Large Animals Review, Anno 4, n. 3, Settembre 1998 73 PROFILO ISTOLESIVO DELLA SCRAPIE CAPRINA: STUDIO PRELIMINARE DELLA DISTRIBUZIONE DELLE LESIONI ISTOLOGICHE ENCEFALICHE NELLA SCRAPIE DELLE CAPRE IN SICILIA M.T. CAPUCCHIO*, F. GUARDA*, S. CARACAPPA**, V. DI MARCO** Riassunto Gli A. descrivono le lesioni istologiche encefaliche riscontrate in capre colpite da Scrapie in tre allevamenti della Sicilia. Il profilo lesivo osservato è omogeneo e presenta una distribuzione molto estesa (dal tronco encefalico alla corteccia cerebrale) lasciando pertanto supporre un unico agente infettante ed un’unica fonte di contagio nei tre focolai della malattia. Summary The Authors describe the histological lesions of the brain in cases of Scrapie observed in three different herds of goats in Sicilia. The pathological findings observed are very similar and with a wide topographical distribution. These conclusions let us hypothesize only one aetiological agent and one route of infection in the three different herds. INTRODUZIONE La Scrapie è una encefalopatia spongiforme trasmissibile che colpisce naturalmente pecore, capre (Parry, 1983) e mufloni (Wood e coll., 1992). Benché molti lavori siano stati pubblicati sulla patologia della malattia nell’ovino, la neuropatologia della Scrapie nelle capre è stata ancora poco studiata. La prima descrizione dettagliata risale agli anni ’60 (Hadlow, 1961), ad essa hanno fatto seguito altri lavori, ma sempre riferibili a Scrapie sperimentale (Hadlow, 1961; Zlotnik, 1961) o a malattia contratta da pecore infette a seguito di prolungato contatto con le capre (Zlotnik, 1964; Hadlow e coll., 1980). Solo più recentemente (1992) Wood e coll. hanno fornito dettagliate informazioni cliniche, epidemiologiche e neuropatologiche su casi di Scrapie naturale in capre che non avevano avuto contatti con ovini (Wood e coll., 1992; Wood e Done, 1992). Dai lavori sinora pubblicati sulla Scrapie caprina emerge un quadro istopatologico analogo alle altre TSE, caratterizzato da degenerazione neuronale, spongiosi e gliosi. Le lesioni appaiono però ristrette alle aree subcorticali (Zlotnik, 1964; Hadlow e coll., 1980) con raro coinvolgimento della corteccia cerebrale (Hadlow, 1961; Toumazos e Alley, 1990; Wood e Done, 1992). Nella presente nota gli autori descrivono e fanno alcune considerazioni sui quadri istopatologici osservati a livello encefalico nella Scrapie naturale delle capre in Sicilia. MATERIALI E METODI Il presente studio prende in considerazione una serie di casi di Scrapie diagnosticati durante l’anno 1997 in tre allevamenti ovi-caprini della Sicilia (Guarda e coll., 1997). Durante l’anno suddetto ed i primi mesi dell’anno 1998 circa 80 casi di Scrapie caprina sono stati osservati mediante esame clinico, istopatologico ed immunoistochimico (Capucchio e coll., 1998 in corso di pubblicazione). In molti di essi tuttavia è stato esaminato solo il tronco encefalico caudale e/o il diencefalo. 