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Combattere il virus PED: una minaccia per i suinetti

Capire l'impatto del virus PED sui suinetti e la risposta immunitaria aiuta gli allevatori a combattere questo problema.

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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Il virus della Diarrea Epidemica Porcina (PED) è un brutto ceffo che colpisce soprattutto i maiali. Fa parte di un gruppo di virus chiamati coronavirus, noti per creare problemi sia agli animali che agli esseri umani. Questo virus è particolarmente fastidioso durante la sua fase acuta, causando seri problemi intestinali nei maiali. Facciamo un po' di chiarezza.

Che cos'è il virus PED?

Il virus PED provoca gravi problemi gastrointestinali nei maiali, specialmente nei più piccoli. Quando vengono infettati, i suinetti possono soffrire di diarrea acquosa e disidratazione, con tassi di mortalità molto alti. Questo è particolarmente preoccupante per i suinetti appena nati, che possono avere tassi di mortalità che schizzano fino quasi al 100%. D'altra parte, i maiali più grandi e svezzati sembrano gestire meglio il virus.

Come influisce sui suinetti?

I suinetti appena nati hanno sistemi non sviluppati e sono più vulnerabili. I loro intestini immaturi e le risposte immunitarie più deboli li mettono in svantaggio di fronte a questo virus. I ricercatori sospettano che non si tratti solo di come funziona il virus ma anche di come i corpi dei suinetti rispondono ad esso.

Ci sono diversi ceppi di virus PED, che possono mostrare livelli di aggressività diversi. In generale, alcuni ceppi, specialmente quelli con specifiche modifiche nella loro composizione genetica, sono più dannosi di altri.

L'importanza della risposta immunitaria

Il sistema immunitario del maiale è la prima linea di difesa contro il virus PED. Quando il virus entra in un suinettino, il corpo cerca di reagire con due strati di difensori: la risposta immunitaria innata e quella adattativa.

La risposta immunitaria innata è come una forza di pronto intervento. Si attiva subito, cercando di fronteggiare l'invasione virale con diverse cellule e molecole immunitarie. Questa risposta veloce include gli interferoni, che sono proteine prodotte dal corpo che aiutano a inviare allarmi riguardo all'infezione, e le citochine, che sono come messaggi che dicono ad altre cellule immunitarie cosa fare.

Il ruolo degli interferoni

Gli interferoni sono particolarmente interessanti. Sono come i supereroi nel mondo della risposta immunitaria. Aiutano a combattere il virus fermandone la moltiplicazione e diffusione. Esistono diversi tipi di interferoni, ma quelli di tipo III, in particolare, sono cruciali per proteggere le barriere intestinali dei suinetti. Questo è incredibilmente importante, visto che il virus PED attacca l'intestino.

Mentre i suinetti svezzati mostrano una risposta immunitaria più forte, quelli appena nati fanno più fatica. Questa differenza è cruciale per capire perché alcuni suinetti si ammalano più di altri.

L'età fa la differenza

I suinetti hanno diverse età e questa età fa una grande differenza quando si tratta di affrontare il virus PED. I suinetti appena nati (quelli veramente piccoli) tendono a essere colpiti molto più duramente dal virus. Possono mostrare segni di grave malattia, come perdita di peso e diarrea.

Al contrario, i suinetti più grandi e svezzati mostrano una risposta molto più robusta. Spesso non si ammalano così tanto, e quando lo fanno, di solito non è così grave. Questi suinetti più grandi sembrano aver imparato un paio di cose dai loro fratellini più piccoli – o forse hanno solo un'armatura migliore.

Come studiano gli scienziati questo

Gli scienziati vogliono capire perché l'età sia così importante. Hanno studiato le risposte immunitarie di suinetti di diverse età dopo essere stati infettati dal virus PED. Hanno osservato come i corpi dei suinetti reagiscono esaminando l'espressione di determinati geni legati alla risposta immunitaria.

Ciò che hanno scoperto è che i suinetti svezzati mostrano un'espressione molto più alta di geni che aiutano a combattere il virus rispetto ai suinetti appena nati. Questo significa che i suinetti più grandi sono migliori nel mettere in atto una difesa contro l'invasore cattivo!

L'esperimento: cosa è successo?

Per capire la differenza nelle risposte, i ricercatori hanno impostato un esperimento con suinetti di diverse età. Hanno usato due ceppi di virus PED: uno più virulento (i cattivi) e uno meno virulento. Hanno osservato come i suinetti reagivano per 48 ore.

