Kampf gegen den PED-Virus: Eine Bedrohung für Ferkel
Das Verständnis der Auswirkungen des PED-Virus auf Ferkel und die Immunantwort hilft Landwirten, dieses Problem zu bekämpfen.
C. López-Figueroa, E. Cano, N. Navarro, M. Pérez, R. López, K. Skovgaard, H. Vorsholt, P.M.H. Heegaard, J. Vergara-Alert, J. Segalés
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Inhaltsverzeichnis
- Was ist das PED-Virus?
- Wie betrifft es Ferkel?
- Die Wichtigkeit der Immunantwort
- Die Rolle der Interferone
- Alter macht einen Unterschied
- Wie Forscher das studieren
- Das Experiment: Was passierte?
- Klinische Beobachtungen
- Darm Schäden und die Immunantwort
- Die Rolle der Antikörper
- Pathologische Ergebnisse
- Viruslast und Ausscheidung
- Das Immunsystem in Aktion
- Unterschiede in der Zytokinreaktion
- Fazit: Gelerntes
- Originalquelle
Das Porcine Epidemic Diarrhea (PED) Virus ist ein fieses kleines Biest, das vor allem Schweine betrifft. Es gehört zu einer Gruppe von Viren, die Coronaviren genannt werden und dafür bekannt sind, sowohl bei Tieren als auch bei Menschen Probleme zu verursachen. Dieses Virus ist besonders schlimm in seiner akuten Phase und führt zu schweren Darmproblemen bei Schweinen. Lass uns das mal in kleine Häppchen aufteilen.
Was ist das PED-Virus?
Das PED-Virus verursacht bei Schweinen, besonders bei ganz jungen, schwere Magen-Darm-Probleme. Wenn Ferkel infiziert werden, können sie unter wässrigen Durchfällen und Dehydration leiden, was zu hohen Sterblichkeitsraten führt. Das ist besonders besorgniserregend für neugeborene Ferkel, bei denen die Sterblichkeitsrate fast 100 % erreichen kann. Ältere, abgesetzte Schweine scheinen hingegen besser mit dem Virus klarzukommen.
Wie betrifft es Ferkel?
Neugeborene Ferkel haben noch unentwickelte Systeme und sind anfälliger. Ihre unreifen Därme und schwächeren Immunreaktionen setzen sie im Kampf gegen dieses Virus in einen Nachteil. Forscher vermuten, dass es nicht nur darum geht, wie das Virus funktioniert, sondern auch, wie die Körper der Ferkel darauf reagieren.
In Bezug auf Virusvarianten gibt es verschiedene Stämme des PED-Virus, die unterschiedliche Stufen der Gemeinheit zeigen können. Generell sind einige Stämme, besonders solche mit bestimmten Veränderungen in ihrem genetischen Aufbau, schädlicher als andere.
Immunantwort
Die Wichtigkeit derDas Immunsystem des Schweins ist die erste Verteidigungslinie gegen das PED-Virus. Wenn das Virus in ein Ferkel eindringt, versucht der Körper, sich mit zwei Schichten von Soldaten zu wehren – der angeborenen Immunantwort und der angepassten Immunantwort.
Die angeborene Immunantwort ist wie eine schnelle Eingreiftruppe. Sie greift sofort ein und versucht, die virale Invasion mit verschiedenen Immunzellen und Molekülen abzuwenden. Diese schnelle Reaktion umfasst Interferone, die Proteine sind, die vom Körper produziert werden und helfen, Alarme über die Infektion auszusenden, und Zytokine, die wie Nachrichten sind, die anderen Immunzellen sagen, was zu tun ist.
Die Rolle der Interferone
Interferone sind besonders interessant. Sie sind wie die Superhelden der Immunreaktion. Sie helfen, das Virus zu bekämpfen, indem sie dessen Vermehrung und Ausbreitung verhindern. Es gibt verschiedene Typen von Interferonen, aber insbesondere die Typ-III-Interferone sind entscheidend für den Schutz der intestinalen Barrieren von Ferkeln. Das ist unglaublich wichtig, da das PED-Virus den Darm angreift.
Während abgesetzte Ferkel eine stärkere Immunantwort zeigen, haben neugeborene Ferkel es schwerer. Dieser Unterschied ist entscheidend, um zu verstehen, warum einige Ferkel kranker werden als andere.
Alter macht einen Unterschied
Ferkel gibt es in verschiedenen Altersstufen, und das Alter macht einen riesigen Unterschied, wenn es darum geht, mit dem PED-Virus umzugehen. Neugeborene Ferkel (die ganz kleinen) werden tendenziell viel härter vom Virus getroffen. Sie zeigen möglicherweise Anzeichen schwerer Krankheit, wie Gewichtsverlust und Durchfall.
