Vet. Res. 33 (2002) 669-684
DOI: 10.1051/vetres:2002048

Experimental infection of specific pathogen free (SPF) cats with two different strains of Bartonella henselae type I: A comparative study

Kazuhiro Yamamoto^a, Bruno B. Chomel^a, Rickie W. Kasten^a, Carrie M. Hew^a, David K. Weber^b and Wilson I. Lee<sup>a

a</sup>  Department of Population Health and Reproduction, School of Veterinary Medicine, University of California, Davis, CA, 95616, USA
^b  Center for Companion Animal Health, School of Veterinary Medicine, University of California, Davis, CA, 95616, USA

(Received 3 January 2002; accepted 5 April 2002)

Abstract
Domestic cats are the reservoir of Bartonella henselae, the main causative agent of cat scratch disease. We compared B. henselae type I infection characteristics in 6 SPF cats infected with a feline strain (4.8 10 ⁷ colony-forming units (CFU)/mL) and in 6 SPF cats infected with the reference Houston I strain (6.6 10 ⁶ CFU/mL to 9.6 10 ⁷ /mL). All the cats inoculated with the feline strain, but none of the cats inoculated with B. henselae Houston I, developed a fever within 2-12 days (mean: 5.8 days) post inoculation (PI), which lasted for 1-2 weeks. However, all 12 cats became bacteremic. The duration of bacteremia was significantly longer in the cats inoculated with the feline strain (mean: 237 days) than in the cats inoculated with Houston I strain (mean: 60 days) ( p < 0.01). Five (83%) cats inoculated with the feline strain and none of the six cats inoculated with B. henselae Houston I had relapsing bacteremia ( p = 0.02). IgG antibodies were detected by IFA within 1-2 weeks for both strains, but peaked later (week 10 versus week 3 PI) for the feline strain. By ELISA, using antigens of each B. henselae strain, all 12 cats developed Bartonella specific IgM and IgG antibodies, but the cats infected with B. henselae Houston I antigen yielded significantly lower optical density values ( p < 0.05). By SDS-PAGE, PFGE and Western blotting, protein profile differences (84 to 89% homology) were observed between the two strains. If a feline vaccine is to be developed in order to prevent human infection, the choice of the vaccine strain will be critical, since major differences were identified even between strains belonging to the same sero/genotype.

Résumé
Étude comparative de l'infection expérimentale de chats sans germe pathogène spécifique avec deux souches différentes de Bartonella henselae type I. Le chat domestique constitue le réservoir de Bartonella henselae, l'agent principal de la maladie des griffes du chat. Les caractéristiques de l'infection expérimentale de chats domestiques sans germe pathogène spécifique par une souche féline de B. henselae type I (6 chats recevant une dose de 4,8 10 ⁷ colonies/mL) ou de la souche de référence Houston I (6 chats recevant entre 6,6 10 ⁶ et 9,6 10 ⁷ colonies/mL) sont présentées. Les six chats infectés avec la souche féline, mais aucun des six chats infectés avec la souche Houston I, développèrent de la fièvre 2 à 12 jours après l'inoculation (moyenne : 5,8 jours) et celle-ci dura entre 1 et 2 semaines. Cependant, les 12 chats devinrent bactériémiques, mais la bactériémie dura significativement plus longtemps chez les chats infectés par la souche féline (moyenne : 237 jours) que chez les chats infectés par la souche Houston I (moyenne : 60 jours) ( p < 0.01). La majorité (83 %) des chats inoculés avec la souche féline présentèrent des récurrences de bactériémie, alors qu'aucun des chats inoculés avec la souche Houston I n'en présenta ( p < 0.02). Les anticorps IgG, détectés par immunofluorescence chez tous les chats entre 1 et 2 semaines après l'inoculation, atteignirent leur acmée plus tardivement pour les chats infectés par la souche féline (10 semaines au lieu de 3 semaines après infection). En utilisant une technique ELISA, la réponse sérologique en anticorps IgM et IgG était significativement moins forte chez les chats infectés par la souche Houston I que chez les chats infectés par la souche féline ( p < 0.05). Par électrophorèses en gel de polyacrylamide et en champ pulsé et par Western blot, les profils protéiques présentaient 84 % à 90 % d'homologie. Si un vaccin à usage félin pour prévenir les infections humaines venait à être développé, le choix de la souche vaccinale serait critique, puisque des différences majeures furent identifiées entre deux souches appartenant pourtant au même sérotype/génotype.

Key words: Bartonella henselae / bacteremia / IFA / ELISA / Western blotting / cat

Mots clés : Bartonella henselae / bactériémie / chat / sérologie / Western blot

Correspondence and reprints: Bruno B. Chomel Tel.: (1) 530 752 8112; fax: (1) 530 752 2377;
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