Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Biological characterization of porcine pegivirus

Kennedy, Johanna

Porcine pegivirus (PPgV) is a recently discovered member of the genus Pegivirus within the Flaviviridae family. The genus comprises a group of enveloped, positive-sense, single-stranded RNA viruses that can cause persistent infections in their hosts, but, thus far, appear to be mostly apathogenic. In this project, the investigation of domestic pig serum samples from Europe and Asia (n = 1,736) revealed the presence of PPgV RNA in 2.7% of animals and 15.2% of pig herds. In contrast, PPgV genome was not detectable in serum samples originating from wild boar hunted in Lower Saxony, Germany (n = 800). Phylogenetic analyses of a highly conserved genome region within PPgV NS3 revealed pairwise nucleotide identities > 90% within PPgV sequences, and suggest that PPgV is spread locally, but can also be disseminated across long distances. In tissue samples of PPgV-viremic pigs, viral RNA was found most abundantly in the liver, thymus and in peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) using qRT-PCR and fluorescence in situ hybridization. These results indicate hepato- and lymphotropism and suggest that further investigations of possible replication sites of PPgV should focus on PBMCs and hepatocytes. Examination of the PPgV genome content in serum and excretion samples obtained from PPgV-positive pigs and their piglets longitudinally over the course of 11 months showed that shedding of the virus via excretion routes is unlikely and that intrauterine infection appears to be possible, though it may be ineffective. Instead, PPgV may be transmitted most effectively horizontally via the blood-borne or sexual routes, similar to human pegiviruses. Additionally, partial PPgV NS3 and E2 proteins were expressed in E. coli and evaluated for their suitability in the establishment of an antibody-detection assay. First results indicate the reactivity of porcine serum antibodies with both proteins. Taken together, the results obtained during the course of this project provide valuable insights into the epidemiology and biological properties of porcine pegivirus infection, and the methods developed here will aid in the further characterization of this newly discovered and widely distributed virus.

Das porzine Pegivirus (PPgV) gehört zum Genus Pegivirus der Familie Flaviviridae. Das Genus umfasst behüllte, positiv-strängige RNA-Viren, die persistente Infektionen verursachen können, aber in den meisten Fällen apathogen zu sein scheinen. In diesem PhD-Projekt wurde PPgV RNA in Serumproben von Hausschweinen aus Europa und Asien (n = 1.736) bei 2,7% der Einzeltiere und in 15,2% der Bestände nachgewiesen. Hingegen konnte das Virus nicht in Serumproben von Wildschweinen aus Niedersachsen in Deutschland (n = 800) detektiert werden. Phylogenetische Analysen konservierter Genomregionen des PPgV NS3-Proteins zeigten innerhalb der PPgV Sequenzen paarweise Nukleotididentitäten von über 90% und lassen vermuten, dass PPgV sowohl regional als auch über weite Distanzen verbreitet werden kann. Die höchsten Konzentrationen an PPgV RNA wurden mittels qRT-PCR und Fluorezenz-in-situ-Hybridisierung in Leber- und Thymusgewebe und in peripheren mononukleären Blutzellen virämischer Tiere nachgewiesen. Diese Ergebnisse deuten auf einen Leber- bzw. Lymphtropismus hin. Aus diesem Grund bieten sich PBMCs und Leberzellen als vielversprechende Kandidaten für die zukünftige Untersuchung der Replikation von PPgV an. Die Untersuchung von Serum und Ausscheidungen PPgV-positiver Schweine und ihrer Ferkel über einen Zeitraum von 11 Monaten hinweg zeigte, dass das Virus höchstwahrscheinlich nicht aktiv ausgeschieden wird. Intrauterine Infektionen scheinen möglich, wenn auch wenig effektiv zu sein. Stattdessen wird PPgV höchstwahrscheinlich eher horizontal über Blut und venerisch übertragen, wie es auch beim humanen Pegivirus der Fall ist. In diesem Projekt wurden Teile des PPgV NS3-Proteins und des E2-Hüllproteins in E. coli exprimiert und deren Verwendbarkeit für die Etablierung eines serologischen Verfahrens untersucht. Erste Ergebnisse deuten darauf hin, dass porzine Serumantikörper beide Proteinen binden können. Im Laufe dieses PhD-Projekts wurden wertvolle Einsichten in die Epidemiologie und die biologischen Eigenschaften der PPgV-Infektion gewonnen, und die hier entwickelten Methoden werden die weitergehende Charakterisierung dieses neu entdeckten und weit verbreiteten Virus vorantreiben.

Cite

Citation style:
Kennedy, J., 2020. Biological characterization of porcine pegivirus. Hannover.
Could not load citation form. Default citation form is displayed.

Rights

Use and reproduction:
All rights reserved

Export