9 animali, originari dei tre allevamenti, sono stati sottoposti ad esame istopatologico di distretti ben specifici dell’encefalo al fine di poter valutare la distribuzione topografica delle lesioni. Gli animali, tutti adulti di età superiore ai due anni, erano nello stadio terminale della malattia con sintomato- SPECIE MINORI * Centro di Patologia Comparata Bruno Maria Zaini del Dipartimento di Patologia Animale, Facoltà di Medicina Veterinaria, Università degli Studi di Torino, Via Nizza 52, Torino * * Istituto Zooprofilattico Sperimentale della Sicilia “A. Mirri”, Via Rocco Dicillo 4, Palermo 74 Profilo istolesivo della scrapie caprina logia clinica ben manifesta (Guarda e coll., 1997). Si trattava dei primi casi comparsi nei diversi focolai, peraltro clinicamente non distinguibili dai casi registrati nei mesi successivi fra gli animali adulti. Gli encefali delle capre oggetto d’indagine sono stati fissati in formalina tamponata al 10%. Di 2 soggetti è stato anche esaminato il midollo spinale e precisamente i segmenti C7-T1 e T8-T10. Dopo un adeguato periodo di fissazione, gli encefali sono stati sezionati in modo da ottenere i distretti principali del SNC e precisamente: midollo allungato (almeno due sezioni e cioè una in corrispondenza del nucleo facciale e una in corrispondenza dell’obex), ponte, cervelletto, mesencefalo, diencefalo, area settale, gangli basali, corteccia cerebrale parietale e frontale. I seguenti blocchi inclusi in paraffina e sezionati ad uno spessore di circa 5 µm sono stati colorati con ematossilina-eosina ed osservati al microscopio ottico. I preparati istologici ottenuti dagli stessi distretti encefalici sono stati inoltre sottoposti a colorazioni più specifiche quali la Luxol-Cresil violetto e la reazione immunoistochimica per l’evidenziazione delle glicoproteine fibrillari (GFAP) utilizzando un anticorpo policlonale della Dako e il metodo ABC (Vectastain ABC Vector Laboratories Inc. Burlingame CA 94010). La diagnosi di Scrapie è stata confermata mediante reazione immunoistochimica per l’evidenziazione della PrPSc utilizzando un anticorpo policlonale prodotto contro la PrP patologica di hamsters infettati con il ceppo 263K di Scrapie (Pocchiari e coll., 1994). La prova, effettuata con il metodo ABC (Vectastain ABC Vector Laboratories) (Capucchio e coll., 1998), è stata condotta anche su campioni di milza, tonsille e linfonodi (prescapolari, mesenterici e mediastinici). e la degenerazione neuronale vera e propria che include la cromatolisi, l’ipercromaticità fino alla neuronofagia con perdita dei neuroni stessi. Le lesioni spongiformi coinvolgono in misura maggiore il tronco encefalico caudale (midollo allungato in particolare) (Fig. 4) e in parte i grossi neuroni dei nuclei talamici. L’entità della vacuolizzazione è variabile, in genere non FIGURA 1 - SNC capra: corteccia cerebellare: focolai diffusi di PrPsc (immunoistochimica con Ac policlonale, metodo ABC, 200x). RISULTATI L’esame istopatologico complessivo ha rivelato lesioni di tipo spongiforme coinvolgenti tanto i neuroni quanto il neuropilo anche se la vacuolizzazione extraneuronale è alquanto più severa in molti settori. Queste lesioni sono poi accompagnate da degenerazione e perdita neuronale di grado più o meno intenso coinvolgente soprattutto le cellule di Purkinje del cervelletto ed i neuroni dei nuclei talamici. In tutti i casi è poi presente astrocitosi di entità variabile. I risultati complessivi dei quadri istopatologici osservati nelle diverse aree esaminate sono stati schematizzati nella Tabella 1. L’immunocolorazione per la ricerca della PrP è risultata positiva non solo a livello cerebrale (Fig. 1), ma anche negli organi linfatici per lo più in forma di depositi granulari citoplasmatici in cellule linfoidi e non (Figg. 2 e 3). Tali