Browsing by Subject "immunology"

Puumala hantavirus (PUUV) is the zoonotic pathogen of nephropathia epidemica (NE) known as myyräkuume in Finnish. PUUV hasn’t been reported to spread from human-to-human but the risk for human infection is directly correlating with the prevalence of PUUV in its natural host bank vole. Until now research has mainly focused on a one-host-one-pathogen framework, even though in natural systems individuals are usually coinfected with multiple species of parasites. An antagonist relationship between the immune pathways T-helper-1 (Th-1) and T-helper-2 (Th-2) is well studied in laboratory experiments. Th-1 directs immune responses against intracellular organisms such as viruses and Th-2 extracellular organisms such as helminths. These two pathways can’t fully function at the same time, leading usually to Th-1 or Th-2 biased immune response depending on the pathogen. A large field survey was conducted to analyze how concurrent helminth infections influence the prevalence and viral loads of PUUV in individual bank voles, and thereby influence human exposure to this virus. My hypothesis was that helminths induce a Th-2 biased immune response, leading to higher PUUV prevalence and viral loads in helminth infected voles than in uninfected voles. In contrary to my original hypothesis, intestinal helminths seemed to have a protective effect on voles acquiring PUUV infection and the disease burden. These findings were consistently shown through serology and PCR results from kidney and lungs. An explanation to this finding could be that helminths cause tissue damage in the intestinal wall, thus predisposing voles to secondary intracellular infections and enhanced Th-1 immune response. This enhanced Th-1 immune response could then protect the vole from new intracellular infections such as PUUV-infection. Coinfections are occurring everywhere in the wildlife systems and shouldn’t be neglected in the future disease management, especially when talking about zoonoses that pose a risk to humans. There can be surprising outcomes when multiple parasites share the same host, such as was found in this study, and these can lead to unintentional consequences of disease control procedures. More research and larger sample pools are needed to reinforce these results and deepen our knowledge in the immunology of coinfections. Puumala hantavirus (PUUV) on zoonoottinen virus, joka leviää metsämyyrien ulosteen saastuttaman pölyn välityksellä ja aiheuttaa ihmisessä myyräkuumetta. Koska se ei leviä ihmisestä ihmiseen, on tärkeää ymmärtää sen leviämisen dynamiikkaa myyräpopulaatioissa, jotta voidaan kontrolloida myös ihmisten altistumista virukselle. Luonnossa metsämyyrät altistuvat valtavalle määrälle erilaisia taudinaiheuttajia, ja yhteistartunnat useamman eri taudinaiheuttajan kanssa samanaikaisesti ovat hyvin yleisiä. Eri taudinaiheuttajien yhteistartunnat ovat jääneet etenkin villieläimissä vähälle huomiolle, vaikka ne voivat vaikuttaa ratkaisevasti ymmärrykseemme zoonoottisten tartuntojen leviämisestä. Laboratoriokokeissa paljon tutkittu antagonistinen suhde auttaja-T-solujen (Th-solu) indusoimien Th-1 ja Th-2 -soluvasteiden välillä vaikuttaa yhteistartuntojen immunologian taustalla. Th-1 -soluvaste ohjaa immuunireaktioita intrasellulaarisia taudinaiheuttajia, kuten viruksia vastaan, kun taas Th-2-soluvaste ekstrasellulaarisia taudinaiheuttajia, kuten suolistoloisia vastaan. Nämä kaksi soluvastetta tasapainottelevat keskenään niin, että toisen soluvasteen voimistuessa toinen heikkenee. Analysoin noin 130 metsämyyrän suolistoloisten sekä PUUV:n välisiä yhteistartuntoja selvittääkseni, miten samanaikaiset suolistoloistartunnat vaikuttavat PUUV:n esiintyvyyteen ja tartunnan voimakkuuteen yksittäisissä metsämyyrissä. Hypoteesini oli, että suolistoloistartunta voimistaa Th-2-soluvastetta heikentäen samalla Th-1-soluvastetta, ja täten lisää myyrän herkkyyttä PUUV-tartunnalle sekä lisää tartunnan voimakkuutta. Hypoteesin vastaisesti suolistoloistartunnalla tuntui olevan suojaava vaikutus myyrien PUUV-tartuntoja vastaan. Tämä ilmeni johdonmukaisesti sekä serologian että elinnäytteiden PCR-tulosten kautta. Mahdollinen selitys löydökselle on suolistoloisten aiheuttama kudosvaurio suoliston seinämässä, joka altistaa myyrän toissijaisille bakteeri- ja virustartunnoille voimistaen näin Th-1-soluvastetta. Tämä voimistunut Th-1-soluvaste voisi sitten suojella metsämyyrää uusilta PUUV-tartunnoilta. Yhteistartuntoja esiintyy kaikkialla luonnossa, eikä niiden vaikutuksia pidä laiminlyödä luonnonvaraisten eläinten tarttuvia tauteja tutkittaessa. Yhteistartuntojen seuraukset voivat olla hyvinkin yllättäviä ja johtaa tahattomiin lopputulemiin esimerkiksi zoonoosien hallinnan yhteydessä. Lisää tutkimusta ja suurempia näytöskokoja tarvitaan tulosten vahvistamiseksi ja yhteistartuntojen immunologian ymmärtämisen syventämiseksi.

Co-­infection, a state in which the host is infected with more than one micro-­ or macroparasite at a time, is the norm in the wild because of a wide range of interacting organisms and parasites. Bank vole is a reservoir host of Puumala hantavirus (PUUV), a pathogen causing Nephropathia Endemica, an endemic disease in Finland. The helper T cell (Th)1/Th2 polarization theory, which is established in the laboratory, but less-­studied in the wild, suggests that there is a trade-­off between Th1 response against microparasites and Th2 response against macroparasites. I studied whether helminth or hantavirus infection, individually and synergistically, have effect on the immune responses of wild bank voles and whether there is a trade-­off between Th1 and Th2 responses. My hypothesis was that helminth infection would reduce the bank voles’ ability to mount an effective immune response against viral infections and make them more susceptible to chronic Puumala virus infection. I measured mRNA levels of transcription factors Tbet (Th1 response) and Gata3 (Th2 response) in the splenocytes of wild-­caught bank voles after stimulating the cells with different immune stimulants. I also measured the constitutive levels of Tbet and Gata3 in bank voles’ spleens. The splenocytes of PUUV-­infected bank voles were less responsive to stimulations than those of PUUV-­negative ones. The reduced ability of splenocytes from PUUV-­infected voles to respond to stimulation can be because of the virus itself affecting the T cell function or alternatively due to an inherent defect in immune cells making them more susceptible to PUUV infection. The constitutive expression of Gata3 in spleen correlated positively with gastrointestinal nematode load in PUUV-­infected voles but not in PUUV-­negative voles. This can be because of mounting an immune response against helminths reduces the bank voles’ ability to resist the viral infection in accordance with the trade-­off between Th1 and Th2 responses or as previous studies have shown, Gata3 can act as a marker of infection tolerance in bank voles. Because of a small sample size and a heterologous group of studied bank voles, more research is needed on co-­infection immunology in bank voles and other wild animals.