is Íslenska en English

Lokaverkefni (Doktors) Háskóli Íslands > Heilbrigðisvísindasvið > Doktorsritgerðir - Heilbrigðisvísindasvið >

Vinsamlegast notið þetta auðkenni þegar þið vitnið til verksins eða tengið í það: http://hdl.handle.net/1946/7959

Titill: 
  • Titill er á ensku Moritella viscosa Virulence. Extracellular Products and Host-Pathogen Interaction
  • Sýkingarmáttur Moritella viscosa. Seyti og samspil hýsils og sýkils
Námsstig: 
  • Doktors
Útdráttur: 
  • Útdráttur er á ensku

    Moritella viscosa is the aetiological agent of winter ulcer disease in farmed salmonid fish. The disease has had significant economic effects on the salmon aquaculture industry in the North Atlantic, and continues to cause problems despite the availability of commercial vaccines. Infections also occur in cultured Atlantic cod (Gadus morhua L.). Improved understanding of M. viscosa, its biology, virulence mechanisms and host-pathogen interactions is therefore important in order to fight disease outbreaks and for development of effective treatments against the disease. The main objectives of this study were to examine the virulence mechanisms of M. viscosa, with emphasis on secreted factors and bacterial interactions with its host.
    In the first part of the study, the virulence properties of extracellular products (ECP) of 22 M. viscosa isolates were evaluated. The in vivo and in vitro virulence of ECPs were screened and several parameters measured. Virulent isolates produced an unidentified lethal factor and the results reflected the proposed significance ECP may have on the development and pathology of winter ulcer disease. Avirulent M. viscosa isolates produced non-lethal ECPs. Cytotoxin production followed host species origin of isolates and may reflect host adaptation in M. viscosa.
    Successively, the major extracellular caseinase of M. viscosa was isolated and characterized. The caseinase, termed MvP1, was a previously unknown vibriolysin with virulence related activities. The MvP1 peptidase, which was active over a broad temperature range, caused hemorrhages and tissue destruction in salmon and may aid in bacterial invasion and dissemination within the host. Attempts to construct MvP1 negative mutants were unsuccessful and the importance of this peptidase in M. viscosa virulence was therefore not fully determined.
    For evaluating the ability of M. viscosa to trigger a host immune response, selected M. viscosa antigens were used to stimulate a continuous salmon cell line. Following stimulation, expression of the IL-1β and IL-8 cytokine genes was measured, as indicators of a pro-inflammatory response. Live M. viscosa cells induced both IL-1β and IL-8 expression, while heat-killed cells and ECP only induced the expression of IL-8. Furthermore, isolated MvP1 was not a major stimulant of pro-inflammatory gene expression. The results indicate that M. viscosa antigens have different stimulatory potentials, which may be of value for improved vaccine production.
    Finally, two type VI secretion system (T6SS) loci were identified in the genome of M. viscosa, termed mts1 and mts2. A functional Mts1 system was confirmed in M. viscosa, both in virulent and avirulent isolates. T6SSs can export proteins through a needle like structure into the environment or directly into host cells, and they have been implicated with various functions, including virulence. However, the role of T6S in M. viscosa is yet unknown and is an interesting research topic.
    Overall, the results of the study give new insight into the biology and virulence of M. viscosa, especially into the importance of secreted factors on disease development.
    Keywords: Moritella viscosa, virulence, extracellular products, secretion, MvP1 peptidase

