Virus de la diarrea epidémica porcina: patogénesis y protección
Author
Pascual Iglesias, AlejandroEntity
UAM. Departamento de Biología Molecular; CSIC. Centro Nacional de Biotecnología (CNB)Date
2020-01-10Subjects
Infecciones por coronavirus - Prevención - Tesis doctorales; Infecciones por coronavirus - Patogénesis - Tesis doctorales; Virología veterinaria - Tesis doctorales; Biología y Biomedicina / BiologíaNote
Tesis Doctoral inédita leída en la Universidad Autónoma de Madrid, Facultad de Ciencias, Departamento de Biología Molecular. Fecha de lectura: 10-01-2020Esta tesis tiene embargado el acceso al texto completo hasta el 10-07-2021
Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.
Abstract
El virus de la diarrea epidémica porcina (PEDV) es un coronavirus entérico que causa una alta tasa de morbilidad y de mortalidad, que puede llegar al 100% en lechones de menos de una semana de edad. Las cepas epidémicas virulentas que circulan actualmente causan graves pérdidas económicas a nivela mundial. Aunque se han utilizado extensivamente vacunas inactivadas y vacunas vivas atenuadas, la aparición de las cepas epidémicas altamente virulentas y los brotes recurrentes, que ocurren incluso en granjas con animales vacunados, resaltan la necesidad de nuevas vacunas eficaces y seguras. Se ha descrito que las vacunas vivas atenuadas son las más eficaces para proteger frente al PEDV porque inducen una respuesta inmune duradera en mucosas. El desarrollo de vacunas mediante ingeniería genética, que contengan modificaciones definidas en el genoma, es una aproximación racional prometedora para el desarrollo de nuevas vacunas. En ese sentido, en esta tesis doctoral se han diseñado virus recombinantes que podrían ser candidatos a vacuna. En primer lugar, un virus atenuado basado en el genoma del virus de la gastroenteritis transmisible (TGEV), que expresa una proteína de la espícula (S) quimérica con la de una cepa virulenta de PEDV (rTGEV-RS-SPEDV). Este virus estaba atenuado en lechones de 5 días, dado que los animales infectados no perdieron peso, ninguno de ellos murió y el no virus causaba daño en el intestino de los animales infectados. Es más, el virus rTGEV-RS-SPEDV protegió frente al desafío con una cepa virulenta de PEDV, reduciendo los títulos de virus del desafío en el yeyuno y con niveles de RNA del virus de desafío indetectables en las heces. Además, indujo una respuesta inmune humoral específica para PEDV, incluidos los anticuerpos neutralizantes. Por otro lado, se ha generado un cDNA infectivo para PEDV que daba lugar a un virus recombinante virulento. Usando este cDNA infectivo, se ha generado una colección de virus sintéticos con cambios en el sesgo en el uso de los pares de codones (CPB) del gen de la nucelocápsida (N). Estos virus recombinantes presentaron un amplio rango de virulencia, lo que los convierte en herramientas muy valiosas para el estudio de las bases moleculares de la patogénesis del PEDV. Uno de ellos, rPEDV-N2, creció eficientemente en el intestino de los animales infectados y estaba atenuado dado que el 100% de los animales sobrevivieron a la infección. Por tanto, este virus es la base para un candidato a vacuna, que incluiría estrategias de atenuación adicionales, alguna de las cuales se contempla en esta tesis Porcine epidemic diarrhea virus (PEDV) is an enteric coronavirus causing a high morbidity and mortality rates up to 100% in young piglets. The circulating epidemic virulent PEDV strains cause huge economic loses worldwide. Although both inactivated and live attenuated vaccines have been extensively used, the emergence of the epidemic highly virulent strains and the recurrent outbreaks even in vaccinated farms highlight the need of novel effective and biosafe vaccines. It has been described that modified live vaccines are the most protective ones, as they induce a long-lasting mucosal immune response. Engineering of genetically defined live attenuated vaccines is a rational promising approach for novel vaccine development. In that line, during this thesis, different recombinant viruses that may be used as vaccine candidates were developed. First, an attenuated virus based on the transmissible gastroenteritis virus (TGEV) genome, expressing a chimeric spike (S) protein from a virulent US PEDV strain (rTGEV-RS-SPEDV). This virus was attenuated in highly-sensitive 5-day-old piglets, as infected animals did not lose weight, none of them died and the virus caused very minor tissue damage compared with a virulent virus. Moreover, the rTGEV-RS-SPEDV virus protected against challenge with a virulent PEDV strain, reducing challenge virus titers in jejunum and leading to undetectable challenge virus RNA levels in feces. The rTGEV-RS-SPEDV virus induced a humoral immune response specific for PEDV, including neutralizing antibodies. On the other hand, a PEDV infectious cDNA was engineered, leading to a recombinant virulent virus. Using this infectious cDNA clone, a set of synthetic viruses was generated, containing changes in the codon pair bias (CPB) of nucleocapsid (N) gene. The recombinant mutant viruses showed a broad range of virulence, being valuable tools for the analysis of the molecular basis of PEDV pathogenesis. One of the mutant viruses, rPEDV-N2, grew efficiently in the jejunum of the infected animals and it was attenuated as 100% of the infected animals survived. Therefore, this virus is the base for a promising vaccine candidate that would also include additional attenuating strategies, some of them preliminarily studied in this thesis
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