Estudio de la relación del virus de la Bursitis Infecciosa con su hospedador. Análisis de la respuesta inmune y de la función y localización de la proteína viral VP5

Tesis para obtener el grado de Doctor en el área de Ciencias Biológicas, de la Universidad de Buenos Aires, en marzo de 2015

Las aves representan un eslabón fundamental en la economía internacional. A nivel mundial, alrededor del 40% de la carne consumida es de origen aviar. La industria avícola ha experimentado en los últimos años un crecimiento muy importante tanto dentro del mercado local como del internacional, permitiendo ubicar a la Argentina en el octavo lugar como exportador mundial de carne de pollo junto con otros productos. El tipo de crianza intensiva utilizada dentro de la producción avícola facilita la aparición de factores que perjudican la estabilidad de los planteles, afectando si status sanitario. Por otra parte, tanto las enfermedades respiratorias como las inmunosupresoras suelen estar íntimamente asociadas con este tipo de crianza. El virus de la Bursitis Infecciosa Aviar (IBDV) es un patógeno de alta relevancia en la producción avícola debido a que causa, entre otros efectos, inmunosupresión, dejando así a los animales propensos a nuevas infecciones. El blanco principal del IBDV es la bursa de Fabricio, órgano exclusivo de las aves, donde se desarrollan y maduran los linfocitos B. En el presente trabajo de tesis doctoral se abordó el estudio de la respuesta inmune inducida por cepas de virulencia intermedia, habitualmente utilizadas como vacunas, en el hospedador natural. Se analizaron distintas facetas como la inducción de la expresión de citoquinas en distintos órganos, la capacidad de proliferación de linfocitos y las poblaciones celulares involucradas. Se estudiaron las vías de inoculación oral e intramuscular, habitualmente utilizadas en la vacunación comercial siendo la oral la vía de entrada natural del virus. Los resultados mostraron que altas dosis de virus de cepas intermedias son capaces de imitar efectos reportados con cepas de mayor virulencia como son: una fuerte infiltración de linfocitos T en la bursa de Fabricio (analizada por citpmetría de flujo), junto con una sobreexpresión de interleuquina 6 e inter ferón gama en este órgano (analizado por RT-PCR en tiempo real) e inmunosupresión (corroborada en ensayos de coinfección con otro agente viral aviar). La segunda parte del presente trabajo de tesis se abocó al estudio de la proteína no estructural VP5 de IBDV. Su función ha sido ampliamente discutida en la bibliografía respecto a su actividad apoptótica, ya que parece tener efectos opuestos en distintos estadíos del ciclo de replicación viral. Por otra parte, también existen reportes ambiguos respecto a su localización subcelular. En el presente trabajo, mediante ensayos in vitro y utilizando técnicas de Imaging, se determinó la localización de la proteína en la membrana plasmática no exponiendo ningún dominio al espacio extracelular, contradiciendo reportes que indicaban que se trataba de una proteína de transmembrana de clase dos. Los resultados obtenidos en el presente trabajo de tesis permitieron desarrollar un método de desafío sin utilizar cepas virulentas de IBDV. Asimismo se caracterizó una amplia variedad de efectos de cepas de virulencia intermedia del virus que, aunque son habitualmente utilizadas como vacuna, no habían sido descriptos hasta el presente trabajo de tesis. En la segunda parte, se determinó la localización de la proteína viral VP5. Estos resultados brindan un abanico de posibles mecanismos de acción de la misma, que luego de ser abordados posibilitarán el desarrollo de herramientas y estrategias sanitarias para combatir este importante patógeno aviar.

Birds play an important role in the international economy. Globally, about 40% of the meat consumed is of avian origin. In recent years, the poultry industry has exhibited a significant growth both in the local and international market, being Argentina the eighth largest exporter of chickens along with other avian products. The intensive breeding in poultry production facilitates the emergence of factors that affect the stability of the farms diminishing their health status. Moreover, both respiratory and immunosuppressive diseases are other closely associated with this type of production. Infectious bursal disease virus (IBDV) is a highly relevant avian pathogen in poultry production because it causes, among other effects, immunosuppression, leaving the animal susceptible to new infections. The main target of IBDV is the bursa of Fabricius, which is the organ where B-lymphocytes develop and mature. In the present work, we studied the immune response elicited by IBDV strains of intermediate virulence, commonly used as vaccines, in the natural host. Several parameters, such as the induction of cytokine expression in different organs, the ability of lymphocyte proliferation and the involved cell populations in inoculated chickens were analyzed. The oral and intramuscular routes, usually employed in conventional immunization procedures (the oral route being natural virus entry) were analyzed. The results showed that high doses of intermediate IBDV strains are able to mimic the effects caused by virulent strains, such as a strong infiltration of T lymphocytes in the bursa os Fabricius (assessed by flow cytometry), together with an overexpression of interleukin 6 and interferon gamma in this organ (analyzed by real time RT-PCR) and immunosuppression (demonstrated) by coinfection assays with another avian viral pathogen). The second part of this thesis focuses on the study of VP5, a non-structural protein of IBDV. Its role has been widely discussed in the literature regarding its apoptotic or anti-apoptotic function because it could have opposite effects at different stages of the viral replication cycle. Additionally, there are ambiguous reports concerning VP5 subcellular localization. By in vitro assays using Imaging techniques, we determined the localization of the protein in the plasma membrane of avian cells. Results showed that VP5 did not expose any domain to the extracellular space even though previous reports had indicated that it was a class two transmembrane protein. The results obtained in this thesis allowed the development of a method for viral challenge without using virulent strains of IBDV. Also, the characterization of a wide variety of effects induced by intermediated IBDV strains, which had not been described so far, although these strains are commonly used as a vaccine, were described. In the second part, the localization of VP5 viral protein was determined. Taken together, the results obtained in the present work provide a broad range of possible mechanisms of action for this protein that will contribute to the development of new sanitary tools and strategies to fight against this important avoan pathogen.

Instituto de Biotecnología

Fil: Carballeda, Juan Manuel. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Biotecnología; Argentina