risultati, peraltro analoghi a quelli osservati da altri autori nella Scrapie naturale delle pecore e delle capre (van Keulen e coll., 1996; Agrimi e coll., 1998) sono in corso di approfondimento. FIGURA 2 - Milza capra: depositi granulari citoplasmatici di PrPsc a livello di cellule linfoidi e non (immunoistochimica con Ac policlonale, metodo ABC, 200x). Lesioni neuronali Come in tutte le TSE le lesioni neuronali comprendono la vacuolizzazione dei pericari e/o dei loro prolungamenti FIGURA 3 - Linfonodo prescapolare, capra: depositi granulari citoplasmatici di PrPSc a livello di cellule linfoidi e non (immunoistochimica con Ac policlonale, metodo ABC, 200x). Large Animals Review, Anno 4, n. 3, Settembre 1998 75 Tabella 1 Gravità delle lesioni istopatologiche del SNC e loro localizzazione Lesioni istopatologiche Midollo spinale Bulbo Ponte Cervelletto Mesencefalo Diencefalo Talamo Telencefalo Vacuoli neuronali Nucleo cuneato Nucleo ipoglosso Nucleo dorsale vago Nucleo tratto solitario Nucleo trigemino Nucleo facciale Nuclei olivari Nucleo del rafe Nuclei vestibolari Nucleo dorsale c. trapezoide Cellule di Purkinje Strato molecolare Strato granuloso Nucleo rosso Nucleo oculo-motore Sostanza grigia centrale Ipotalamo Subtalamo N. ant. ventrale N. ant. mediale N. ventrale N.med. dorsale N. lat. dorsale S. grigia centr. Corpo gen. laterale Corpo gen. mediale Ippocampo Abenula Pulvinar Caput nucleo caudato N. accumbens septi Corteccia parietale Corteccia frontale +\++ +\++ + +\ +\++ +\++ - \+++ Degenerazione perdita neuroni + +\ +\ +\ - + ++ ++ + ++ + ++ + + + + + + + ++ ++ +\ +\ - Astrocitosi ++ +\+++ ++ +++ ++\+++ ++ ++ - \+ - \++ + +\++ +\ ++ ++ ++ ++ +\++ + + + ++ +++\++ +\ +\ - Spongiosi +\ + + + + + ++\ ++\ +\++ + ++ ++ ++\+++ ++\+++ +++ ++\+++ ++\+++ ++\+++ ++ + + + +++\++ +++\++ +++ + + + ++ +\++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ + + ++ ++ ++ ++ ++ molto rilevante (Fig. 5); in un solo animale, a livello di nucleo facciale, il numero di vacuoli neuronali è più elevato (Fig. 6). La degenerazione neuronale presenta una distribuzione piuttosto omogenea in tutto l’encefalo compresa la cortec- cia cerebrale (Fig. 7). Il fenomeno è però leggermente più evidente a livello di corteccia cerebellare, ove coinvolge in particolare lo strato granulare e le cellule di Purkinje che si presentano ipercromatiche e numericamente ridotte, di nuclei talamici (soprattutto nucleo anteriore laterale dor- FIGURA 4 - SNC capra: midollo spinale cervicale: vacuolizzazioni multiple in un motoneurone; (E-E 400x). FIGURA 5 - SNC capra: corteccia cerebellare: grande vacuolo in una cellula di Purkinje; (E-E. 400x). SPECIE MINORI Distretti encefalici 76 Profilo istolesivo della scrapie caprina FIGURA 6 - SNC capra: nucleo facciale del bulbo: vacuoli nei pericari neuronali; (E-E 400x). FIGURA 8 - SNC capra: corteccia cerebellare: vacuoli nelle cellule di Purkinje e spongiosi nello strato granulare. (E-E 200x). FIGURA 7 - SNC capra: corteccia cerebrale: vacuoli e degenerazione neuronale. (E-E 200x). FIGURA 9 - SNC capra: talamo: spongiosi del neuropilo, degenerazione neuronale e astrocitosi. (E-E 200x). sale e nucleo anteriore ventrale) e di corpi genicolati laterale e mediale. Spongiosi del neuropilo La vacuolizzazione del neuropilo rappresenta la lesione più grave e più estesa in tutti i casi di Scrapie sinora osservati nei tre