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11 July 2022 Infection with Ascaridia galli Does Not Significantly Alter Intestinal Microbiota and Is Cleared After Changes in the Expression of Cytokines
Maria Tereza Terra-Long, Andrea Pietruska, Brigid A. McCrea, Ruediger Hauck
Author Affiliations +
Abstract

Because of the trend of cage-free egg production, infections with the nematode Ascaridia galli are receiving increased attention. The aim of this study was to establish a timeline for the influence of A. galli on the expression of key cytokines related to a parasitic immune response, and on the composition of the jejunal microbiota. Twenty-eight male layer-type birds were challenged at 24, 25, and 26 days of age. An additional 28 birds were kept as uninfected controls. Starting on Day 31, three birds of each group were euthanized every week until 8 wk postinfection (PI). The number of larvae isolated from the intestinal wall decreased over time, until no larvae were seen at 7 and 8 wk PI. At 5 wk PI, there was a numerical upregulation of all cytokines (TGF-β, IFN-γ, IL-4, IL-8, IL-10, IL-13) in the infected group, but this change was only statistically significant for IL-13. At this time point, larvae were expected to have developed into adults that would have shed eggs in the feces. However, no adult worms were seen and there was no egg shedding. For the microbiota analysis, there were significant differences in the alpha diversity (Faith's phylogenetic diversity) between challenge and control groups, and the beta diversity analysis showed slight differences between samples, suggesting that the age of the birds was the main reason for the separation of groups. These findings suggest that the upregulation of all cytokines evaluated in Week 5 might be the reason for resolution of the infection. Possible explanations are that a high infection dose and the fact that birds were fed with a more nutritionally dense feed might have contributed to the birds' immune system clearing the infection before the worms were able to reach maturity.

La infección por Ascaridia galli no altera significativamente la microbiota intestinal y se elimina tras cambios en la expresión de citocinas. Debido a la tendencia de la producción de huevos libres de jaulas, las infecciones con el nematodo Ascaridia galli están recibiendo una mayor atención. El objetivo de este estudio fue establecer una línea de tiempo para la influencia de A. galli en la expresión de citoquinas clave relacionadas con una respuesta inmune parasitaria y en la composición de la microbiota yeyunal. Veintiocho aves macho de tipo postura fueron desafiadas a los 24, 25 y 26 días de edad. Se mantuvieron 28 aves adicionales como controles no infectados. A partir del día 31, se practicó la eutanasia a tres aves de cada grupo cada semana hasta las 8 semanas posteriores a la infección (PI). El número de larvas aisladas de la pared intestinal disminuyó con el tiempo, hasta que no se observaron larvas a las 7 y 8 semanas después de la infección. A las cinco semanas post-infección, hubo una regulación ascendente numérica de todas las citoquinas (TGF-β, IFN-γ, IL-4, IL-8, IL-10, IL-13) en el grupo infectado, pero este cambio solo fue estadísticamente significativo para IL-13. En ese momento, se esperaba que las larvas se hubieran convertido en adultos que eliminarían huevos en las heces. Sin embargo, no se observaron nemátodos adultos y no hubo eliminación de huevos. Para el análisis de microbiota, hubo diferencias significativas en la diversidad alfa (diversidad filogenética de Faith) entre los grupos de desafío y control y el análisis de diversidad beta mostró ligeras diferencias entre las muestras, lo que sugiere que la edad de las aves fue la razón principal de la separación de los grupos. Estos hallazgos sugieren que la regulación al alza de todas las citocinas evaluadas en la semana 5 podría ser el motivo de la resolución de la infección. Las posibles explicaciones son que una dosis alta de infección y el hecho de que las aves fueran alimentadas con un alimento más denso desde el punto de vista nutricional podrían haber contribuido a que el sistema inmunitario de las aves eliminara la infección antes de que los nemátodos pudieran alcanzar la madurez.

Maria Tereza Terra-Long, Andrea Pietruska, Brigid A. McCrea, and Ruediger Hauck "Infection with Ascaridia galli Does Not Significantly Alter Intestinal Microbiota and Is Cleared After Changes in the Expression of Cytokines," Avian Diseases 66(2), 186-192, (11 July 2022). https://doi.org/10.1637/aviandiseases-D-22-00017
Received: 17 February 2022; Accepted: 28 April 2022; Published: 11 July 2022
JOURNAL ARTICLE
7 PAGES


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KEYWORDS
cytokine expression
immunology
layers
microbiota
nematodes
roundworms
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