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Articolo
Genomic and evolutionary inferences between American and globalstrains of porcine epidemic diarrhea virus. MC Jarvis, H Ching Lam, Y Zhang, L Wang, RA Hesse, BM Hause, A Vlasova, Q Wang, J Zhang, MI Nelson, MP Murtaugh, and D Marthaler. Preventive Veterinary Medicine 123 (2016) 175–184. http://dx.doi.org/10.1016/j.prevetmed.2015.10.020
Cosa si studia?
Il genoma dei ceppi isolati di PEDv del 2014 dagli episodi negli USA sono stati sequenziati genomicamente e sono stati confrontati con le sequenze del genoma completo disponibile su GenBank (n = 126) per determinare le zone di maggiore variazione virale per migliorare le conoscenze sull'evoluzione virale. Questa analisi intende migliorare la compreensione dell'impatto della variazione sulla diagnosi e sullo sviluppo dei vaccini.
Come si studia?
Tra gennaio e dicembre 2014 sono stati selezionati 93 isolati di campo (campioni fecali, omogeneizzati intestinali, fluidi orali, feedback e campioni ambientali) per il sequenziamento completo. Si cercò il PEDv nei campioni mediante RT-PCR. Si selezionarono i campioni per il sequenziamento in base alla concentrazione virale del campione risultanti dalla RT-PCR e in base alla diversità geografica all'interno degli USA. Si utilizzarono genomi completi ottenuti in questo studio (93) e le sequenze disponibili su GenBank (n = 126); si crearono due allineamenti di nucleotidi ed aminoacidi che furono analizzati per verificare le relazioni filogenetiche tra le sequenze americane e quelle globali per identificare geni o regioni di elevata diversità tra i ceppi. Furono utilizzati diversi strumenti complessi d'analisi ricombinante per capire l'evoluzione del virus e i cambi del dominio dell'unione al recettore (RBD), che è la chiave dell'infettività e virulenza del PEDv.
Quali sono i risultati?
Da questo articolo si estraggono vari concetti:
- Le regioni nsp2 e nsp3 furono le più divergenti tra i ceppi (parte dell' ORF1a).
- Tra i geni strutturali, il gene S ha avuto maggiori livelli di entropia rispetto agli altri geni strutturali e la maggior percentuale di evoluzione indicando una elevata pressione di selezione.
- La ricombinazione gioca un ruolo centrale nell'evoluzione dei coronavirus nel creare nuovi ceppi con cambi di virulenza. Il ceppo Minnesota211 è nato da un evento ricombinante tra i ceppi S-INDEL e un cepppo pandemico degli USA. Tuttavia la ricombinazione può essere prodotta con più frequenza durante un'epidemia: si dimostrarono eventi ricombinanti nella maggior parte dei ceppi asiatici.
Quali conclusioni possiamo estrarre da questo studio?
La genealogia del PEDv è più complessa di quel che si pensava. I risultati mostrano cambi nell'ORF1 e nelle regioni, il che sta ad indicare un elevato livello di variabilità tra gli isolati. I tests di diagnosi disegnati per l'ORF1 del virus possono dare falsi negativi a causa di una elevata variabilità genetica. La regione C-Terminale, più conservata, della proteina strutturale del virus potrebbe essere un target più adeguato.
Gli studi epidemiologici che esaminano solamente la regione variabile S possono trascurare i cambi evolutivi importanti che avvengano nella regione ORF1. Il sequenziamento completo del virus dovrebbe permettere di raggiungere conclusioni più precise.
Nonostante le differenze tra i ceppi americani e quelli asiatici, ci sono alcune similitudini che indicano un'origine asiatica dei ceppi pandemici americani. L'origine dei ceppi europei è meno chiara.
La ricombinazione e il tasso di evoluzione più elevato sia dei ceppi americani come quelli asiatici, diventa una sfida per lo sviluppo di un vaccino ampiamente protettivo.
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La recente epidemia di diarrea epidemica suina (PED) che ha colpito Asia, USA ed Europa ha messo in evidenza le debolezze del nostro sistema produttivo. Nonostante le misure di biosicurezza generali stiano migliorando considerevolmente, non sono state sufficienti ad evitare la diffusione dell'infezione. Ma perchè un'infezione già conosciuta in Europa dalla fine degli anni 80 è tornata a fare cosi del male? Come è possibile pensare che anche migliorando la biosicurezza la diffusione del virus è rimasta invariata? Perchè paesi che erano già stati colpiti dalla PED negli anni precedenti hanno subìto ancora pesanti danni? Come già commentato prima, l'infezione veniva identificata in Europa con una certa regolarità. Uno degli ultimi casi descritti prima di questi nuovi episodi era avvenuta in Italia nel 2008, tuttavia con una minore diffusione, più localizzata e con più bassa virulenza. Quando l'infezione arriva negli USA, in pochi mesi si diffonde attraverso gli Stati Uniti raggiungendo allevamenti in Canada e quando si confrontano le sintomatologie osservate nel Nord America rispetto a quella in Europa, quella americana era molto più aggressiva, con gravissime perdite di suinetti lattanti (anche del 100% ). Ossia, una stessa malattia si presenta con caratteristiche ben diverse di infettività e virulenza. Con le nuove tecniche di biologia molecolare si è potuto studiare il genoma dei virus PED implicati nei nuovi episodi, comprovando che effettivamente siamo di fronte ad un ceppo diverso da quelli isolati nei casi europei. Le differenze sono talmente elevate che non solo riguardano quanto detto, ma anche che il nuovo virus non si controlla con vaccini sviluppati a partire dai ceppi classici (nel mercato Nord Americano). Questo nuovo virus incluso potrebbe anche dare risultati falsi negativi ad alcuni tests, sempre che basato su alcuni frammenti del genoma che si è visto modificato in questi nuovi ceppi. Al giorno d'oggi le conoscenze delle differenze genetiche dei distinti ceppi, ci permette di comprendere perchè compaiono nuovi episodi e dovrebbe aiutarci a migliorare alcuni aspetti, come per esempio, la diagnosi stessa o la biosicurezza. Conoscendo in dettaglio i vari ceppi presenti, come in questo caso della PED, possiamo vedere quali sono i suoi spostamenti e studiare i possibili errori nella biosicurezza aziendale per miglioramenti futuri; e infine permettere lo studio e sviluppo di tests diagnostici che si basino sui geni più stabili, evitando le complicazioni che le varie ricombinazioni virali possono creare. |
