In vitro and in vivo effects of deoxynivalenol (DON) mycotoxin on porcine reproductive and respiratory syndrome virus (PRRSV) in piglets

Les récoltes de céréales sont souvent contaminées par des moisissures qui se développent pendant la récolte et l’entreposage et produisent des métabolites secondaires appelés mycotoxines. Le porc est reconnu pour être sensible au déoxynivalénol (DON). L’infection virale la plus importante chez le porc est causée  par le virus du syndrome reproducteur et respiratoire porcin (VSRRP).  Celui-ci provoque un syndrome grippal et des troubles de reproduction. L’objectif du présent projet était de déterminer l'effet in vitro de DON sur la réplication du VSRRP dans de lignées cellulaires permissives, MARC-145 et PAM, et déterminer in vivo l'impact de DON dans des aliments naturellement contaminés sur l’infection au VSRRP chez le porcelet. Tout d’abord, les cellules ont été incubées avec des doses croissantes de DON et ont été infectées avec du VSRRP pour évaluer la viabilité et la mortalité cellulaire, la réplication virale et l’expression de cytokines. Les résultats ont montré que les concentrations de DON de 560ng/ml et plus affectaient significativement la survie des cellules MARC-145 et PAM infectées par le VSRRP. En revanche, il y avait une augmentation significative de la viabilité et une réduction de la mortalité cellulaire à des concentrations de DON de 140 à 280 ng/ml pour les cellules PAM et de 70 à 280 ng/ml pour les cellules MARC-145 avec une réduction de l'effet cytopathique provoqué parle VSRRP. Au niveau in vivo, 30 porcelets divisés en 3 groupes de 10 porcelets et nourris pendant 2 semaines avec 3 différentes diètes naturellement ont été contaminées avec DON (0; 2,5 et 3,5 mg/kg). Les porcelets ont été subdivisés en 6 groupes, 3 groupes de 6 porcelets et ont été exposés au DON pendant 2 semaines et infectés par voie intratrachéale et intramusculaire avec le virus. Les 3 autres groupes de 4 porcelets servaient de contrôle non infectés. Les signes cliniques ont été enregistrés pendant 21 jours. La virémie a été évaluée par PCR. À la fin de l’expérimentation, les porcelets ont été euthanasiés et les lésions pulmonaires ont été évaluées. Les résultats ont montré que l’ingestion de DON à 3,5 mg/kg a augmenté l’effet du VSRRP sur la sévérité des signes cliniques, les lésions pulmonaires et la mortalité. L’ingestion de DON à 2,5 mg/kg a entrainé une augmentation de la virémie au jour 3 après l’infection mais sans impact sur les signes cliniques et les lésions pulmonaires.  Mot clés: DON, VSRRP, MARC-145, PAM, effet cytopathique, cytokines, PCR Cereal crops are often contaminated with moulds that grow during harvest and storage and produce secondary metabolites called mycotoxins. Pig is known to be sensitive to deoxynivalenol (DON). On the other hand, infection by porcine reproductive and respiratory syndrome virus (PRRSV) causes a flu-like syndrome and reproductive disorders. The objectives of this project were to determine the in vitro effect of DON on the replication of PRRSV in permissive cell lines, MARC-145 and PAM and the in vivo impact of DON-naturally contaminated feed on PRRSV infection in piglets. Firstly, cells were incubated with gradually increasing doses of DON and were infected with PRRSV to evaluate cytopathic effect and to assess cell viability, virus replication and cytokine mRNA expression on infected and uninfected cells. Results showed that DON concentrations of 560 ng/ml and higher were significantly detrimental to the survival of MARC-145 cells infected with PRRSV. In contrast, there was a significant increase of cell viability and decreased of cell mortality at DON concentrations within 140 to 280 ng/ml for PAM cells and 70 to 280 ng/ml ranges for MARC-145 showing a reduced cytopathic effect (CPE) caused by PRRSV. In vivo study was carried out on 30 piglets divided into 3 groups of 10 piglets fed naturally contaminated diets with different levels of DON; 0, 2.5 and 3.5 mg/kg. After 2 weeks, pigs were further divided into 6 subgroups, 3 subgroups of 6 piglets were infected intra tracheally and intramuscularly with PRRSV. The other 3 subgroups of 4 piglets were used as uninfected controls. Clinical signs were recorded for 21 days post-infection (p.i.). Sera were evaluated for viremia by PCR. At the end of the experiment, piglets were euthanized and pulmonary lesions were evaluated. Results showed that ingestion of diet highly contaminated with DON at 3.5 mg/kg increased the effect of PRRSV infection on the severity of clinical signs, weight loss, lung lesions and mortality. Diet with DON at 2.5 mg/kg showed an increase of viremia at day 3 but had not significant impact on clinical signs and lung lesions. Keywords: DON, PRRSV, MARC-145, PAM, cytopathic effect, cytokines, PCR

Keyphrases: DON, VSRRP, MARC-145, PAM, Effet cytopathique, Cytokines, PCR, DON, MARC-145, PAM, Cytokines, PCR, PRRSV, Cytopathic effect