Thesis (M.Sc.) -Cairo University, 2024.

Bibliography: pages 159-166.

Infectious bursal disease virus (IBDV) replicates in bursa of Fabricius (BF) and gut associated lymphoid tissues (GALT), causes intestinal inflammation and dysbiosis of gut microbiota, so may result in poor growth performance, high morbidity and mortality in susceptible chickens. The gut microbiota dysbiosis caused by IBDV was studied with trials to prevent or overcome this dysbiosis by using prebiotics or probiotics. Enterobacteriaceae-related bacterial count was performed as biomarker of gut dysbiosis in IBDV naturally and experimentally infected broiler chickens. Samples from appeared healthy five farms were compared to 20 farms that had clinical symptoms, lesions, and 15-20% mortality due to IBD. Experimentally IBD infected chickens exhibited identical lesions and symptoms, with an 11% mortality rate. RT-PCR analysis showed that 75% of flocks tested positive for IBD, where the aerobic bacterial count was much greater than in farms that seemed to be in good health. IBD-affected farms had considerably higher overall bacterial counts on MacConkey agar, as well as higher lactose and non-lactose fermenter counts. Comparable outcomes were seen in the experimental setting. Five serotypes of E. coli were found in the bacterial isolates from the farms with IBD that were under investigation, with E. coli O78 accounting for 95% of the isolates. Proteus mirabillus, Provedencia rettgeri, Salmonella kentacy, and Salmonella typhemurium were the non-lactose fermenters in IBD-infected farms; similar results were observed in IBD-experimental infections. Therefore, IBDV infection is linked to an increase in Enterobacteriaceae-related bacteria in the gut of chickens. Sequencing technique of 16srRNA gene used for analysis of gut microbiota in the present experimental studies. In 1st experimental study, commercial broiler chicks were divided into 6 groups at age 9 days as 4 groups administrated biotech’s prophylaxis for 5 days as E. faecium (P1), Saccharomyces cerevisiae (P2), organic acids (P3) and symbiotic (P4) before IBDV inoculation, The remaining 2 groups were control negative (CN) and control positive (CP). In both experiments, at 14 days old all groups were challenged via eye drop with IBDV strain (MK088026), except CN group. Parameters of clinical signs, postmortem lesions (PM), mortality rate, organ body weight ratio, bursal index, immune response, body weight gain, feed intake, FCR, histopathological changes, gut microbiome profile, were studied. Cecal microbiome profile was studied at (14 days of age & 3 dpi) in 1st study and at (3dpi & 8 dpi) in 2nd study. In 1st study, The CP group showed clinical signs and PM lesions of IBD virus with total mortality of 11.1% and depletion of immune organs with significant lowering cecal mucosal thickness, while other infected prophylaxis groups showed less sever histopathological changes and clinical sings with no mortality except S. cerevisiae group (P2) total mortality was 5.6% with less sever microscopical lesions and higher mucosal thickness than CP group. At 3 dpi, The IBD virus caused significant increase in relative abundance of phylum Cyanobacteria and phylum Proteobacteria and non-significant increase in family Enterobacteraceae, Campylobacteracea and Lachnospiraceae with decrease in phylum Bacteroidetes, family Ruminococcaceae, Enterococcaceae and Lactobacillaceae compared to control negative group while the prophylaxis infected groups differed from CP group as they increased the relative abundance of phylum Bacteroidetes, family Ruminococcaceae, Enterococcaceae and family Lactobacillaceae. S.cerevisiae and organic acids prophylaxis groups could overcome the increase of family Campylobacteracea caused by IBDV infection. At 8 dpi, in 2nd study, the relative abundance of family Lactobacillaceae, Coriobacteriaceae and Rikenellaceae increased, while family Ruminococcaceae, Lachnospiraceae, Bacteroidaceae and Enterococcaceae decreased in CP IBD infected group. In contrary, the treated groups showed an increase in relative abundance of family Ruminococcaceae and Bacteroidaceae while families Lactobacillaceae and Coriobacteriaceae decreased. In both experiments, IBD infection caused decrease in total BWG and poor FCR than CN group while prophylaxis infected groups (1st experiment) and infected treated groups (2nd experiment) showed higher total BWG, improvement of FCR and higher IBDV antibody titer than control positive group. As in 1st experiment, total BWG was highest in S. cerevisiae then, symbiotic, organic acids and E. faecium; receptively. While in 2nd experiment was symbiotic then, organic acids, E. faecium and S. cerevisiae; receptively. The study showed that IBDV can cause disturbance in gut microbiome equilibrium so affects chicken performance and immunity. IBD infection caused gut dysbiosis which was more severe at 3 dpi than 8 dpi. Using prebiotics and probiotics as prevention was effective in improvement of gut microbiota, BWG and intestinal morphology than their usage after infection.

