Protection of Broiler Chicks Housed with Immunized Cohorts Against Infection with Eimeria maxima and E. acervulina

SUMMARY The use of live oocyst vaccines is becoming increasingly important in the control of avian coccidiosis in broilers. Knowledge of the mechanisms employed when chicks uptake oocysts and become immune is important for optimizing delivery of live vaccines. The current study tests the hypothesis that chicks not initially immunized may ingest oocysts by contact with litter containing oocysts shed by immunized cohorts. In Experiment 1, day-old broiler chicks were housed in pens containing clean litter. In Trial 1, 100% of chicks in some pens were immunized with 2.5 × 103 Eimeria acervulina oocysts while in other pens only 75% of chicks were immunized and remaining cohorts within the pens were not immunized. Other pens contained chicks that served as nonimmunized nonchallenged controls or nonimmunized challenged controls (NIC). On day 21, birds were given a homologous challenge of 6 × 105 oocysts. A second identical trial was conducted, except birds were immunized with 500 Eimeria maxima oocysts and were challenged with 3 × 103 E. maxima oocysts. In Experiment 2, 100% of chicks in some pens were immunized with 500 E. acervulina oocysts while in other pens either 75% or 50% of the birds were immunized. On day 14, birds were challenged with 1 × 106 oocysts. Trial 2 was identical to Trial 1 except that birds were immunized with 100 E. maxima oocysts and challenged with 1 × 106 oocysts. For all experiments weight gain, feed conversion ratio (FCR), plasma carotenoids, and litter oocyst counts were measured. In Experiment 1, the level of protection in groups containing 25% nonimmunized cohorts, as measured by weight gain, carotenoid level, FCR, and oocyst litter counts, was identical to groups containing 100% immunized chicks. In Experiment 2, pens where 50% or 75% of birds were immunized with either E. maxima or E. acervulina were not well protected from decreases in weight gain and plasma carotenoids nor from increases in litter oocyst counts following a challenge infection administered on day 14 relative to NIC. In addition, pens of birds where 100% of chicks were immunized were not well protected compared to NIC, and resistance to coccidiosis infection in immunized chicks was less than resistance in chicks challenged at 21 days. These results in total suggest that, when birds are challenged after 21 days, cohorts are protected from detrimental effects of challenge infection. However, when challenge infection is given at 14 days, cohorts are not well protected. The results support a conclusion that protection to coccidiosis is conveyed to cohorts by contact with oocysts shed into the litter by immunized chicks, but this resistance may take 14 days to develop. RESUMEN Protección en pollos de engorde alojados con cohortes inmunizados contra Eimeria maxima y E. acervulina. El uso de vacunas con ooquistes vivos es cada vez más importante en el control de la coccidiosis aviar en pollos de engorde. El conocimiento de los mecanismos empleados cuando los pollos ingieren los ooquistes y adquieren inmunidad es importante para optimizar los métodos de aplicación de vacunas vivas. El presente estudio pone a prueba la hipótesis de que pollos no inmunizados previamente pueden ingerir ooquistes mediante el contacto con cama con ooquistes eliminados por pollos cohortes inmunizados. En el experimento 1, pollos de engorde de un día fueron alojados en corrales que contenían cama limpia. En el Ensayo 1, el 100% de los pollos en algunos de los corrales fueron inmunizados con 2.5 × 103 ooquistes de Eimeria acervulina, mientras que en otros corrales se inmunizó sólo al 75% de los pollos y el resto de cohortes dentro de los corrales no fueron inmunizados. Otros corrales contenían pollos que sirvieron como controles no inmunizados y no desafiados, o como controles no inmunizados y desafiados (NIC). En el día 21, las aves se expusieron a un desafío homólogo de 6 × 105 ooquistes. Un segundo ensayo idéntico se llevó a cabo, pero las aves fueron inmunizadas con 500 ooquistes de Eimeria maxima y se desafieron con 3 × 103 ooquistes de E. maxima. En el Experimento 2, el 100% de los pollos en algunos corrales se inmunizaron con 500 oocistos de E. acervulina, mientras que en otros corrales se inmunizaron ya sea el 75% o el 50% de las aves. En el día 14, las aves fueron desafiadas con 1 × 106 ooquistes. El ensayo 2 fue idéntico al ensayo 1, excepto que las aves fueron inmunizadas con 100 ooquistes de E. maxima y desafiados con 1 × 106 ooquistes. En todos los experimentos se midió el aumento de peso, la conversión alimenticia (FCR), carotenoides en plasma y conteos de ooquistes en la cama. En el Experimento 1, el nivel de protección en los grupos que contenían un 25% de los cohortes no inmunizados, de acuerdo a las determinaciones de aumento de peso, nivel de carotenoides, conversión alimenticia y por conteos de ooquistes en la cama, fue idéntico a los grupos que contenían 100% de los pollitos inmunizados. En el Experimento 2, los corrales donde 50% o 75% de las aves fueron inmunizados con E. maxima o con E. acervulina no estuvieron bien protegidos contra disminuciones en la ganancia de peso y de carotenoides plasmáticos, ni contra aumentos en los recuentos de ooquistes en la cama después del desafío en el día 14 en comparación con el grupo control no inmunizado y desafiado. Además, los corrales en donde se inmunizó al 100% de los pollos no estaban bien protegidos en comparación con el grupo control no inmunizado y desafiado y la resistencia a la infección por coccidiosis en pollos inmunizados fue menor que la resistencia observada en los pollos desafiados a los 21 días. En conjunto, estos resultados sugieren que cuando las aves se desafían después de los 21 días, los cohortes están protegidos de los efectos perjudiciales del desafío. Sin embargo, cuando el desafío se realizó a los 14 días, las aves cohortes no estuvieron bien protegidas. Los resultados apoyan la conclusión de que la protección contra la coccidiosis se transmite a las aves cohortes por el contacto con ooquistes en la cama diseminados por los pollos inmunizados, pero esta resistencia puede tomar 14 días para desarrollarse.