In vivo characterization of the insect-specific Culex Y virus and the establishment of a mosquito larvae test system for vector control
Krankheitsausbrüche durch von Stechmücken übertragene Krankheitserreger begleiten die Menschheit seit Jahrtausenden. Der weltweite Temperaturanstieg und der anhaltende anthropogene Einfluss durch Urbanisierung und Globalisierung führen zu einer Ausbreitung von Stechmücken und der von ihnen übertragenen Pathogene. Darüber hinaus führen Resistenzbildungen und negative Umwelteinflüsse zu einem Umdenken und damit zu einer verstärkten Forschung nach umweltverträglicheren und artspezifischen Methoden zur Vektorkontrolle. Ein relativ neuer Ansatz ist die Verwendung sogenannter Insekten spezifischer Viren (ISV), die sich ausschließlich in Insekten vermehren können. Diese Viren sind oft Zufallsfunde im Rahmen
anderer Studien, da sie für ihre Wirte in der Regel nicht pathogen sind. Sie können neben Arboviren, die zu den Hauptverursachern schwerer Erkrankungen bei Menschen und Tieren gehören, gefunden werden. Für einige ISVs ist ein Einfluss auf Arboviren und ihre Replikation sowohl in Zellkulturen als auch in Mücken selbst beschrieben worden, daher gewinnt die Charakterisierung von ISVs und der Virus-Wirt-Mechanismen zunehmend an Bedeutung. Dieses Projekt beschäftigt sich mit der Charakterisierung des Culex Y Virus (CYV), ein ISV, das wenig beschrieben wurde. Ziel ist es, zu untersuchen, ob CYV potenziell zur Bekämpfung von Vektorspezies
eingesetzt werden kann. Darüber hinaus ist die Etablierung eines Testsystems für
Mückenlarven im Hinblick auf eine mögliche spätere Anwendung durchgeführt worden. Da das Wirtsspektrum von CYV nicht bekannt ist, wurden verschiedene Insektenspezies mit dem Virus infiziert und die Virusreplikation sowie die Überlebensrate infizierter Tiere überwacht. Für CYV konnte so ein Wirtsspektrum ermittelt werden, dass sich, im Rahmen der getesteten Spezies, auf Insekten der Ordnung Diptera beschränkt. Die Infektion der heimischen Vektorspezies Culex pipiens Biotyp molestus führte sowohl in adulten als auch in Larven nach Injektion zur Virusreplikation in vivo, jedoch konnte eine transovarielle Übertragung nicht nachgewiesen werden. Andere Transmissionswege, wie die venerische Übertragung oder die Übertragung durch den Speichel infizierter Mücken wiesen aber eine Möglichkeit zum Erhalt des Virus in der Natur auf. Um sicherzustellen, über welchen Transmissionsweg CYV in natürlichen Mückenpopulationen erhalten werden kann, sind weitere Studien in der Zukunft Zusammenfassung nötig. Die Replikation von CYV in den Larven wurde nicht durch unterschiedliche Nahrungszufuhr beeinflusst und die Infektion zeigte eine deutlich höhere Sterblichkeit. Weitere Studien zur Infektion der Larven über den oralen Weg sind nötig, die anhand des etablierten Testsystems durchgeführt werden können.
Disease outbreaks due to mosquito-borne pathogens have been a part of human history for thousands of years. The spread of mosquitoes and the pathogens they carry is accelerated by global warming and the continuing anthropogenic impact of urbanization and globalization. Moreover, evolving resistance and adverse environmental factors are leading to rethinking and increased research into more environmentally friendly and species-specific methods of vector control. The use of insect-specific viruses (ISVs), which can only replicate in insects, is a relatively new approach. These viruses are often discovered serendipitously during other studies, as they are typically nonpathogenic to their hosts. They can be found alongside arboviruses, which are known to cause serious human and animal diseases. The characterization of ISVs and virus-host mechanisms is becoming increasingly important, as some ISVs have been described to affect arboviruses and their replication both in cell culture and in mosquitoes. This project focuses on the characterization of Culex Y virus (CYV), a poorly described ISV. The aim is to investigate whether CYV has the potential to be used for the control of vector
species. In addition, a mosquito larval test system was established to be used in future applications. As the host spectrum of CYV is unknown, different insect species were infected with the virus and virus replication and survival of infected animals were monitored. Thus, a host spectrum for CYV was determined which is limited to insects of the order Diptera within the range of species tested. Infection of the native vector species, Culex pipiens biotype molestus, led to in vivo replication of the virus in both adults and larvae after injection, but transovarial transmission could not be detected. However, the possibility of virus maintenance in nature was demonstrated by other transmission routes, such as venereal transmission or transmission through the saliva of infected mosquitoes. Further studies will be needed in the future to determine the mode of transmission by which CYV may be maintained in natural populations of mosquitoes. The replication of CYV in the larvae was not affected by differences in the food supply, and the infection showed a significantly higher mortality rate. Further studies on oral infection of larvae are needed and could be conducted using the established test system.
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