Assessment of diagnostic tests for bovine brucellosis: systematic review, development and validation

dc.contributor.advisorDorneles, Elaine Maria Seles
dc.contributor.co-advisorPereira, Carine Rodrigues
dc.contributor.refereeLage, Andrey Pereira
dc.contributor.refereeFerreira, Fernando
dc.contributor.refereeDorneles, Elaine Maria Seles
dc.creatorSilva, Eduarda Moraes Magossi
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/7911945411199171
dc.date.accessioned2025-11-11T19:03:49Z
dc.date.issued2025-07-24
dc.description.abstractBovine brucellosis is a zoonotic disease caused mainly by Brucella abortus, with significant economic and health impacts on cattle herds, particularly in developing countries. To support surveillance and control programs, diagnostic tests especially serological assays are essential for monitoring herd health and guiding decision-making. However, several of these tests still present limitations that require further investigation. In the first chapter of this dissertation, a systematic review was conducted to identify key parameters in the development of Lateral Flow Assays (LFA) for the diagnosis of bovine brucellosis. Indirect LFAs were the most frequently reported (96%), with bovine serum as the primary sample type (95.83%), immunoglobulin- binding proteins as bioconjugates (58.33%), smooth lipopolysaccharide (sLPS) as the test-line antigen (62.5%), and colloidal gold (62.5%) or quantum dots (25%) as detection particles. In the second chapter, five indirect enzyme-linked immunosorbent assays (iELISAs) were evaluated to validate and compare diagnostic accuracy, considering potential interference from vaccine antigens and cross-reactions with antibodies against other Gram-negative bacteria. The assays developed with polysaccharide antigens (sLPS and OPS) achieved the highest performance, with diagnostic sensitivity and specificity above 99%. In contrast, assays employing crude antigens presented reduced performance (DSe and DSp ~96%), and the inactivated acetone antigen demonstrated poor results (below 80%), rendering it unsuitable for diagnostic purposes. These findings contribute to the field of bovine brucellosis diagnosis by identifying key methodological parameters that can support the future development of more robust and standardized LFA platforms and by demonstrating the superior accuracy of polysaccharide-based iELISAs. Together, these results provide important guidance for selecting antigens and detection strategies, improving the reliability of diagnostic tools and, consequently, enhancing surveillance and control programs for the disease.
dc.description.areastematicasdaextensaoMeio ambiente
dc.description.areastematicasdaextensaoSaúde
dc.description.areastematicasdaextensaoTecnologia e produção
dc.description.areastematicasdaextensaoTrabalho
dc.description.notesArquivo retido, a pedido da autoria, até novembro de 2026.
dc.description.odsODS 2: Fome zero e agricultura sustentável
dc.description.odsODS 3: Saúde e bem-estar
dc.description.odsODS 8: Trabalho decente e crescimento econômico
dc.description.odsODS 12: Consumo e produção responsáveis
dc.description.odsODS 15: Vida terrestre
dc.description.resumoA brucelose bovina é uma doença zoonótica causada principalmente por Brucella abortus, com impactos econômicos e sanitários significativos para os rebanhos, especialmente em países em desenvolvimento. Para subsidiar programas de vigilância e controle, os testes diagnósticos especialmente os sorológicos são essenciais para o monitoramento da saúde dos rebanhos e para a tomada de decisão. No entanto, muitos desses testes ainda apresentam limitações que demandam investigação adicional. No primeiro capítulo desta dissertação, foi realizada uma revisão sistemática para identificar os principais parâmetros empregados no desenvolvimento de testes do tipo Lateral Flow Assay (LFA) para o diagnóstico da brucelose bovina. Os LFAs indiretos foram os mais frequentemente relatados (96%), utilizando predominantemente soro bovino como amostra (95,83%), proteínas ligantes de imunoglobulinas como biomolécula de conjugação (58,33%), lipopolissacarídeo liso (sLPS) como antígeno da linha de teste (62,5%) e ouro coloidal (62,5%) ou pontos quânticos (25%) como partículas de detecção. No segundo capítulo, cinco ensaios de imunoabsorção enzimática indireta (iELISAs) foram avaliados quanto à acurácia diagnóstica, considerando a possível interferência de antígenos vacinais e reações cruzadas com anticorpos dirigidos a outras bactérias Gram-negativas. Os ensaios desenvolvidos com antígenos polissacarídicos (sLPS e OPS) apresentaram o melhor desempenho, com sensibilidade e especificidade diagnósticas superiores a 99%. Em contraste, os ensaios que utilizaram antígenos brutos apresentaram desempenho inferior (sensibilidade e especificidade em torno de 96%), e o antígeno inativado por acetona demonstrou resultados insatisfatórios (inferiores a 80%), tornando-o inviável para fins diagnósticos. Esses resultados contribuem para o campo do diagnóstico da brucelose bovina ao identificar parâmetros metodológicos que podem apoiar o desenvolvimento futuro de plataformas LFA mais robustas e padronizadas, bem como ao demonstrar a superioridade das iELISAs baseadas em antígenos polissacarídicos. Em conjunto, os achados fornecem subsídios importantes para a seleção de antígenos e estratégias de detecção, aprimorando a confiabilidade das ferramentas diagnósticas e, consequentemente, fortalecendo as ações de vigilância e controle da doença.
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq
dc.description.tipodeimpactoSociais
dc.description.tipodeimpactoTecnológico
dc.description.tipodeimpactoEconômicos
dc.identifier.citationSILVA, Eduarda Moraes Magossi. Assessment of diagnostic tests for bovine brucellosis: systematic review, development and validation. 2025. 59 p. Dissertação (Mestrado em Ciências Veterinárias) - Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2025.
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufla.br/handle/1/60456
dc.language.isoen_US
dc.publisherUniversidade Federal de Lavras
dc.publisher.collegeFaculdade de Zootecnia e Medicina Veterinária (FZMV)
dc.publisher.countrybrasil
dc.publisher.initialsUFLA
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciências Veterinárias
dc.rightsAttribution 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by/3.0/br/
dc.subjectBrucella abortus
dc.subjectAcurácia
dc.subjectSensibilidade diagnóstica
dc.subjectEspecificidade diagnóstica
dc.subjectGado
dc.subjectAccuracy
dc.subjectDiagnostic sensitivity
dc.subjectDiagnostic specificity
dc.subjectCattle
dc.subject.cnpqCIENCIAS AGRARIAS::MEDICINA VETERINARIA
dc.titleAssessment of diagnostic tests for bovine brucellosis: systematic review, development and validation
dc.typedissertação

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