The Immunology of Hantavirus and Helminth Co-infections in Bank Voles
| Title: | The Immunology of Hantavirus and Helminth Co-infections in Bank Voles |
| Author(s): | Savolainen, Kia |
| Contributor: | University of Helsinki, Faculty of Veterinary Medicine |
| Degree program: | Degree programme in veterinary medicine |
| Language: | English |
| Acceptance year: | 2019 |
| Abstract: |
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.
Luonnossa eläimet altistuvat jatkuvasti monille erilaisille taudinaiheuttajille, kuten viruksille, bakteereille ja loisille. Tämän takia yhteisinfektio on luonnossa ennemmin sääntö kuin poikkeus. Yhteisinfektio tarkoittaa useamman kuin yhden taudinaiheuttajan aiheuttamaa samanaikaista infektiota. Metsämyyrä on hantaviruksiin kuuluvan Puumala-viruksen (PUUV) isäntälaji, ja viruksen aiheuttama myyräkuume on Suomessa endeeminen infektiotauti. Teoria auttaja-T-solujen (Th-solu) aiheuttamien Th1-ja Th2- soluvasteiden polarisaatiosta on todistettu laboratoriotutkimuksissa, mutta siitä ei ole vielä kovin paljon näyttöä luonnossa. Teorian mukaan solunsisäisiä patogeenejä, kuten viruksia ja bakteereja, vastaan syntyvät Th1-soluvasteen ja loisia vastaan syntyvän Th2- soluvasteen vastaan välillä vallitsee polarisoiva tasapainotila, jossa toisen vasteen aktivoituessa kyky toisen immuunivasteen tuottamiseen heikkenee. Tutkin hantavirus- ja suolistoloisinfektioiden vaikutusta, sekä yhdessä että erikseen, villien metsämyyrien immuunivasteisiin ja Th1- ja Th2-soluvasteiden välistä polarisaatiota. Hypoteesini oli, että suolistoloisinfektio vähentää metsämyyrien kykyä tuottaa tehokas Th1-soluvaste virusinfektiota vastaan ja tekee ne alttiimmaksi krooniselle Puumala- virusinfektiolle. Mittasin kahden transkriptiotekijän, Th1-soluvasteen Tbet:n ja Th2-soluvasteen Gata3:n lähetti-RNA:n ilmentymistä PCR-menetelmällä metsämyyrien pernasoluissa erilaisilla immunostimulanteilla aiheutetun stimulaation jälkeen. Mittasin myös Tbet:n ja Gata3:n fysiologisia ilmentymistasoja metsämyyrien pernoissa. PUUV-infektoituneiden myyrien pernasolut stimuloituivat heikommin kuin myyrien, joilla ei ollut Puumala-virusinfektiota. Tämä saattaa johtua joko siitä, että Puumala-virus vaikuttaa solujen toimintaan jollakin tavalla tai vaihtoehtoisesti myyrien immuunisolujen toimintahäiriön takia niillä on suurempi alttius saada Puumala-virusinfektio. Gata3:n fysiologinen ilmentymistaso pernassa korreloi positiivisesti suolistossa olevien pyörömatojen lukumäärän kanssa PUUV-infektoituneilla myyrillä, muttei niillä, joilla ei ollut PUUV-infektiota. Tämä saattaa johtua joko siitä, että immuunivaste suolistoloisia vastaan heikentää myyrien kykyä vastustaa virusinfektiota Th1- ja Th2-soluvasteiden polarisaation takia. Gata3 voi myös toimia infektiotoleranssin markkerina metsämyyrillä. Melko pienen näytemäärän ja tutkittavien eläinten monien eroavaisuuksien vuoksi lisää tutkimuksia aiheesta tarvitaan sekä tämän työn tulosten tueksi, että ymmärtämään yhteisinfektioiden vaikutusta immuunivasteisiin metsämyyrillä ja muilla villieläimillä.
|
| Keyword(s): | Co-infection immunology bank voles Puumala virus helminths |
Files in this item
| Files | Size | Format | View |
|---|---|---|---|
| Licentiate thesis Savolainen Kia.pdf | 609.5Kb |