Aedes aegypti è il principale vettore a livello mondiale di molti arbovirus, inclusi i virus Chikungunya, Dengue, Febbre Gialla e Zika, che rappresentano una grave minaccia per la salute globale. Oltre agli arbovirus, Ae. aegypti può essere infettato da Insect Specific viruses (ISVs), che sono virus in grado di infettare e crescere naturalmente solo nelle cellule degli insetti, inoltre, essi sono filogeneticamente correlati agli arbovirus. Studi preliminari con ISV selezionati, incluso il primo ISV mai identificato, il Cell Fusing Agent Virus (CFAV), hanno dimostrato che gli ISV possono inibire la replicazione degli arbovirus nelle zanzare. Questa capacità ha suscitato l'interesse per l'uso degli ISV come agenti di controllo biologico per le strategie di controllo della trasmissione. Affinché gli ISV possano essere utilizzati come agenti di controllo biologico, devono infettare prontamente le zanzare e non comportare costi di fitness. In questa tesi sperimentale, ho iniziato ad affrontare questa lacuna di conoscenza. Ho confrontato la cinetica dell'infezione da CFAV nelle ovaie di zanzara, il tasso di trasmissione verticale e il tasso di sopravvivenza delle zanzare a seguito dell'infezione sperimentale attraverso iniezioni intratoraciche con diverse dosi di CFAV in due delle nostre colonie di laboratorio di Ae. aegypti, il ceppo Liverpool di riferimento e un ceppo recentemente derivato dalla Nuova Caledonia e chiamato Zac Panda. CFAV è stato rilevato nella progenie di una sola delle zanzare infettate sperimentalmente. Il tasso di trasmissione verticale era dell'1,59% nel ceppo Liverpool e dello 0% nel ceppo Zac Panda. La sopravvivenza dopo l'infezione da CFAV ha mostrato che la durata della vita delle zanzare è ridotta in modo dose-dipendente: maggiore è la carica virale iniettata, minore è la durata della vita della zanzara. Questo effetto era evidente in entrambi i ceppi, ma era più pronunciato nel ceppo Liverpool con una riduzione della durata della vita di 20 giorni con una dose a 2x10⁶ TCID₅₀. Infine, ho osservato differenze nell'infezione ovarica e nella tolleranza al CFAV tra i ceppi, con una tolleranza maggiore, una minore suscettibilità e una minore carica virale nel ceppo Zac Panda rispetto al ceppo Liverpool. In questa tesi, ho dimostrato per la prima volta che, come gli arbovirus, anche gli ISV hanno una suscettibilità ceppo specifica e che la loro infezione rappresenta un costo di fitness per le zanzare, a differenza di quanto si pensasse in precedenza.
Aedes aegypti is the primary world-wide vector of many arboviruses, including Chikungunya, Dengue, Yellow Fever and Zika viruses, which pose a major global health threat. Besides arboviruses, Ae. aegypti can be infected with Insect Specific viruses (ISVs), which are viruses capable of naturally infecting and growing in insect cells only but are phylogenetically related to arboviruses. Preliminary studies with selected ISVs, including the first ever identified ISV, the Cell Fusing Agent Virus (CFAV), has shown that ISVs can inhibit the replication of arboviruses in mosquitoes. This ability has encouraged interest in the use of ISVs as biological control agents for transmission control strategies. For ISVs to be used as biological control agents, they need to readily infect mosquitoes and cause no fitness costs. In this experimental thesis, I started addressing this knowledge gap. I compared the kinetics of CFAV infection in mosquito ovaries, the rate of vertical transmission and the rate of mosquito survivorship following experimental infection through intrathoracic injections with different doses of CFAV in two of our laboratory colonies of Ae. aegypti, the reference Liverpool strain and a strain recently derived from New Caledonia and called Zac Panda. CFAV was detected in the progeny of only one of the experimentally infected mosquitoes. The rate of vertical transmission was of 1,59% in the Liverpool strain and 0% in the Zac Panda strain. Survivorship following CFAV infection showed that mosquito lifespan is reduced in a dose dependent manner: the higher the injected viral load the lower the mosquito lifetime. This effect was evident in both strains, but it was more pronounced in the Liverpool strain with a reduction of 20 days lifespan with a dose of 2x10⁶ TCID₅₀. Finally, I observed differences in the ovarian infection and tolerance to CFAV across strains, with a higher tolerance, less susceptibility and lower viral load in the Zac Panda strain with respect to the Liverpool strain. In this thesis, I showed for the first time that like arboviruses, ISVs have strain specific susceptibility and that their infection represents a fitness cost to mosquitoes, unlike previously thought.
