A Study of the Distribution Patterns and Levels of Salmonella Enteritidis in the Immune Organs of Ducklings After Oral Challenge by Serovar-Specific Real-Time PCR

Abstract The objective of this study was to understand the distribution patterns and levels of Salmonella Enteritidis (SE) in the immune organs of ducklings after oral challenge. We conducted serovar-specific real-time polymerase chain reaction (PCR) for SE to detect the genomic DNA of SE in the blood and immune organs, including the bursa of Fabricius, thymus, spleen, and Harderian gland, from ducklings after oral challenge at different time points. The results showed that SE was consistently detected in all the samples. The Harderian gland and spleen tested positive at 8 hr postinoculation (PI). The organism was detected in the blood, bursa of Fabricius, and thymus at 10 hr PI. The copy number of SE DNA in each tissue reached a peak at 24–36 hr PI. The spleen, blood, and Harderian gland contained high concentrations of SE, whereas the thymus and bursa of Fabricius had low concentrations. SE populations began to decrease and were not detectable at 2 days PI, but they were still present up to 9 days PI in the spleen, without producing any apparent symptoms. To validate these results, the indirect immunofluorescent antibody (IFA) technique was used, and the IFA results were similar to those of the fluorescent quantitative-PCR. In conclusion, the results provided insight into the SE life cycle in the immune organs; furthermore, the Harderian gland and spleen were determined to be the primary sites of invasion among the immune organs of normal ducklings after oral SE challenge. This study will help in understanding the pathogenesis of SE infection in vivo and may help in the development of a live Salmonella vaccine in the future. Nota de Investigación—Estudio de los niveles y patrones de distribución de Salmonella Enteritidis en los órganos inmunológicos de patos jóvenes posterior a un desafío oral, mediante una prueba de reacción en cadena por la polimerasa en tiempo real específica de serovar. El objetivo del presente estudio fue evaluar los niveles y patrones de distribución de Salmonella Enteritidis en los órganos inmunológicos de patos jóvenes posterior a un desafío oral. A diferentes tiempos después de la inoculación, se realizó la prueba de reacción en cadena por la polimerasa en tiempo real para Salmonella Enteritidis para detectar el ADN genómico de la Salmonella Enteritidis en la sangre y órganos inmunes (bolsa de Fabricio, timo, bazo y glándula de Harder) en patos jóvenes. Los resultados mostraron que la Salmonella Enteritidis se detectó consistentemente en todas las muestras. La glándula de Harder y el bazo resultaron positivos ocho horas posteriores a la inoculación (P.I.). El organismo se detectó en la sangre, en la bolsa de Fabricio y en el timo diez horas P.I. El número de copias de ADN de Salmonella Enteritidis en cada tejido alcanzó un nivel máximo entre 24 y 36 horas P.I. El bazo, la sangre y la glándula de Harder contenían altas concentraciones de Salmonella Enteritidis, mientras que el timo y bolsa de Fabricio mostraron concentraciones bajas. Las poblaciones de Salmonella Enteritidis comenzaron a disminuir y dejaron de ser detectables dos días P.I, pero en el bazo estaban presentes hasta por nueve días P.I sin producir síntomas aparentes. Para validar estos resultados se utilizó la técnica de inmunofluorescencia indirecta, los resultados de esta prueba fueron similares a los de la prueba de reacción en cadena por la polimerasa cuantitativa de fluorescencia. En conclusión, los resultados proporcionaron información sobre el ciclo de vida de la Salmonella Enteritidis en los órganos inmunológicos; adicionalmente se determinó que la glándula de Harder y el bazo son los sitios primarios de invasión entre los órganos inmunológicos de patos jóvenes normales luego de un desafío con Salmonella Enteritidis. Este estudio aporta al conocimiento sobre la patogénesis de la infección de Salmonella Enteritidis in vivo y puede ayudar en el futuro al desarrollo de vacunas vivas contra Salmonella. Abbreviations: FQ-PCR = real-time fluorescence-based quantitative polymerase chain reaction; IFA = indirect immunofluorescent antibody; Ig = immunoglobulin; LD50 = medial lethal dose; NO = nitric oxide; PBS = phosphate-buffered saline; PI = postinoculation; SE = Salmonella Enteritidis