Im Gegensatz dazu zeigen ältere, abgesetzte Ferkel eine viel robustere Reaktion. Sie werden oft nicht so krank, und wenn doch, ist es in der Regel nicht so schlimm. Diese älteren Ferkel scheinen von ihren jüngeren Geschwistern etwas gelernt zu haben – oder sie haben einfach bessere Rüstung.
Wie Forscher das studieren
Forscher wollen wissen, warum das Alter so wichtig ist. Sie haben die Immunreaktionen von Ferkeln unterschiedlichen Alters nach einer Infektion mit dem PED-Virus untersucht. Sie schauen sich an, wie die Körper der Ferkel reagieren, indem sie die Expression bestimmter Gene untersuchen, die mit der Immunreaktion verbunden sind.
Was sie herausgefunden haben, ist, dass abgesetzte Ferkel eine viel höhere Expression von Genen zeigen, die helfen, das Virus abzuwehren, verglichen mit neugeborenen Ferkeln. Das bedeutet, dass die älteren Ferkel besser in der Lage sind, sich gegen den fiesen Eindringling zu verteidigen!
Das Experiment: Was passierte?
Um den Unterschied in den Reaktionen zu verstehen, richteten die Forscher ein Experiment mit Ferkeln unterschiedlichen Alters ein. Sie verwendeten zwei Stämme des PED-Virus: einen, der virulenter war (die bösen Buben) und einen, der weniger virulent war. Sie beobachteten, wie die Ferkel über 48 Stunden reagierten.
Klinische Beobachtungen
Während des Experiments bemerkten sie, dass alle neugeborenen Ferkel Gewicht verloren und im Vergleich zu ihrem Startgewicht Probleme mit Durchfall hatten. Der Gewichtsverlust war statistisch signifikant bei den Ferkeln, die mit dem schwereren Stamm infiziert waren. Währenddessen schienen ältere Ferkel trotz Infektion an Gewicht zuzunehmen, was darauf hindeutet, dass sie besser mit der Infektion klargekommen sind.
Darm Schäden und die Immunantwort
Die Forscher schauten sich genau die Därme der Ferkel an, um zu sehen, wie viel Schaden das Virus angerichtet hat. Sie fanden heraus, dass beide Virusstämme zu dünnen Darmwänden und flüssigen Inhalten in den Därmen der neugeborenen Ferkel führten. Das war besonders alarmierend, da es zeigte, dass das Virus erhebliche Schäden an ihren Verdauungssystemen anrichtete.
Antikörper
Die Rolle derUm Infektionen abzuwehren, produziert das Immunsystem Antikörper. Die Forscher massen auch die Anwesenheit von Antikörpern gegen das PED-Virus und andere Viren, die Schweine betreffen könnten, um sicherzustellen, dass die Ferkel keine vorherige Exposition hatten. Sie entdeckten, dass die angeborenen Immunreaktionen während der akuten Phase der Infektion entscheidend waren.
Pathologische Ergebnisse
Nach 48 Stunden wurden alle Ferkel euthanisiert, um ihr Gewebe auf Schäden zu untersuchen. Überraschenderweise zeigten die Ergebnisse, dass es trotz der Virusvermehrung im Darm keine nennenswerten Unterschiede in der Schwere der verursachten Schäden zwischen den beiden Stämmen gab.
Viruslast und Ausscheidung
Viruslasten sind wichtig, weil sie uns sagen, wie viel Virus in den Körpersystemen der Ferkel vorhanden ist. Die Forscher fanden heraus, dass die Menge an PED-Virus in den Därmen und im Kot zwischen den jüngeren und älteren Ferkeln ähnlich war. Sie bemerkten jedoch, dass jüngere Ferkel mit dem virulenteren Stamm eine höhere Viruslast hatten.
Es gab auch keine signifikanten Unterschiede in der Virenmenge, die in verschiedenen Ferkelgruppen gefunden wurde, was interessante Fragen darüber aufwirft, wie jüngere und ältere Ferkel viral bedingte Infektionen unterschiedlich managen.
Das Immunsystem in Aktion
Die Immunsysteme der abgesetzten Ferkel arbeiteten besser, um die Virusvermehrung zu hemmen. Das bedeutete, dass sie schneller und effektiver auf die Infektion reagierten.
Unterschiede in der Zytokinreaktion
Verschiedene Faktoren spielten eine Rolle bei diesen Immunreaktionen, darunter die Expression spezifischer Zytokine. Die Zytokinreaktionen zwischen den beiden Gruppen waren deutlich unterschiedlich. Ältere Ferkel produzierten mehr pro-inflammatorische Signale, während jüngere Ferkel eine gedämpftere Reaktion hatten. Tatsächlich tendierten sie dazu, mehr anti-inflammatorische Signale zu produzieren, was nicht unbedingt das ist, was man will, um gegen ein Virus zu kämpfen.