  • Vetrarsár í laxfiskum orsakast af bakteríunni Moritella viscosa. Sjúkdómurinn hefur valdið miklum fjárhagslegum afföllum í fiskeldi við norðanvert Atlantshaf og veldur enn umtalsverðum vandamálum, þrátt fyrir tilkomu sérvirkra bóluefna. Bakterían sýkir einnig eldisþorsk (Gadus morhua L.). Aukinn skilningur á líffræði og sýkingarmætti M. viscosa, ásamt samspili bakteríunnar við hýsil, er því mikilvægur í baráttunni gegn sjúkdómnum og við þróun bættra sjúkdómsvarna. Helstu markmið rannsóknarinnar voru að kanna sýkingarmátt M. viscosa, með áherslu á þætti í seyti, og samspil hýsils og sýkils.
    Í fyrsta hluta rannsóknarinnar var sýkingarmáttur seytis 22ja M. viscosa stofna metinn, bæði in vivo og in vitro, ásamt því að ýmsir þættir í seyti voru mældir. Sýkingarhæfir stofnar framleiddu óskilgreint banvænt eitur og endurspegluðu niðurstöðurnar það mikilvægi sem seyti virðist hafa á þróun og sjúkdómsmynd vetrarsára. Seyti ósýkingarhæfra M. viscosa stofna drap ekki lax. Frumudrápsvirkni seytis var tengd þeirri fisktegund sem viðkomandi stofn var einangraður úr og bendir til hýsilsérhæfingar M. viscosa.
    Því næst var helsti peptíðasi í seyti M. viscosa einangraður og virkni hans skilgreind. Peptíðasinn, sem nefndur var MvP1, reyndist vera áður óskilgreint vibriolysin og hafði eiginleika sem geta haft áhrif á sýkingarmátt bakteríunnar. MvP1 peptíðasinn var virkur á breiðu hitasviði og olli blæðingum og vefjaskemmdum í laxi. Eiginleikar hans eiga mögulega þátt í íferð og útbreiðslu bakteríunnar í fiski. Tilraunir til að útbúa MvP1 neikvæð stökkbrigði báru ekki árangur og var því mikilvægi peptíðasans sem sýkiþáttur ekki ákvarðaður til fullnustu.
    Hæfni M. viscosa til að ræsa ónæmissvar hýsils var metin með örvun laxafrumulínu. Frumur voru örvaðar með mismunandi M. viscosa mótefnavökum og tjáning frumuboðanna IL-1β og IL-8 metin. Aukin tjáning genanna var túlkuð sem vísbending um ræsingu bólgusvars. Lifandi M. viscosa frumur örvuðu tjáningu beggja frumuboða, en hitadrepnar frumur og seyti örvuðu einungis tjáningu IL-8. Einangraður MvP1 peptíðasi reyndist ekki hafa mikil áhrif á tjáningu frumuboðanna. Niðurstöðurnar benda til að mótefnavakar M. viscosa hafi mismunandi áhrif á örvun frumuboða og gætu nýst við þróun bóluefna gegn vetrarsárum.
    Með skimun genamengis M. viscosa var hægt að bera kennsl á tvö genasæti sem kóða fyrir seytiferli af týpu VI. Genasætin voru nefnd mts1 og mts2. Virkni Mts1 seytiferlisins var staðfest í sýkingarhæfum og ósýkingarhæfum M. viscosa stofnum. Seytiferli af týpu VI flytja prótein úr bakteríufrumum út í umhverfi þeirra, eða jafnvel inn í umfrymi hýsilfruma, í gegnum einskonar nál. Seytiferli af týpu VI virðast gegna ýmsum hlutverkum og geta þau m.a. átt þátt í að stuðla að sýkingarmætti baktería. Hlutverk seytiferla af týpu VI í M. viscosa eru þó ekki þekkt, en eru áhugavert rannsóknarverkefni.
    Í heild gefa niðurstöður rannsóknanna nýja sýn á líffræði og sýkingarmátt M. viscosa, einkum á mikilvægi seytis í myndun sjúkdóms.
    Lykilorð: Moritella viscosa, sýkingarmáttur, seyti, seyting, MvP1 peptíðasi

Samþykkt: 
  • 20.4.2011
URI: 
  • http://hdl.handle.net/1946/7959


Skrár
Skráarnafn Stærð AðgangurLýsingSkráartegund 
Bjornsdottir_PhD_thesis.pdf2.77 MBOpinnHeildartextiPDFSkoða/Opna