Evaluation of an Experimental Irradiated Oocyst Vaccine to Protect Broiler Chicks Against Avian Coccidiosis

SUMMARY The current study investigates the use of irradiated oocysts to protect broiler chicks, raised on litter, from infection with multiple species of Eimeria. In order to determine the optimum radiation dose for each Eimeria species, 1-day-old chicks were immunized with oocysts of Eimeria maxima, Eimeria acervulina, or Eimeria tenella exposed to gamma radiation ranging from 0–500 Gy. The litter oocyst counts at 7 days postimmunization, and the effect on weight gain following a challenge infection, decreased with an optimum dose between 150–200 Gy. Based on this finding, broiler chicks were immunized with a mixture of E. maxima, E. acervulina, and E. tenella that had been exposed to 150 or 200 Gy. This resulted in more than a 100-fold reduction in litter oocyst counts and significant protection from a challenge infection, as measured by improved weight gain and feed conversion ratio (FCR). Immunization of birds with oocysts receiving 200 Gy was less effective in providing protection from a challenge infection. An additional formulation of vaccines containing two different oocyst doses of the three species that had been irradiated with 150 Gy were evaluated in their ability to attenuate oocyst output and convey protection to challenge. Results were similar with both high and low numbers of irradiated oocysts. Immunized chicks shed less oocysts at 7 days postimmunization and were protected from negative effects of challenge infection as measured by FCR, changes in weight gain, lesion scores, and measurement of body composition. However, the level of protection was somewhat less than that achieved by immunization with nonirradiated oocysts. The overall conclusion is that an irradiated oocyst vaccine developed in this study can effectively protect chicks that are raised on litter from challenge infection with multiple species of Eimeria, comparable to vaccines with virulent or precocious strains. RESUMEN Evaluación de una vacuna experimental con ooquistes irradiados en la protección de pollos de engorde contra la coccidiosis aviar. El presente estudio investigó el uso de ooquistes irradiados para proteger pollos de engorde criados sobre cama, contra la infección con múltiples especies de Eimeria. Con el fin de determinar la dosis óptima de radiación para cada especie de Eimeria, pollitos de un día de edad fueron inmunizados con ooquistes de Eimeria maxima, Eimeria acervulina, o de Eimeria tenella expuestos a la radiación gamma que fue desde 0 hasta 500 Gy. Los conteos de ooqistes en la cama a los siete días después de la inmunización y el efecto sobre el aumento de peso después del desafío disminuyeron con una dosis óptima de entre 150–200 Gy. Con base en este hallazgo, se inmunizaron pollos de engorde con una mezcla de E. maxima, E. acervulina, y de E. tenella que habían sido expuestas a 150 o 200 Gy. Esto dio lugar a una reducción de más de 100 veces en los recuentos de ooquistes en la cama y a una protección significativa contra el desafío, tal como se determinó por la mejora de la ganancia de peso y de la conversión alimenticia (FCR). La inmunización de las aves con ooquistes que recibieron 200 Gy fue menos eficaz en la protección contra el desafío. Una formulación adicional de vacunas que contenían dos dosis diferentes de ooquistes de las tres especies que habían sido irradiados con 150 Gy fue evaluada en su capacidad para atenuar la producción de ooquistes y para transmitir protección contra el desafío. Los resultados fueron similares con números de ooquistes irradiados altos y bajos. Pollos inmunizados eliminaron menos ooquistes a los siete días después de la vacunación y estuvieron protegidos contra los efectos negativos del desafío, determinados por la conversión alimenticia, por los cambios en la ganancia de peso, por las puntuaciones de lesiones y por la medición de la composición corporal. Sin embargo, el nivel de protección fue ligeramente menor que el alcanzado por la inmunización con ooquistes no irradiados. La conclusión general es que la vacuna de ooquistes irradiados desarrollada en este estudio puede proteger eficazmente a pollos criados sobre cama contra el desafío con múltiples especies de Eimeria, de manera comparable con las vacunas con cepas virulentas o precoces.