أجريت هذه الدراسة للتعرف على التغير المحتمل في المكون الجرثومي بأمعاء الدجاج اللاحم الناجم عن فيروس الجمبورو وللوصول إلى ذلك تم استخدام طريقتين. الطريقة الأولى من خلال طرق الاستزراع حيث تمت دراسة عدد البكتيريا المعوية لدجاج التسمين المصاب بمرض الجمبورو بشكل طبيعي وتجريبي. لدراسة المكونات البكتيرية ذات الصلة بالبكتيريا المعوية في ميكروبات الأمعاء (GM) لدجاج التسمين المصاب بشكل طبيعي وتجريبي. في 20 مزرعة ظهرت عليها العلامات السريرية لمرض الجمبورو، تمت مقارنة معدل الوفيات والآفات بنسبة 15-20% مع 5 مزارع سليمة ظاهريًا. وفي الحالة التجريبية، ظهرت نفس الأعراض والآفات لدى المصابين بفيروس IBDV بنسبة وفيات 11%. أظهر اختبار RT-PCR أن 75% (15/20) من القطعان كانت إيجابية لمرض الجمبورو. كان عدد البكتيريا الهوائية في المزارع المصابة بـ IBD (log10 8.1 ± 0.96: 10.69 ± 0.69 بمتوسط إجمالي قدره 9.31 ± 0.79) أعلى بكثير (القيم p <0.001) مقارنة بالمزارع السليمة ظاهريًا (log10 6.95 ± 0.29: 7.84 ± 0.21 بمتوسط 7.38 ± 0.36). كان إجمالي عدد البكتيريا في المزارع المصابة بـ IBD على الماكونكي (7.42 ± 0.51: 10.21 ± 0.46 بمتوسط 8.85 ± 0.79) أقل بكثير من المزارع السليمة ظاهريًا (7.08 ± 0.14: 7.75 ± 0.21 بمتوسط 7.35 ± 0.25). أظهرت المزارع المصابة بـ IBD متوسطًا أعلى بكثير لعدد البكتيريا المخمرة للاكتوز وغير المخمرة للاكتوز قدره 8.78 ± 0.73 و8.56 ± 0.84 مقارنةً بالمزارع السليمة ظاهريًا 7.23 ± 0.18 و6.80 ± 0.59؛ على التوالي. مصلياً، تم تشخيص المعزولات البكتيرية للمزارع المصابة بـالجمبورو بخمسة أنماط مصلية من الايكولاي وهي E. coli O78 وO127H6 وO91H21 وO159 وO1H7 مع انتشار 95 و25% و15% و5% و5% من الحالات. 20، وكذلك كانت بكتيريا Enterobacter منتشرة بنسبة 10%. تم الكشف عن ثلاثة أنماط مصلية للإشريكية القولونية في الكائنات الصحية ظاهريًا (O128 H2 وO146H21 وO2H6) بمعدل انتشار 40% و40% و20% على التوالي. وكانت االبكتيريا غير المخمرة للاكتوز هي بروتياس ميرابيلس و بروفيدينسيا ريتجيري و سالمونيلا كنتاكي و سالمونيلا التيفيموريوم بنسبة انتشار 40%، 5%، 5 %و 5% في المزارع المصابة بالـ جمبورو بينما في المزارع السليمة ظاهرياً تم تحديد ثلاث معزولات هي السالمونيلا انتريتيدس، السالمونيلا لاروشيلا والسالمونيلا تيفيموريوم بنسب انتشار 40،40 و 20%. على التوالي. في الحالة التجريبية كان عدد البكتيريا على أجار النيوترنت وأجار ماكونكي والبكتيريا المخمرة للاكتوز في مجموعة الطيور المصابة بالـجمبورو (متوسط log10 يعني 7.45 ± 0.76 و 6.35 ± 0.25 و 6.22 ± 0.34) أعلى من المجموعة السلبية (5.81 ± 0.24 و 5.5 ± 0.13 و 5.5 ± 0.13).