Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Sócio-Econômico. Programa de Pós-Graduação em Economia. / Made available in DSpace on 2012-10-23T23:48:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 262524.pdf: 519374 bytes, checksum: d7241e195df4a2650217a26b013cdf5b (MD5) / O surto de gripe aviária ocorrido no final de 2005, tendo como focos principais a União Européia e a Ásia, causou grandes perdas econômicas ao setor. O Brasil, apesar de ser considerado país livre da doença, também sofreu impactos por conta do grande volume de exportações de carne frango realizado pelo país, e que foram prejudicadas pela grande contração na demanda externa. O presente trabalho busca identificar impactos deste evento na volatilidade dos preços e dos retornos dos preços internos e externos da carne de frango. Além disso, foi realizado um estudo a respeito da relação entre o preço externo e interno da carne de frango. Por meio dos métodos de cointegração confirmouse a hipótese de existência de uma relação de longo prazo entre os preços internos e externos da carne de frango. Com relação aos impactos do surto na volatilidade de preços e retorno dos preços, os modelos GARCH construídos indicam o aumento da volatilidade no caso do retorno dos preços internos e a redução no caso do retorno dos preços externos. The outbreak of avian influenza occurred in late 2005, with the major targets being the European Union and Asia, generated great economic losses to the sector. Brazil, despite being considered a country free of this disease, also felt impacts due to chicken meat exports made by the country, which has been hampered by the large contraction in external demand. This study seeks to identify impacts of this event in the volatility of prices and returns of internal and external prices of chicken meat. Moreover, a study was conducted on the relationship between the external and internal price of chicken meat. Through the methods of cointegrating confirmed the possibility of existence of a external and domestic prices of chicken meat. With relation of the impacts of the outbreak of volatility in prices and return prices, the models constructed GARCH indicate the increased volatility in the case of return on domestic prices and a reduction in case of return on external prices.

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This dissertation is comprised of two manuscripts that explore various contestations and representations of knowledge about the highly pathogenic avian influenza H5N1virus. In the first manuscript, I explore three narratives that have been produced to describe the 20-year journey of the virus. The journey begins in 1996 when the virus was a singular localized animal virus but then over the next 20 years multiplied its ontological status through a (de)stabilized global network of science and politics that promoted both fears of contagion and politics of otherness. Written by and for powerful actors and institutions in the global North, the narratives focused on technical solutions and outbreak fears. In doing so, the narratives produced policies and practices of biopower that obscured alternative considerations for equity, social justice, and wellbeing for the marginalized groups most directly affected by the H5N1 virus. The second manuscript explores a unique aspect of the H5N1 virus's journey as an emerging infectious disease -- its representation as a potential weapon for bioterrorists. The US government's recent attempt to secure what constitutes H5N1 knowledge produced a global debate between scientists and policy makers over how to balance the nation-state's desire for security with the life science's tradition of openly shared research. Known as the dual-use dilemma, this debate set up binaries of impossible reconciliation between the two groups. This dissertation argues that the dual-use dilemma obscures larger questions of justice. I propose a new concept of justice, knowledge justice, as an alternate more globally inclusive framework for exploring ways out of the dilemma. The concept is premised on the assertion that if knowledge is framed to obscure justice issues, then the justice questions of owning that knowledge can be used as a way out of the dual-use dilemma. Thus, knowledge becomes a question of justice that should be as important to policy makers as more traditional justice considerations of inequities in distribution, recognition, representation, and fairness. / Ph. D.