allevamenti siciliani. Si tratta di vacuoli più o meno regolari distribuiti in modo piuttosto uniforme in numerosi distretti encefalici. Le aree coinvolte in misura maggiore sono il midollo allungato (soprattutto nucleo dell’ipoglosso, nucleo dorsale del vago e nucleo del tratto solitario), gli strati molecolare e granulare del cervelletto (Fig. 8), i nuclei talamici (Fig. 9), il subtalamo, l’ipotalamo, il pulvinar, il nucleo caudato e il nucleus accumbens septi (Fig. 10). FIGURA 10 - SNC capra: nucleus accumbens septi: notevole spongiosi del neuropilo. (E-E 200x). Astrocitosi DISCUSSIONE L’astrocitosi è presente in tutti gli animali esaminati senza raggiungere una particolare intensità e senza avere una specifica localizzazione. Anche se leggermente più evidente a livello di midollo allungato e di diencefalo, non può essere correlata chiaramente con le altre lesioni istologiche osservate. Le alterazioni neuropatologiche che emergono nei casi di Scrapie caprina presi in considerazione, sono piuttosto omogenee ed ampiamente distribuite nell’intero encefalo. La spongiosi del neuropilo in particolare rappresenta la lesione più evidente non solo a livello di tronco encefalico caudale, ma anche a livello diencefalico e sottocorticale. Large Animals Review, Anno 4, n. 3, Settembre 1998 Ringraziamenti Gli Autori ringraziano per la collaborazione i Dr. Domenico Vicari, Pietro Zanghì, i tecnici Grazia Rubino Giusi Alimena, Sandra Alsano e Giovanni Sorce. Parole chiave Scrapie, capre, encefalo, lesioni istologiche. Key words Scrapie, goats, brain, histological lesions. Bibliografia Agrimi U., Di Guardo G., Eleni C., Marcon S., Di Bari M.A., Ligios C., Fazzi P., Cardone F., Pocchiari M. (1997) - Caratterizzazione del profilo istolesivo ed immunolocalizzazione della PrPSc in casi naturali di Scrapie ovina Congresso APIV Grosseto. Agrimi U., Busani L., Marcon S., Di Bari M., Troiano P., Petrella A., Gioffreda C., Eleni C., Casalone C., Caramelli M., Pocchiari M., Di Guardo G. (1998) - Distribuzione della PrPres in tessuti linfatici di capre affette da Scrapie - Congresso nazionale S.I.P.A.O.C. Palermo, 16-19/04/1998. Capucchio M.T., Guarda F., Isaia M.C., Caracappa S., Di Marco V. - Natural occurrence of Scrapie in goats in Italy - in corso di pubblicazione su The Veterinary Record. Guarda F., Capucchio M.T., Isaia M.C., Di Marco V., Caracappa S. (1997) - La Scrapie in tre allevamenti caprini in Sicilia - Large Animals Review 3 (3): 69- 74. Hadlow W.J. (1961) - The pathology of experimental Scrapie in the dairy goat - Res Vet Sci. 2:289-314. Hadlow W.J., Kennedy R.E., Race R.E., Eklund C.K. (1980) - Virologic and neurohistologic findings in dairy goats affected with natural Scrapie Vet. Path. 17:187-199. Hadlow W.J., Race R.E., Kennedy R.C. (1987) - Experimental infection of sheeep and goats with transmissible mink encephalopathy virus - Can. J. Vet. Res. 51:135-144. Parry H.B. (1983) - Scrapie disease of sheep. Ed D.R. Oppenheimer. Oxford, Academic Press, p. 1. Pocchiari M., Xi Y.G., Ingrosso L., Ladogana A., Cardone F., Masullo C., Righetto Z., Bigon E., Di Martino A., Callegaro L. (1994) Immunodiagnosis of bovine spongiform encephalopathy - Livestock Prod. Sci. 38: 41-46. Toumazos P., Alley M.R. (1989) - Scrapie in goats in Cyprus - New Zealand Vet J. 37:160-162. Van Keulen L.J.M., Schreuder B.E.C., Meloen R.H., Mooij-Harkes G., Vromans M.E.W., Langeveld J.P.M. (1996) - Immunohistochemical detection of prion protein in lymphoid tissues of sheep with natural Scrapie - J. Clin. Microbiol. 