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Real time RT-PCR for tracing and quantification of Borna Disease Virus RNA in diseased hosts compared to experimentally inoculated ticks


Schindler, Anna Regina. Real time RT-PCR for tracing and quantification of Borna Disease Virus RNA in diseased hosts compared to experimentally inoculated ticks. 2004, University of Zurich, Vetsuisse Faculty.

Abstract

Borna Disease (BD) ist eine sporadische, meist progressiv und letal verlaufende immunpathologische Erkrankung des zentralen Nervensystems und wird verursacht durch eine Infektion mit dem Borna Disease Virus (BDV). Die Krankheit tritt vor allem bei Pferden und Schafen in geographisch umschriebenen Endemiegebieten Europas auf. Die Diagnose wird vor allem anhand von histologischen, immunhistologischen und serologischen Methoden und/oder PCR-basierter Technologie gestellt. Ziel dieser Arbeit war die Etablierung einer TaqMan® Real Time RT-PCR zur Detektion der für die beiden BDV-Hauptproteine p40 (Phosphoprotein) und p24 (Nukleoprotein) -kodierenden Genabschnitte. Die neu etablierte Methode überzeugt durch ihre hohe Spezifität und Sensitivität, nachgewiesen anhand BDV infizierten MDCK Zellen und Organen. Real Time RT-PCR erlaubt zudem die relative Quantifizierung der Virusmenge im untersuchten Probenmaterial sowie des p24/ p40 Verhältnisses. Es liess sich zeigen, dass Virusmenge und Verteilung im Gehirn von an BD erkrankten Schafen und Pferden mit früheren immunhistologischen Untersuchungen am gleichen Probenmaterial übereinstimmen. Dies zeigt, dass Real Time RT-PCR zur Diagnose von BD an unterschiedlichem Probenmaterial herangezogen werden kann. Ein weiterer Aspekt der Arbeit war die Prüfung der Hypothese, ob Zecken der Spezies Ixodes ricinus als Vektoren für BD in Frage kommen. Es konnte gezeigt werden, dass bis zu 24 Tagen nach künstlicher peroraler Infektion Virus RNA in den Zecken vorhanden ist. Unsere Untersuchungen sprechen nicht klar für oder gegen diese Hypothese, zeigen aber, dass mit der neu etablierten TaqMan® RT-PCR eine wichtige diagnostische und epidemiologische Methode zur Lösung zahlreicher Fragen in Bezug auf mögliche Vektoren, Virusreservoirs oder Cofaktoren in der Forschung von BD zur Verfügung steht.

Borna Disease is an immunopathological disorder of the central nervous system (CNS), caused by infection with Borna Disease virus (BDV). The main known naturally affected animal species are horses and sheep in endemic areas in central Europe. The detection of BDV in these hosts is achieved by histological, immunohistochemical and serological approaches and/or PCR-based technologies. In this study, we present the successful establishment of TaqMan® Real Time RT-PCR for the detection of the transcripts of the two major proteins, p40 (nucleoprotein) and p24 (phosphoprotein). The primers detect BDV with high specificity and sensitivity from infected MDCK cells and tissues. Real Time RT-PCR also allowed the relative quantification of virus load from different sheep and horse brain sites, and of the p24/p40 ratio. These data are in agreement with previous immunohistochemical studies using the same samples and therefore demonstrate that the TaqMan® PCR approach is a valuable diagnostic and epidemiologic tool, which allows for comparative studies using infected samples from various sources. In addition, we tested the hypothesis whether the tick species Ixodes ricinus is a potential vector for the transmission of BDV. Our results show, that BDV infected cells could be detected over a period of one trough 24 days post feeding. However, in the course of time the virus load per tick decreased close to background. Our observations do not necessarily argue for or against ticks being vectors for BDV, but the experiments indicate that the newly established Real Time RT-PCR may provide a useful tool for detecting such vectors in endemic areas.