Le virus H5N1 hautement pathogène a été à l'origine d'importantes pertes humaines, animales et économiques dans tous les pays affectés. Nos études ont été pensées afin d'appréhender le problème complexe de la circulation et de la dissémination du virus H5N1 hautement pathogène de manière intégrée et transdisciplinaire en envisageant les problèmes sous des angles différents mais complémentaires. La première partie de ce manuscrit est consacrée à l'analyse de la dynamique de circulation du virus H5N1 en Asie du sud-est ainsi que dans la région du Cambodge et du Vietnam ce qui a permis de mieux comprendre la structure, la diversité, et l'origine des populations virales retrouvées au Cambodge. Cela a permis de décrire la succession des lignées virales introduites successivement dans le pays et d'en retracer les origines. Ce travail a aussi montré que depuis 2010 une nouvelle lignée endémique au Cambodge avait émergé et évolué à partir d'une lignée mère avant de donner naissance à un nouveau sous-clade (1.1.A). Ce travail s'est également concentré sur l'impact des mouvements de volailles sur la diffusion du virus au Cambodge ainsi que sur l'analyse des marchés de volailles vivantes comme réservoir potentiel du virus H5N1. Le rôle potentiel de l'environnement comme source d'infection humaine et animale a également été exploré dans ce travail. En effet, nos résultats montrent clairement que l'environnement des fermes à la suite d'épidémies ou que les échantillons environnementaux prélevés dans les marchés aux volailles vivantes étaient fortement contaminés par le virus aviaire. L'impact sur la survenue d'épidémies d'une évolution des pratiques des éleveurs, en particulier dans la manipulation des volailles et dans la déclaration de la mortalité, a été évalué et nous avons montré que des progrès avaient été réalisés avec le temps mais qu'il restait encore des progrès à réaliser, en particulier dans la manipulation des volailles. Nous avons également décrit la survenue d'épidémie chez des oiseaux sauvages et des chats au Cambodge et démontré le rôle que pourrait jouer dans la dissémination du virus et dans la contamination humaine une pratique bouddhiste qui consiste à relâcher des passereaux captifs. Mots-clés : virus H5N1, évolution virale, environnement, marchés aux volailles vivantes, Cambodge, Asie du sud-est, oiseaux sauvages, chats, transmission. / The Highly Pathogenic Avian Influenza (HPAI) virus, subtype H5N1, has caused important human, animal and economical losses in all countries affected. This work was designed as a somehow transdisciplinary and integrative project to try addressing the complex problem of HPAI H5N1 virus circulation and spread through different complementary but related angles. The first domain to be addressed was that of the dynamics and evolution of the virus which allowed us to better understand the structure, diversity and origin of the viral populations found in Cambodia. It also allowed to determine the succession of lineages that were introduced in the country and to identify their origin. This work also demonstrated that since 2010 a novel lineage, endemic to Cambodia, has emerged and evolved from the mother lineage to become a genetically distinct sub-clade (1.1.A). This work also focused on the impact of poultry movement networks in the spread of avian influenza in Cambodia and on the analysis of live markets as potential HPAI H5N1 reservoirs. The potential role of the environment as a source of infection for both animals and humans was also explored in the work. Indeed, our data clearly demonstrated that the environment of the farms following an outbreak or the environmental samples collected from life bird markets were highly contaminated by H5N1 virus. The evolution in poultry workers behavior, especially poultry handling and poultry mortality report and their influence on the epidemics in Cambodia was analyzed and data demonstrated some improvements over the time but some key issues, especially in regards poultry handling, should still be addressed. The occurrence of outbreaks in captive wild birds and cats in Cambodia was also observed, whereas the final part of the manuscript demonstrated the potential role of the Merit Release Birds, used during some common Buddhist ritual in Asia, in the dissemination of virus to avian and human population. Key-Words: H5N1 virus, virus evolution, environment, Live Poultry Market, Cambodia, Southeast Asia, wild birds, cats, transmission.