34(5): 1228-1231. Wood J.L.N., Done S.H. (1992) - Natural Scrapie in goats: neuropathology Vet. Rec. 131:93-96. Wood J.N.L., Done S.H., Pritchard G.C., Wooldridge M.J.A. (1992) - Natural Scrapie in goats: case histories and clinical signs - Vet. Rec. 131: 6668. Wood J.N.L., Lund L.J., Done S.H. (1992) - The natural occurrence of Scrapie in mufflon - Vet. Rec. 130:25-27. Wood J.L.N., McGill I.S., Done S.H., Bradley R. (1997) - Neuropathology of Scrapie: a study of the distribution patterns of brain lesions in 222 cases of natural Scrapie in sheep, 1982-1991 - Vet. Rec. 140: 167-174. Zlotnik I. (1961) - The histopathology of the brain of goats affected with Scrapie - J Comp Path 71: 440- 448. Zlotnik I. (1964) - Report of Scrapie Seminar, Agricultural Research Service 91-53 Washington DC US Department of Agriculture, p. 213. Zlotnik I., Rennie J.C. (1965) - Experimental transmission of mouse passaged Scrapie to goats, sheep, rats and hamsters - J. Comp Path 75:147- 157. SPECIE MINORI Tra i distretti più colpiti l’attenzione va posta sui nuclei settali e sul nucleus accumbens septi che sembrano essere affetti per lo più nella Scrapie caprina sperimentale più che in quella naturale (Hadlow, 1961) anche se Wood e Done recentemente ne hanno osservato il coinvolgimento in casi di Scrapie naturale delle capre (1992). Queste aree risultano essere distretti cerebrali gravemente lesi anche in casi di Scrapie ovina naturale riportati da Agrimi e coll. nel 1997 in Sardegna. È interessante la presenza pressoché costante di spongiosi e astrogliosi a livello ipotalamico e subtalamico che dalla letteratura disponibile risulta rara ed incostante (Hadlow, 1961; Hadlow e coll., 1980). Nei casi oggetto del presente studio è inoltre stato osservato un certo coinvolgimento della corteccia cerebrale frontale e parietale che si estrinseca essenzialmente in aumento degli astrociti, occasionale degenerazione e perdita neuronale con satellitosi. In passato le aree corticali erano scarsamente considerate e ritenute raramente colpite; la presenza di lesioni nel neopallio è descritta chiaramente per la prima volta nelle capre da Wood e Done nel 1992. Simili lesioni corticali sono invece frequentemente osservate in alcune razze di pecore con Scrapie (Wood e Done, 1992), nel muflone (Wood et al, 1992) ed in casi di Scrapie ovi-caprina indotti sperimentalmente (Zlotnik e Rennie, 1965; Hadlow e coll., 1987). A seguito delle osservazioni emerse dal presente lavoro risulta un profilo istolesivo uniforme nei vari animali, simile a quello descritto nel 1992 da Wood e Done. Il riscontro di lesioni analoghe, anche se apparentemente più gravi nei distretti corticali, sottocorticali e diencefalici, in alcune pecore presenti negli stessi allevamenti in osservazione, farebbe ipotizzare un’unica modalità di contagio, perlomeno all’inizio della patologia, in tutti gli animali ed una probabile identità del ceppo infettante nei diversi focolai oggetto di indagine. La disponibilità di dati epidemiologici, clinici e neuropatologici dell’evoluzione della patologia ed il raggiungimento di risultati significativi con prove sperimentali potranno forse aiutare ad avvalorare o meno le ipotesi sopra formulate. 77