Abstract

Borna Disease (BD) ist eine sporadische, meist progressiv und letal verlaufende immunpathologische Erkrankung des zentralen Nervensystems und wird verursacht durch eine Infektion mit dem Borna Disease Virus (BDV). Die Krankheit tritt vor allem bei Pferden und Schafen in geographisch umschriebenen Endemiegebieten Europas auf. Die Diagnose wird vor allem anhand von histologischen, immunhistologischen und serologischen Methoden und/oder PCR-basierter Technologie gestellt. Ziel dieser Arbeit war die Etablierung einer TaqMan® Real Time RT-PCR zur Detektion der für die beiden BDV-Hauptproteine p40 (Phosphoprotein) und p24 (Nukleoprotein) -kodierenden Genabschnitte. Die neu etablierte Methode überzeugt durch ihre hohe Spezifität und Sensitivität, nachgewiesen anhand BDV infizierten MDCK Zellen und Organen. Real Time RT-PCR erlaubt zudem die relative Quantifizierung der Virusmenge im untersuchten Probenmaterial sowie des p24/ p40 Verhältnisses. Es liess sich zeigen, dass Virusmenge und Verteilung im Gehirn von an BD erkrankten Schafen und Pferden mit früheren immunhistologischen Untersuchungen am gleichen Probenmaterial übereinstimmen. Dies zeigt, dass Real Time RT-PCR zur Diagnose von BD an unterschiedlichem Probenmaterial herangezogen werden kann. Ein weiterer Aspekt der Arbeit war die Prüfung der Hypothese, ob Zecken der Spezies Ixodes ricinus als Vektoren für BD in Frage kommen. Es konnte gezeigt werden, dass bis zu 24 Tagen nach künstlicher peroraler Infektion Virus RNA in den Zecken vorhanden ist. Unsere Untersuchungen sprechen nicht klar für oder gegen diese Hypothese, zeigen aber, dass mit der neu etablierten TaqMan® RT-PCR eine wichtige diagnostische und epidemiologische Methode zur Lösung zahlreicher Fragen in Bezug auf mögliche Vektoren, Virusreservoirs oder Cofaktoren in der Forschung von BD zur Verfügung steht.

Borna Disease is an immunopathological disorder of the central nervous system (CNS), caused by infection with Borna Disease virus (BDV). The main known naturally affected animal species are horses and sheep in endemic areas in central Europe. The detection of BDV in these hosts is achieved by histological, immunohistochemical and serological approaches and/or PCR-based technologies. In this study, we present the successful establishment of TaqMan® Real Time RT-PCR for the detection of the transcripts of the two major proteins, p40 (nucleoprotein) and p24 (phosphoprotein). The primers detect BDV with high specificity and sensitivity from infected MDCK cells and tissues. Real Time RT-PCR also allowed the relative quantification of virus load from different sheep and horse brain sites, and of the p24/p40 ratio. These data are in agreement with previous immunohistochemical studies using the same samples and therefore demonstrate that the TaqMan® PCR approach is a valuable diagnostic and epidemiologic tool, which allows for comparative studies using infected samples from various sources. In addition, we tested the hypothesis whether the tick species Ixodes ricinus is a potential vector for the transmission of BDV. Our results show, that BDV infected cells could be detected over a period of one trough 24 days post feeding. However, in the course of time the virus load per tick decreased close to background. Our observations do not necessarily argue for or against ticks being vectors for BDV, but the experiments indicate that the newly established Real Time RT-PCR may provide a useful tool for detecting such vectors in endemic areas.

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Item Type:Dissertation (monographical)
Referees:Ehrensperger Felix, Ackermann Mathias
Communities & Collections:05 Vetsuisse Faculty > Institute of Parasitology
04 Faculty of Medicine > Institute of Parasitology

05 Vetsuisse Faculty > Institute of Veterinary Pathology
UZH Dissertations
Dewey Decimal Classification:570 Life sciences; biology
Language:English
Place of Publication:Zürich
Date:2004
Deposited On:04 Feb 2019 18:10
Last Modified:15 Apr 2021 14:57
Number of Pages:53
OA Status:Green

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