curso de la enfermedad en los gatos. Nuestro trabajo concluyó que los gatos infectados por el ADN de Leptospira spp. tuvieron una respuesta inflamatoria de fase aguda, a diferencia de los gatos seropositivos. Además, hubo un aumento en las concentraciones séricas de la CAT, que indican una respuesta antioxidante en esta infección, la cual es proporcional al título de anticuerpos y no a la presencia de ADN bacteriano.

Leptospirosis is a re-emerging zoonosis, caused by a bacterium of the genus Leptospira. It is the most widespread bacterial zoonosis worldwide. Its main reservoir are mammals, including domestic cats. It is usually spread through contaminated soil and water. An infected animal may develop an acute state of the disease or become a reservoir. Research carried out during the last 8 years, has studied the cat as a reservoir of the infection. Currently, there are no data on the epidemiology of the infection in cats in Spain and prevalence may vary depending on the geographical location, as it has been published worldwide. Most of the clinicopathological data published associated with leptospirosis in cats are from acute or experimental infections. Nevertheless, the information in the species is very scarce in case of the chronic renal carrier state. The differences in clinicopathological parameters between naturally infected and leptospires-free animals may assist clinicians in the recognition and diagnosis of chronic renal carrier state of leptospires in cats. The general goal of this thesis was to provide more extensive knowledge about leptospires infection in cats, through the following specific objectives:

1. To evaluate the presence of antibodies against pathogenic Leptospira species and to determine the presence of DNA in urine and blood in free-roaming cats from two different geographical areas in Spain.

2. To determine differences in haematology, biochemical profile and urinary parameters between naturally infected cats and leptospires-free cats.

3. To assess the variables of the inflammatory response and antioxidant state in naturally infected cats and leptospires-free cats.

Three studies were carried out. In the first one, we determined antibodies prevalence, blood DNA, and shedding of DNA from pathogenic Leptospira species in the urine of free-roaming cats, in two geographical regions in Spain. Antibodies were detected in 10/244 cats (4.1%). The most common serovar detected was Cynopteri. Blood samples from 1/89 cats (1.12%) and urine samples from 4/232 cats amplified for leptospiral DNA (1.72%). In conclusion, free-roaming cats in Spain can shed pathogenic Leptospira spp. DNA in their urine and may be a source of human infection.

In the second study, the differences in haematology, biochemical profile and urinary parameters between naturally infected by pathogenic leptospires and leptospires-free were studied. Cats naturally infected had lower values of RBC, haemoglobin, albumin, creatinine and urea compared to leptospires-free cats. Positive Leptospira spp. DNA amplification cats were at high risk for the development of non-regenerative, whereas, seropositive cats were more likely to have proteinuria. Chronic infection and exposure to leptospires lead to haematological abnormalities and slight alterations in the biochemical profile and urinalysis.

The third study evaluated the inflammatory proteins (APPs) and the total antioxidant capacity (TAC) to gain knowledge about the course of the disease in cats, through a Principal Component Analysis (PCA). Our work concludes that Leptospira spp. DNA infected cats had an acute phase response, unlike, to seropositive cats. Besides, there was an increase in TAC serum concentrations indicating an antioxidant response in the infection, which is proportional to the antibody titre and not to the presence of bacterial DNA.