Le virus de l'influenza aviaire hautement pathogène (IAHP) de sous-type H5N1 a causé de nombreuses pertes humaines, animales et économiques à travers le monde, notamment en Asie du Sud-Est. Son potentiel pandémique est une source d'inquiétude majeure en santé publique. Au Cambodge, l'infection est enzootique, et a causé la mort de 16 personnes depuis sa première détection en 2004 dans le pays, dont 8 pour la seule année 2011. Bien que l'hypothèse de la transmission directe hôte-hôte (animal-animal ou animal-homme) soit privilégiée, de récentes études semblent clairement incriminer certains éléments constitutifs de l'environnement dans le cycle de transmission du virus. Cependant, peu de données sont actuellement disponibles sur le sujet. Le travail de cette thèse a consisté en grande partie à apporter quelques réponses aux nombreuses questions soulevées. Des méthodes de détection du virus H5N1 dans l'environnement ont été mises au point, validées, et utilisées pour la détection de virus dans des prélèvements environnementaux collectés sur des sites d'épizooties au Cambodge. Le rôle de passereaux, capturés pour la réalisation de certains rituels bouddhistes en Asie, dans la dissémination du virus aux populations aviaires et humaines, a également été étudié. En parallèle, des données importantes du mode d'évolution du virus H5N1 au sein d'hôtes aviaires, jusqu'alors inexistantes, ont été apportées par l'étude des quasi-espèces du virus. L'ensemble des résultats rassemblés dans cette thèse souligne l'importance du rôle de l'environnement dans la dissémination et la transmission du virus IAHP H5N1. / The Highly Pathogenic Avian Influenza (HPAI) virus, subtype H5N1, has caused important human, animal and economical and losses in all countries affected, especially in Southeast Asia. Its pandemic potential is a major public health concern. In Cambodia, the infection is enzootic, and has caused 16 human fatalities since its first detection in the country in 2004, out of which 8 occurred in 2011. Although the hypothesis of direct host-to-host (animal-to-animal or animal-to-human) transmission is commonly accepted, recent studies clearly identified some environmental components as sources for avian and/or human contamination with H5N1 virus. Nonetheless, only few data are currently available on this topic. The work presented in this thesis aimed at better describing the role of the environment in the transmission cycle of the H5N1 virus. H5N1 virus detection methods in the environment were designed, validated and used for the detection of virus in environmental samples collected during epizootic outbreaks in Cambodia. The role of the Merit Release Birds, used during some common Buddhist rituals in Asia, in the dissemination of the virus to avian and human populations was also studied. In parallel, important and novel data regarding the evolution of the H5N1 virus within avian hosts were provided by quasi-species studies. The findings described in this thesis emphasize the relevance of the role of the environment in the dissemination and transmission of the HPAI H5N1 virus.

Dans le contexte de la menace pandémique liée au virus influenza A(H5N1), un projet «GRIPPE AVIAIRE ET GRIPPE PANDÉMIQUE » a émergé au sein de LyonBioPôle avec comme objectif le développement d’outils de caractérisation des virus influenza pour la production de vaccins. Pour étudier le réassortiment génétique entre virus influenza, nous avons développé 3 systèmes de génétique inverse : virus humain A(H3N2) et aviaires A(H5N2) et A(H5N1) et produit des virus réassortants de composition déterminée. Leurs capacités réplicatives ont été évaluées par cinétiques de croissance virale sur MDCK avec quantification de la production virale par qRT-PCR temps réel. L’émergence du virus influenza A(H1N1)2009 pose deux questions sur l’acquisition par réassortiment génétique, d’une résistance à l’oseltamivir d’une part ou de facteurs de virulence d’autre part. Nous avons donc développé un protocole de co-infection virale de cellules MDCK pour étudier les constellations de gènes des réassortants entre différents virus: A(H1N1)2009-A(H1N1) H275Y et A(H1N1)2009-A(H5N1). Nous montrons par deux approches différentes, génétique inverse et co-infections virales, que le réassortiment génétique entre souches aviaires et humaines et surtout aviaires et porcines est possible, en privilégiant certaines constellations. Nous rapportons que le virus pandémique peut acquérir la NA H275Y des virus A(H1N1) Brisbane-like résistants à l’oseltamivir sans que ses capacités de réplication ne soient altérées. De même nous montrons que son réassortiment avec un virus hautement pathogène A(H5N1) est possible. Ces observations renforcent la nécessité de promouvoir la vaccination afin de limiter les risques de co-infection virale chez un même individu. / In the context of A(H5N1) pandemics threat, an « avian flu and flu pandemics » project was proposed by LyonBioPole to develop influenza viruses characterization tools for vaccine production. To study genetic reassortment between influenza viruses, 3 reverse genetic systems of A(H3N2) human virus and A(H5N2) and A(H5N1) avian viruses were developed and reassortant viruses were produced. Their replicative capacities were evaluated using growth kinetics on MDCK cells with viral production quantification by real-time qRT-PCR. The A(H1N1)2009 emergence raises two questions about the acquisition by genetic reassortment of oseltamivir resistance and/or pathogenicity determinants. A co-infection protocol on MDCK cells was developed to study gene constellations of reassortant viruses like A(H1N1)2009-A(H1N1) H275Y and A(H1N1)2009-A(H5N1). We report here that genetic reassortment is possible between avian, human and swine strains using reverse genetic and viral co-infection and that some specific constellations emerged. We also report, that pandemic A(H1N1)2009 can acquire the H275Y mutated NA from seasonal oseltamivir resistant A(H1N1) viruses without any modifications on replicative capacities. This genetic reassortment is also possible with A(H5N1) viruses. These observations strenght the importance of vaccination against all these influenza strains to reduce the risk of one-individual viral co-infection.