، على التوالي. مصليا كانت ظهر في المجموعة المصابة بالجمبورو ثلاث أنواع مصلية من الإشريشيا القولونية (O26H11، O78 وO128H2) وظهرت بكتيريا البروفيدينسيا ريتجيري ، بينما أظهرت المجموعة السلبية 3 أنواع من الإشريشيا القولونية فقط (O26H11، O78 و O55H7). أشارت نتائجنا إلى أن عدوى IBDV ارتبطت بزيادة عدد البكتيريا المرتبطة بالبكتيريا المعوية في أمعاء الدجاج. ولذلك، فإن الوقاية من مرض الجمبورو في الدجاج اللاحم أمر مهم لتقليل الخسائر الناجمة عن الإصابة بالفيروسات وزيادة عدد مسببات الأمراض البكتيرية وكذلك انتشارها في الأمعاء. تم إجراء دراسة عميقة للخلل الحادث في المكون الجرثومي بالأمعاء الناجم عن مرض الجمبورو وكيف يمكن للبريبايوتك والبروبيوتيك (الوقاية أو العلاج) التغلب على هذا التغير، باستخدام التقنيات الجزيئية الحديثة لتسلسل الجيل التالي لجين(16srRNA) والتحليل metagenomic للنتائج. التجربة 1، تم تقسيم الدجاج اللاحم التجاري إلى 6 مجموعات حيث تم إعطاء الوقاية لأربع مجموعات يلى انتيروكوكس فيكام(و1) ( E. faecium) ، خميرة سكاروميسس (و2) ( Saccharomyces cerevisiae)، الأحماض العضوية (و3) والتكافلية (و4) (symbiotic) التكافلية لمدة 5 أيام ثم تم عدوى 5 مجموعات بفيروس IBDV (MK088026) في عمر 14 (مجموعات الوقاية والمجموعة الإيجابية الضابطة). أظهرت المجموعة الإيجابية الضابطة علامات سريرية لفيروس التهاب غدة فبريشي مع إجمالي وفيات بنسبة 11.1٪ بينما أظهرت مجموعات الوقاية المصابة الأخرى علامات سريرية أقل حدة مع عدم وجود وفيات باستثناء مجموعة خميرة سكاروميسس كان إجمالي الوفيات في المجموعة 5.6٪. لوحظ استنفاد شديد للأعضاء المناعية في مجموعة CP ولكنه كان أقل حدة في مجموعات الوقاية المصابة. لوحظ استنفاد شديد للأعضاء المناعية في مجموعة CP ولكنه كان أقل حدة في المجموعات الوقاية المصابة. 3 أيام بعد العدوى، لوحظ انخفاض معنوي في سمك الغشاء المخاطي الكلي للامعاء (P < 0.05) في المجموعة الإيجابية الضابطة (204±12.6) مقارنة بمجموعة السلبية الضابطة (266±16) بينما تم تصحيحه في الوقاية المصابة: (و1) (310±10.5) ، (و2) (320±13.4)، (و3) (267±13.9) و (و4) (265±10.6). عند 3 بعد العدوى، تسبب فيروس الجمبورو في زيادة كبيرة في الوفرة النسبية لشعبة Cyanobacteria وشعبة Proteobacteria وزيادة غير معنوية في عائلة Enterobacteriaceae و Campylobacteracea وLachnospiraceae مع انخفاض في شعبة Bacteroidetes ، عائلة Ruminococcaceae ، Enterococcaceae و Lactobacillaceae مقارنة بالمجموعة السلبية الضابطة. في حين اختلفت المجموعات الوقاية المصابة عن المجموعة الإيجابية الضابطة لأنها زادت من الوفرة النسبية لشعبة Bacteroidetes ، عائلة Ruminococcaceae ، Enterococcaceae وعائلة Lactobacillaceae. يمكن لمجموعات الوقاية من S.cerevisiae والأحماض العضوية التغلب على زيادة عائلة الكامبيلوبكتر الناتجة عن عدوى IBDV. تسببت عدوى مرض التهاب الأمعاء في انخفاض إجمالي الوزن المكتسب وضعف معدل التحويل من المجموعة