Cell Fusing Agent Virus and Aedes aegypti mosquitoes: infection kinetics, transmission mechanics and mosquito survival
CHEN, FRANCESCO
2021/2022
Abstract
Aedes aegypti è il principale vettore a livello mondiale di molti arbovirus, inclusi i virus Chikungunya, Dengue, Febbre Gialla e Zika, che rappresentano una grave minaccia per la salute globale. Oltre agli arbovirus, Ae. aegypti può essere infettato da Insect Specific viruses (ISVs), che sono virus in grado di infettare e crescere naturalmente solo nelle cellule degli insetti, inoltre, essi sono filogeneticamente correlati agli arbovirus. Studi preliminari con ISV selezionati, incluso il primo ISV mai identificato, il Cell Fusing Agent Virus (CFAV), hanno dimostrato che gli ISV possono inibire la replicazione degli arbovirus nelle zanzare. Questa capacità ha suscitato l'interesse per l'uso degli ISV come agenti di controllo biologico per le strategie di controllo della trasmissione. Affinché gli ISV possano essere utilizzati come agenti di controllo biologico, devono infettare prontamente le zanzare e non comportare costi di fitness. In questa tesi sperimentale, ho iniziato ad affrontare questa lacuna di conoscenza. Ho confrontato la cinetica dell'infezione da CFAV nelle ovaie di zanzara, il tasso di trasmissione verticale e il tasso di sopravvivenza delle zanzare a seguito dell'infezione sperimentale attraverso iniezioni intratoraciche con diverse dosi di CFAV in due delle nostre colonie di laboratorio di Ae. aegypti, il ceppo Liverpool di riferimento e un ceppo recentemente derivato dalla Nuova Caledonia e chiamato Zac Panda. CFAV è stato rilevato nella progenie di una sola delle zanzare infettate sperimentalmente. Il tasso di trasmissione verticale era dell'1,59% nel ceppo Liverpool e dello 0% nel ceppo Zac Panda. La sopravvivenza dopo l'infezione da CFAV ha mostrato che la durata della vita delle zanzare è ridotta in modo dose-dipendente: maggiore è la carica virale iniettata, minore è la durata della vita della zanzara. Questo effetto era evidente in entrambi i ceppi, ma era più pronunciato nel ceppo Liverpool con una riduzione della durata della vita di 20 giorni con una dose a 2x10⁶ TCID₅₀. Infine, ho osservato differenze nell'infezione ovarica e nella tolleranza al CFAV tra i ceppi, con una tolleranza maggiore, una minore suscettibilità e una minore carica virale nel ceppo Zac Panda rispetto al ceppo Liverpool. In questa tesi, ho dimostrato per la prima volta che, come gli arbovirus, anche gli ISV hanno una suscettibilità ceppo specifica e che la loro infezione rappresenta un costo di fitness per le zanzare, a differenza di quanto si pensasse in precedenza.È consentito all'utente scaricare e condividere i documenti disponibili a testo pieno in UNITESI UNIPV nel rispetto della licenza Creative Commons del tipo CC BY NC ND.
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https://hdl.handle.net/20.500.14239/15110