Das Auftreten des pandemischen H1N1-Influenzavirus 2009 und die kontinuierliche Übertragung hochpathogener H5N1-Viren (HPAIV) auf den Menschen verdeutlichen die Wichtigkeit zoonotischer Übertragungen. Bis heute sind die Restriktion tierpathogener Influenzaviren und die hohe Virulenz der HPAIV im Menschen nicht vollständig geklärt. Verschiedene Modelle wurden zur Studie von Influenzaviren verwendet, u. a. Zelllinien, die jedoch die Komplexität und Zelltypen der humanen Lunge nur unzureichend wiedergeben. Daher wurde ein humanes ex vivo Lungenkulturmodell etabliert in welchem die komplexe Struktur und die verschiedenen Zelltypen der humanen Lunge erhalten bleiben. Mit Hilfe dieses Modells und primären und permanenten humanen Zellen wurden saisonale, pandemische, porzine, HPAIV und niedrigpathogene aviäre Influenzaviren (LPAIV) systematisch hinsichtlich Replikation, Cytokininduktion und Zelltropismus verglichen. HPAIV replizierten wie auch saisonale und pandemische Viren zu hohen Titern, während sich LPAIV und ein porzines Virus kaum vermehrten. Einhergehend mit dem Vorhandensein aviärer Rezeptoren waren LPAIV dennoch fähig Lungenkulturen und Zellen zu infizieren und es fanden sich keine Unterschiede im Vorhandensein und in der Lokalisation viraler Proteine. Die Infektion mit HPAIV und LPAIV führten im Lungenmodell zu einer erhöhten Induktion von IP10, MIP1β, IFNβ und IL1β, während saisonale und pandemische H1N1-Viren nur geringe Cytokinspiegel hervorriefen. Trotz der hier beobachteten Unterschiede in der Replikation und Cytokininduktion infizierten alle Viren überwiegend Typ II Pneumozyten. Dies impliziert, dass sich die gezeigten Unterschiede zwischen saisonalen und aviären Viren nicht durch Unterschiede im Zelltropismus erklären lassen. Die im Rahmen dieser Studie erzielten Ergebnisse korrelieren gut mit klinischen Beobachtungen. Dies verdeutlicht den Wert humaner ex vivo Kulturen um weitere Einblicke in das pathophysiologische Verhalten von Pathogenen zu bekommen. / The emergence of the pandemic H1N1 influenza A virus in 2009 and the continuous threat by highly pathogenic avian H5N1 human infections underlines the importance of zoonotic transmissions. The inability of most animal influenza viruses to replicate efficiently in the human respiratory tract and the high virulence of highly pathogenic avian H5N1 viruses (HPAIV) are still not fully understood. Several models have been used to study influenza virus infections including human cell lines that lack the complexity and cell diversity of the human lung. Therefore, a human lung explant model in which the three-dimensional structure of the human lung is preserved along with the different cell-cell interactions was established. Using this model and commonly used primary and permanent respiratory cells, replication, cytokine induction and cell tropism of human, avian, swine and pandemic 2009 virus was systematically compared. It was shown that HPAIV as well as seasonal and pandemic 2009 viruses replicated to high titers while a low pathogenic avian (LPAIV) or a classical swine virus only replicated inefficiently. However, along with the presence of avian receptors, LPAIV was able to infect human lung explants and cells and there were no differences in abundance and localization of proteins. Infection of human lung explants with the HPAIV and LPAIV lead to a pronounced induction of IP10, MIP1β, IFNβ and IL1β while seasonal and pandemic 2009 viruses caused only a low cytokine response. Despite their differences in replication and cytokine induction, LPAIV and the seasonal virus both primarily targeted type II pneumocytes suggesting that the observed differences between the two viruses are not due to differences in cell tropism in the human lower respiratory tract. The experimental findings obtained in this study are compatible with clinical observations highlighting the value of ex vivo human lung explants to provide insights into viral pathophysiological behavior in humans.

