Tick-borne encephalitis virus in Alpine regions

Lemhöfer, Giulia (2023): Tick-borne encephalitis virus in Alpine regions. Dissertation, LMU München: Tierärztliche Fakultät

Abstract

Goal of this work was to characterise TBEV strains, the agent of TBE, in Alpine regions. TBE virus is a member of the family of Flavivirus, Genus Flavivirus. It is a single stranded virus of positive polarity. We focused on testing whether these strains show certain qualities that are favourable for the environment found in Alpine regions, or are derived from a single Alpine progenitor strain, or if there is no connection at all. Since there has been a shift in the distribution of the virus to formerly naïve habitats, this was an important question for a possible prediction of further changes and to add to our understanding of the mechanisms driving the increased distribution of zoonotic diseases. Taking a multilateral approach, utilizing genetic analysis and kinetics, through growth curves, we investigated for Alpine-specific traits. None of the experiments provided indications of Alpine virus genetic relationships or certain traits that all of these strains exhibit. More studies on tick cell lines could help to further investigate the drivers of virus strain manifestations in higher altitudes. The most likely explanation for the virus shift is changes in their vector or its distribution due to the effect climate warming has on the Alps and the surrounding Alpine regions. Since an ecological change in the Alps has already been demonstrated in earlier works and this is favourable for a habitat of the virus’ vector, we deduced that climate change is the most likely cause of the observed change in cases reported.

Abstract

Das Ziel dieser Arbeit war es, verschiedene Stämme des europäischen Subtyps des Frühsommer-Meningo-Enzephalitis Virus (FSME Virus) zu charakterisieren. Bei dem FSME Virus handelt es sich um ein Virus aus der Familie der Flaviviren, Genus Flavivirus. Es ist ein einzelsträngiges, unbehülltes Virus mit positiver Polarität. Der Fokus dieser Arbeit lag darauf, Bergstämme im Vergleich zu denen des Flachlandes zu charakterisieren. Dabei sollte herausgefunden werden, ob das Virus möglicherweise von einem alpinen Progenitor-Stamm abstammt, sich an die Umwelt in den Bergen angepasst hat oder ob es keinerlei Verbindung zwischen den alpinen Viren untereinander gibt. Diese Untersuchung erschien uns wichtig, da, unter anderem, einer Studie aus Österreich zufolge die Zahl der Erkrankungsfälle unter der ungeimpften Population an alt-etablierten Krankheitsherden kontinuierlich abnimmt, während in alpinen Regionen, die zuvor nicht mit Krankheitsfällen in Verbindung standen, vermehrt Infektionen auftreten. Es war uns wichtig, dies herauszufinden, um in Zukunft möglicherweise Prognosen über die weitere Entwicklung von zoonotischen Erkrankungen treffen zu können. Mit unserem multilateralen Ansatz von kinetischer Untersuchung und genetischer Analyse haben wir nach alpinspezifischen Viruseigenschaften gesucht. Hierbei konnte kein Hinweis darauf gefunden werden, dass das erweiterte Verbreitungsgebiet über Veränderungen des Virus selbst zu erklären ist, sei es auf Grund eines alpinen Progenitorstammes oder genetischer Ähnlichkeiten, die dem Virus einen Vorteil in der Etablierung eines natürlichen Herdes bieten. Unsere Ergebnisse lassen den Schluss zu, dass es an einer größeren Verbreitung des Vektors, den Zecken, auf Grund veränderter Umweltfaktoren liegt, dass das Virus sich weiterverbreitet. Dadurch wäre es sinnvoll in zukünftigen Studien auf Zecken-Zellinien den Antrieb der Manifestationen von FSME in höher gelegenen Regionen weiter zu erforschen. Da eine ökologische Veränderung durch den Klimawandel unbestreitbar ist und auch das neue Habitate für Vektorzecken eröffnet, ist das als der wahrscheinlichste Grund für die veränderte Virusausbreitung und Fallzahlen anzunehmen.

• Dokumententyp: Dissertationen (Dissertation, LMU München)
• Keywords: tick-borne encephalitis virus, tick-borne encephalitis, flavivirus, climate change
• Themengebiete: 500 Naturwissenschaften und Mathematik ; 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 590 Tiere (Zoologie)
• Fakultäten: Tierärztliche Fakultät
• Sprache der Hochschulschrift: Englisch
• Datum der mündlichen Prüfung: 22. Juli 2023
• 1. Bericht­erstatter:in: Sutter, Gerd