Fazit: Gelerntes
Was nehmen wir aus all dem mit? Das PED-Virus ist ein ernstes Problem für Schweinehalter, und zu verstehen, wie die Immunität bei Ferkeln unterschiedlichen Alters funktioniert, kann helfen, bessere Behandlungen zu entwickeln.
Auch wenn wir das Virus möglicherweise nicht ganz stoppen können, gibt das Wissen, welche Altersgruppe anfälliger ist, den Bauern wichtige Informationen. Indem wir uns auf die Unterstützung der Immunsysteme neugeborener Ferkel konzentrieren, könnten wir potenziell viele Leben retten und die Ausbreitung dieses fiesen Virus verhindern.
Zusammengefasst: Entwicklung ist der Schlüssel, und je jünger sie sind, desto härter trifft es sie, wenn sie gegen dieses heimtückische Virus kämpfen. Das nächste Mal, wenn du an Ferkel denkst, denk dran: Sie mögen niedlich und unschuldig aussehen, aber sie kämpfen gleich von Anfang an gegen einige ernsthafte virale Feinde!
Titel: The role of innate immune responses against two strains of PEDV (S INDEL and non-S INDEL) in newborn and weaned piglets inoculated by combined orogastric and intranasal routes
Zusammenfassung: Porcine epidemic diarrhea (PED) is a severe gastrointestinal disease in swine caused by PED virus (PEDV), leading to significant economic losses worldwide. Newborn piglets are especially vulnerable, with nearly 100% mortality, unlike older pigs. Disease severity also varies depending on the PEDV strain, with non-S INDEL strains being more virulent than S INDEL ones. This study examined early pathogenesis and innate immunity in 1-week-old suckling and 5- week-old weaned piglets (n=8 per age group, 4 per strain) inoculated with S INDEL or non-S INDEL PEDV strains via combined orogastric and intranasal route. Age-matched negative controls (n=3 per age group) were included. Body weight, temperature, and clinical signs were monitored for 48 hours post-inoculation (hpi). PEDV RNA levels were assessed in rectal swabs (RS) at 0 and 48 hpi, while pathological analyses and viral RNA loads were measured in jejunal content and intestinal mucosa. Gene expression of 75 selected antiviral and inflammatory genes were measured in laser capture microdissection (LCM)-derived jejunal samples using microfluidic qPCR at 48 hpi. Suckling piglets showed severe clinical signs, while weaned piglets were mostly asymptomatic at 48 hpi. In general, clinical signs and lesions in suckling piglets were similar, regardless of the PEDV strain. Both viral strains produced comparable viral RNA loads in the small intestine and feces, as well as consistent villous atrophy and fusion across age groups. In LCM-derived jejunal samples, weaned piglets had higher expression of antiviral genes (type I/III interferons, ISGs) and Th1/Th17 pro-inflammatory genes, particularly with the non-S INDEL strain. Conversely, the anti-inflammatory cytokine IL-10 was overexpressed in suckling compared to weaned piglets for both strains. Overall, PEDV-induced intestinal damage, viral replication, and excretion were similar regardless of viral strain or piglet age. The reduced clinical severity in weaned piglets may result from their stronger intestinal antiviral and pro-inflammatory response. AUTHOR SUMMARYPorcine epidemic diarrhea virus (PEDV) is the causative agent of a major gastrointestinal disease in piglets worldwide, characterized by severe watery diarrhea. The disease is particularly devastating in newborn piglets, especially when caused by non-S INDEL PEDV strains, while weaned piglets demonstrate resistance regardless of the strain. In this study, during the acute infection phase (48 hpi), both highly virulent non-S INDEL and less virulent S INDEL strains caused comparable intestinal atrophy, viral replication in the intestine, and viral loads in feces in both weaned and suckling piglets. However, weaned piglets mounted a robust antiviral response involving type I and III interferons (IFNs) and the induction of Th1- and Th17-related pro-inflammatory responses in the intestinal mucosa. Additionally, interferon-stimulated genes (ISGs) were broadly upregulated across the intestinal mucosa of weaned piglets in response to both PEDV strains. In contrast, suckling piglets exhibited a weaker innate immune response, coinciding with more severe clinical signs. The observed inverse relationship between disease severity and intestinal innate immune activation highlights the potential role of IFNs, ISGs, and pro-inflammatory cytokines in mitigating PEDV severity and underscores their relevance in developing novel pharmacological prevention strategies.
Autoren: C. López-Figueroa, E. Cano, N. Navarro, M. Pérez, R. López, K. Skovgaard, H. Vorsholt, P.M.H. Heegaard, J. Vergara-Alert, J. Segalés
Letzte Aktualisierung: Dec 22, 2024
Sprache: English
Quell-URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.20.629601
Quell-PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.20.629601.full.pdf
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