Rokshana Parvin Molecular epidemiology and biological properties of avian influenza viruses of subtype H5N1 and H9N2 Institute of Virology Submitted in November 2014 Pages 106, Figures 7, Table 1, References 339, Publications 4 Keywords: Avian Influenza Virus, H5N1, H9N2, Reassortment, Mutation, Replication and Growth kinetics Introduction Avian influenza viruses (AIVs) are the major cause of significant disease outbreaks with high morbidity and mortality worldwide in domestic birds resulting in great economic losses. Especially the subtypes of highly pathogenic avian influenza viruses (HPAIV) H5N1 and low pathogenic avian influenza viruses (LPAIV) H9N2 became the most prevalent AIVs in poultry causing regular disease outbreaks in many countries of Asia, the Middle East and Europe and are still ongoing events. Therefore, continues monitoring, surveillance and characterization of the circulating viruses are of high priority. Objectives The current study was designed for three main objectives; i) Molecular epidemiology of the HPAIV H5N1 in migratory birds in Bangladesh, ii) Molecular characterization of the AIV subtype H9N2 and iii) Biological properties of the AIV subtype H9N2. Materials and methods In first the part of the investigations, two HPAIV H5N1 strains were confirmed from 205 pools of fecal surveillance samples in Bangladesh. The two isolated H5N1 viruses were characterized by genome amplification and sequence analysis of the all eight genome segments. In the second part of the investigations, a confirmed AIV H9N2 from a retrospective analysis derived from a poultry farm in Bangladesh was characterized. Furthermore, three AI-H9N2 viruses were isolated and characterized from a commercial broiler and broiler breeder flock with clinical respiratory manifestations in Egypt. Full length genome amplification, cloning, sequencing and comprehensive phylogenetic analyses were performed for all eight genome segments. In the final part of the study, four selected Eurasian lineage H9N2 viruses - three G1 sub-lineages H9N2 and one European wild bird H9N2 virus - were propagated in embryonated chicken eggs (ECE) and Madin-Darby canine kidney epithelial cell culture systems. The ECE-grown and cell culture-grown viruses were monitored for replication kinetics based on tissue culture infectious dose (TCID50), hemagglutination assay (HA) and quantitative real time RT-PCR (qRT-PCR). The cellular morphology after infections was analyzed by immunofluorescence assay and cellular ELISA was performed to screen the sensitivity of the viruses to amantadine. Results The two newly isolated HPAIV H5N1 strains from migratory birds belonged to clade 2.3.2.1 and clustered together with other recently isolated viruses in Bangladesh derived from ducks, chickens, quails and crow. The amino acid sequences were also genetically similar although, some unique amino acid substitutions were observed. These substitutions were not related to the known conserved region of the molecular determinants of the virus. The phylogenetic analyses of the isolated AIV H9N2 from Bangladesh and Egypt revealed their close relationship with their respective contemporary isolates and maintained ancestor relation with A/Quail/HK/G1/1997 confirming that all studied H9N2 belonged to G1 sub-lineage. All six internal gene segments of the Bangladeshi AIV H9N2 showed high sequence homology with the HPAIV subtype H7N3 from Pakistan. In addition, also the PB1 internal gene showed high nucleotide homologies with a recently