Osservazioni cliniche

Durante l'esperimento, hanno notato che tutti i suinetti appena nati hanno perso peso e hanno avuto problemi di diarrea rispetto al loro peso iniziale. La perdita di peso era statisticamente significativa nei suinetti infettati con il ceppo più grave. Nel frattempo, i suinetti più grandi sembravano guadagnare peso nonostante l'infezione, mostrando segni che gestivano meglio l'infezione.

Danno intestinale e risposta immunitaria

I ricercatori hanno esaminato attentamente gli intestini dei suinetti per vedere quanto danno il virus avesse causato. Hanno scoperto che entrambi i ceppi del virus portavano a pareti intestinali sottili e contenuti liquidi negli intestini dei suinetti appena nati. Questo era particolarmente allarmante poiché mostrava che il virus stava causando danni significativi ai loro sistemi digestivi.

Il ruolo degli anticorpi

Per combattere le infezioni, il sistema immunitario produce anticorpi. Gli scienziati hanno anche misurato la presenza di anticorpi contro il virus PED e altri virus che potrebbero influenzare i maiali per assicurarsi che i suinetti non avessero avuto esposizione precedente. Hanno scoperto che le risposte immunitarie innate erano cruciali durante la fase acuta dell'infezione.

Risultati patologici

Dopo 48 ore, tutti i suinetti sono stati eutanasizzati per esaminare i loro tessuti per danni. Sorprendentemente, anche se entrambi i ceppi del virus si erano replicati nell'intestino, i risultati hanno mostrato che non c'erano differenze significative nella gravità dei danni causati dai due ceppi.

Carico Virale e diffusione

I carichi virali sono importanti perché ci dicono quanto virus c'è nei sistemi dei suinetti. I ricercatori hanno scoperto che la quantità di virus PED negli intestini e nelle feci era simile tra i suinetti più giovani e quelli più grandi. Tuttavia, hanno notato che i suinetti più giovani avevano un carico virale più alto con il ceppo più virulento.

Non ci sono state neanche differenze significative nella quantità di virus trovato nei diversi gruppi di suinetti, il che solleva domande interessanti su come i suinetti più giovani e quelli più grandi gestiscano le infezioni virali in modo diverso.

Il sistema immunitario in azione

I sistemi immunitari dei suinetti svezzati funzionavano meglio per inibire la replicazione virale. Questo significava che erano più veloci ed efficaci nel rispondere all'infezione.

Differenze nella risposta delle citochine

Diversi fattori hanno giocato un ruolo in queste risposte immunitarie, inclusa l'espressione di specifiche citochine. Le risposte delle citochine tra i due gruppi erano notevolmente diverse. I suinetti più grandi producevano più segnali pro-infiammatori, mentre i suinetti più giovani avevano una risposta più contenuta. Infatti, tendevano a produrre più segnali anti-infiammatori, che non è esattamente quello che vuoi quando combatti un virus.

Conclusione: lezioni apprese

Cosa possiamo trarre da tutto questo? Il virus PED è un problema serio per gli allevatori di maiali e capire come funziona l'immunità nei suinetti di diverse età può aiutare a sviluppare trattamenti migliori.

Anche se potremmo non essere in grado di fermare completamente il virus, sapere quale fascia d'età è più suscettibile fornisce agli allevatori informazioni fondamentali. Concentrandosi sul supporto dei sistemi immunitari dei suinetti appena nati, potremmo potenzialmente salvare molte vite e prevenire la diffusione di questo brutto virus.

Quindi, per riassumere, lo sviluppo è fondamentale, e più sono giovani, più difficile è per loro affrontare questo subdolo virus. La prossima volta che pensi ai suinetti, ricorda: possono sembrare carini e innocenti, ma stanno anche combattendo alcuni seri nemici virali fin dall'inizio!

Fonte originale

Titolo: 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

Estratto: 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.

Autori: C. López-Figueroa, E. Cano, N. Navarro, M. Pérez, R. López, K. Skovgaard, H. Vorsholt, P.M.H. Heegaard, J. Vergara-Alert, J. Segalés

Ultimo aggiornamento: Dec 22, 2024

Lingua: English

URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.20.629601

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.20.629601.full.pdf

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia biorxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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