Integrated Hematological, Pathological and Immunological Responses to Experimental Salmonella Enteritidis Infection in Broiler Chickens

Abstract

Salmonellosis, caused by bacteria of the genus Salmonella, is one of the most important enteric diseases affecting humans and animals worldwide, with poultry serving as a major reservoir for zoonotic transmission. Despite extensive research on pathogen detection and disease prevention, comprehensive characterization of the hematological, pathological, and immunological responses to Salmonella enterica serovar Enteritidis (S. Enteritidis) infection in broiler chickens remains limited. This study aimed to characterize the clinical manifestations, hematological alterations, intestinal histopathological changes, and cytokine expression associated with S. Enteritidis infection in broiler chickens. Twenty Cobb 500 broiler chickens were randomly allocated to a control group (n = 10) or an infected group (n = 10), with the latter inoculated with S. Enteritidis ATCC 13076. Clinical observations, biometric measurements, hematological analyses, histopathological examinations, and immunohistochemical assessments of ileal IL-2 and TNF-a expression were performed. Infected chickens developed clinical signs consistent with salmonellosis and exhibited lower body weight gain than controls. Histopathological examination revealed predominantly inflammatory lesions in the intestine, while hematological analyses demonstrated significant alterations in leukocyte parameters, indicating a systemic hematological response to infection. However, ileal IL-2 and TNF-a expression did not differ significantly between groups. S. Enteritidis infection was characterized primarily by intestinal inflammation accompanied by systemic hematological alterations, whereas tissue-level cytokine expression was not significantly altered at the time of sampling. The absence of significant TNF-a upregulation may reflect the temporal dynamics of cytokine production, suggesting that sampling may have occurred after the peak of the early innate inflammatory response. Similarly, the lack of significant IL-2 expression may indicate that the adaptive immune response was not strongly detectable at the sampling time point. Further studies incorporating multiple sampling time points and more sensitive immunological approaches are warranted to elucidate the temporal dynamics of host immune responses during S. Enteritidis infection in broiler chickens.

Salmonelosis disebabkan oleh bakteri genus Salmonella, yang merupakan salah satu penyakit enterik penting yang menyerang manusia dan hewan di seluruh dunia, dengan unggas berperan sebagai salah satu reservoir utama dalam penularan zoonotik. Meskipun penelitian mengenai deteksi patogen dan pencegahan penyakit telah banyak dilakukan, karakterisasi yang komprehensif terhadap respons hematologis, patologis, dan imunologis akibat infeksi Salmonella enterica serovar Enteritidis (S. Enteritidis) pada ayam pedaging masih terbatas. Penelitian ini bertujuan untuk mengkarakterisasi manifestasi klinis, perubahan hematologis, perubahan histopatologis usus, dan ekspresi sitokin yang berkaitan dengan infeksi S. Enteritidis pada ayam pedaging. Sebanyak 20 ekor ayam pedaging Cobb 500 dibagi secara acak menjadi kelompok kontrol (n = 10) dan kelompok infeksi (n = 10), dengan kelompok infeksi diinokulasi S. Enteritidis ATCC 13076. Pengamatan klinis, pengukuran biometrik, pemeriksaan hematologi, pemeriksaan histopatologi, serta penilaian imunohistokimia terhadap ekspresi IL-2 dan TNF-a pada ileum dilakukan untuk mengevaluasi respons ayam terhadap infeksi. Ayam terinfeksi menunjukkan tanda klinis yang sesuai dengan salmonelosis, dan memiliki pertambahan bobot badan yang lebih rendah dibandingkan dengan kelompok kontrol. Pemeriksaan histopatologi menunjukkan bahwa lesi yang ditemukan terutama berupa lesi inflamasi pada usus, sedangkan pemeriksaan hematologi menunjukkan perubahan bermakna pada parameter leukosit, yang mengindikasikan adanya respons hematologis sistemik terhadap infeksi. Namun, ekspresi IL-2 dan TNF-a pada ileum tidak menunjukkan perbedaan yang bermakna antar kelompok. Infeksi S. Enteritidis ditandai berupa inflamasi pada ileum yang disertai perubahan hematologi sistemik, sedangkan ekspresi sitokin pada tingkat jaringan tidak mengalami perubahan yang bermakna. Tidak ditemukannya peningkatan ekspresi TNF-a yang bermakna dapat dikaitkan dengan dinamika temporal produksi sitokin, yang mengindikasikan bahwa pengambilan sampel kemungkinan dilakukan setelah respon inflamasi innate awal mencapai puncaknya. Demikian pula dengan tidak adanya perbedaan bermakna pada ekspresi IL-2 dapat menunjukkan bahwa respon imun adaptif belum terdeteksi secara kuat pada waktu pengambilan sampel. Penelitian lebih lanjut dengan melibatkan beberapa titik waktu pengambilan sampel dan pendekatan imunologis yang lebih sensitif diperlukan untuk mengungkap dinamika temporal respon imun inang selama infeksi S. Enteritidis pada ayam pedaging.