circulating HPAI-H5N1 virus from Bangladesh. Thus, the Bangladeshi AIV H9N2 is genetically a unique strain which shares internal gene segments with different HPAI viruses and takes part in reassortment events. On the other hand, the internal gene segments of the Egyptian H9N2 viruses were similar to the other members of the G1 sub-lineage with no evidence of reassortment events. In this virus rather point mutations within their respective gene segments are observed. With regard to the biological characterization, the three G1-H9N2 viruses produced comparatively higher titer than the Eurasian wild type-AIV H9N2. Overall, the ECE-grown viruses yielded higher titers than cell culture-grown viruses. Following a single passage in cell culture, individual nucleotide substitutions were noticed in HA, NA and NS gene sequences but none of them are related to the conserved region that can alter virus pathogenesis or virulence. All of the studied H9N2 viruses were sensitive to amantadine. Conclusion The present study demonstrated for the first time the presence of HPAI H5N1 in the wild migratory bird population in Bangladesh and determine as one of the major cause to introduce the new clade of HPAIV H5N1 into the Bangladeshi poultry flocks. The Bangladeshi AIV H9N2 strain has exhibited two independent reassortment events with HPAIV of subtype H7N3 and H5N1.The Egyptian AIV H9N2 strains were limited to regular point mutations which is very common for AIVs. The G1-H9N2 viruses showed a higher replication profile when compared to European wild bird-AIV H9N2. Both the ECE and MDCK cell system allowed efficient replication but the ECE system is considered as the better cultivation system for H9N2 viruses in order to get maximum amounts of virus within a short time period. In this study new strains of AIV H9N2 and H5N1 with significant genetic constitutions were described. Thus, continuous monitoring of the field samples, rapid reporting soon after outbreaks, molecular characterization to confirm the emergence of new reassortant strains and the biological properties to know its impact on the virulence are recommended. / Rokshana Parvin Molekulare Epidemiologie und biologische Charakterisierung von aviären Influenzaviren der Subtypen H5N1 und H9N2 Institut für Virologie Eingereicht im November 2014 Seiten 106, Abbildungen 7, Tabelle 1, Literaturangaben 339 , Publikationen 4 Schlüsselwörter: Aviäres Influenza Virus, H5N1, H9N2, Reassortment, Mutation, Replikation und Wachstumskinetik Einleitung Weltweit kommt es in der Geflügelproduktion durch Infektionen mit aviären Influenzaviren (AIV) zu hohen Morbiditäts- und Mortalitätsraten und damit verbunden zu hohen wirtschaftlichen Verlusten. Zu den bedeutenden AIV in der Geflügelwirtschaft werden die hoch pathogenen aviären Influenzaviren (HPAIV) des Subtyps H5N1 sowie AIV des Subtyps H9N2 gezählt. Letztere besitzen die Charakteristika von niedrigpathogenen aviären Influenzaviren. Durch diese Subtypen kommt es regelmäßig in vielen Ländern in Asien, im Nahen Osten und Europa zu wiederholten Krankheitsgeschehen. Dies bedingt die dringende Notwendigkeit von andauerndem Monitoring, Überwachung und Charakterisierung der zirkulierenden Viren. Ziele der Untersuchungen Die vorliegende Studie soll folgende drei Hauptfragestellungen beantworten: i) Molekulare Epidemiologie des HPAIV H5N1 bei Zugvögeln in Bangladesch, ii) Molekulare Charakterisierung von AIV des Subtyps H9N2 und iii) Biologische Eigenschaften von AIV des Subtyps H9N2. Materialien und