السلبية الضابطة بينما أظهرت المجموعات المصابة بالوقاية ارتفاعا إجماليا ل الوزن المكتسب، وتحسنا في معدل التحويل من المجموعة الإيجابية الضابطة. كما كان مجموع الوزن المكتسب أعلى في خميرة السكاروميسس سرفيسا ثم، التكافلية ، والأحماض العضوية و الانتيروكوكس فيكام. على التوالى. في التجربة 2 ، تم تقسيم العدد الإجمالي البالغ 121 كتكوت بعمر يوم واحد إلى 6 مجموعات (ن = 18) حيث تم اعطاء 4 مجموعات علاج لمدة 5 أيام بعد 3 أيام من يلى انتيروكوكس فيكام (ع1) ( E. faecium) ، خميرة سكاروميسس (ع2) (Saccharomyces cerevisiae)، الأحماض العضوية (ع3) والتكافلية(ع4) (symbiotic) كانت المجموعات المتبقية هي السلبية الضابطة (NC) و الإيجابية الضابطة (PC). في عمر 14 يوما، تم استحداث عدوى في جميع المجموعات عن طريق قطرة العين باستخدام IBDV (MK088026) ، باستثناء مجموعة السلبية الضابطة. تمت دراسة العلامات السريرية، الصفة التشريحية، معدل الوفيات، نسبة وزن العضو للجسم، مؤشر غدة فبريشي، الاستجابة المناعية، زيادة وزن الجسم ،كمية العلف المستهلك، معدل التحويل الغذائي، التغيرات النسيجية المرضية، ملف ميكروبيوم الأمعاء. لوحظ استنفاد شديد للجراب فبريشي في المجموعة الإيجابية الضابطة، ولكنه كان أقل حدة في المجموعات المصابة المعالجة. 8 أيام بعد العدوى، لوحظ انخفاض معنوي في طول زغابات (خملات) الأعور
(P < 0.05) في مجموعة الإيجابية الضابطة مقارنة بمجموعة السلبية الضابطة بينما تم تصحيحه في المجموعات المصابة المعالجة. تمت دراسة مكونات ميكروبيوم الامعاء عن طريق تسلسل الجيني لجين) 16srRNA ( والتحليل الميتاجينوميك (analysis metagenomic ( عند ثلاثة أيام وثمانية أيام بعد العدوى. عند 8 أيام بعد العدوى، زادت الوفرة النسبية لعائلة Lactobacillaceae وCoriobacteriaceae وRikenellaceae ، بينما انخفضت عائلة Ruminococcaceae وLachnospiraceae وBacteroidaceae وEnterococcaceae في مجموعة السيطرة الإيجابية المصابة ب IBD.
في المقابل، أظهرت المجموعات المعالجة زيادة في الوفرة النسبية للعائلة Ruminococcaceae و Bacteroidaceae بينما انخفضت عائلة Lactobacillaceae وCoriobacteriaceae. تسببت عدوى مرض التهاب غدة فبريشي في انخفاض إجمالي الوزن المكتسب وضعف معدل التحويل من المجموعة السلبية الضابطة بينما كان مجموع الوزن المكتسب أعلى في مجموعة التكافلية ثم الأحماض العضوية و الانتيروكوكس فيكام، وخميرة السكاروميسس سرفيس على التوالي. تسببت عدوى مرض التهاب غدة فبريشي في اختلال المكون الجرثومي بالأمعاء والذي كان أكثر حدة عند 3 أيام بعد العدوى من 8 أيام بعد العدوى. كان استخدام البريبايوتكس والبروبيوتيك كوقاية فعالا في تحسين ميكروبات الأمعاء والوزن المكتسب والشكل الميكروسكوبي للأمعاء، من استخدامها بعد الإصابة.

Issued also as CD

Text in English and abstract in Arabic & English.