Methoden Der erste Teil der Arbeit befasst sich mit zwei HPAIV Stämmen des Subtyps H5N1, welche im Monitoring Programm in Bangladesch von insgesamt 205 gepolten Kotproben, isoliert wurden. Die Charakterisierung der beiden Isolate erfolgte durch Vervielfältigung der acht Genomsegmente und nachfolgende phylogenetische Analysen. Der zweite Teil der Arbeit beschreibt die retrospektive Analyse eines AIV des Subtyps H9N2, welches von einer Geflügelproduktionsanlage in Bangladesch eingesandt wurde. Weiterhin wurden aus einer Geflügelmast- und Legehennenhaltung mit respiratorischer Symptomatik drei AIV des Subtyps H9N2 isoliert und charakterisiert. Auch hier wurde das gesamte Genom amplifiziert, kloniert und nachfolgend phylogenetisch analysiert. Im letzten Teil der Studie wurden vier europäische AIV H9N2 Isolate, von welchen 3 Isolate zur H9N2 Sublinie G1 gehören und ein Isolat von einem Wildvogel selektiert und in embryonierten Hühnereiern (EHE) und auf Madin-Darby canine kidney (MDCK) Zellen passagiert. Mittels 50% tissue culture infectious dose (TCID50), Hämagglutinationstest (HA) und RT-real-time-PCR (qRT-PCR) wurden von diesen so passagierten Viren die Vermehrungskinetik bestimmt. Die Morphologie der infizierten Zellen nach Infektion wurde mittels Immunfluoreszenztest analysiert. Eine Bestimmung der Amantadin Empfindlichkeit dieser Viren erfolgte mit einem ELISA. Ergebnisse Die beiden neuen HPAIV des Subtyps H5N1 von Zugvögeln können in die Clade 2.3.2.1 eingeordnet werden und clustern mit kürzlich aus Enten, Hühnern, Wachteln und Krähen isolierten AIV aus Bangladesch. Eine Verwandtschaft der Viren konnte auch auf Ebene der Aminosäure Sequenz gezeigt werden, obwohl einige einzigartige Aminosäure Austausche nachgewiesen wurden. Diese Austausche zeigen keine Verbindung mit bekannten konservierten Regionen der molekularen Determinanten der Viren. Die phylogenetische Analyse der AIV aus Bangladesch und Ägypten zeigt eine deutliche Verbindung mit den derzeit zirkulierenden AIV auf diesem geographischen Gebiet sowie die Verwandtschaft zu dem Isolat A/Quail/HK/G1/1997. Dies bestätigt, dass die in dieser Studie analysierten AIV zu der Subline G1 gehören. Alle sechs internen Gensegmente des AIV H9N2 aus Bangladesch zeigen eine hohe Sequenz Homologie mit einem HPAIV des Subtyps H7N3 aus Pakistan. Zusätzlich zeigt das interne Gene PB1 eine hohe Homologie auf Nukleinsäureebene zu einem derzeit in Bangladesch zirkulierenden HPAIV des Subtyps H5N1. Somit ist das AIV H9N2 aus Bangladesch als ein einzigartiges Isolat anzusehen, welches durch Reassortierung interne Gensegmente mit hochpathogenen AIV teilt. Im Gegensatz dazu, sind die internen Gene des AIV H9N2 aus Ägypten sehr ähnlich zu anderen Mitgliedern der Sublinie G1, welche keine Hinweise auf Reassorierung zeigen. Nur einzelne Punktmutationen konnten in den entsprechenden Gensegmenten nachgewiesen werden. In Hinblick auf die biologische Charakterisierung, konnte in den drei AIV H9N2 der Sublinie G1 vergleichsweise höhere Titer nachgewiesen werden als in einem europäischen AIV H9N2 Wildtypisolat. Insgesamt zeigten die in EHE passagierten Viren höhere Titer als die MDCK-Zell passagierten Viren. Schon nach einer Passage auf Zellkultur konnten einzelne Nukleotidaustausche in den HA, NA und NS kodierenden Gensegmenten nachgewiesen werden, wobei keine dieser Veränderungen einen Einfluss auf konservierte Regionen haben, die die Pathogenese oder Virulenz der Viren beeinflussen. Alle untersuchten H9N2 Viren sind sensitiv gegenüber Amantadin. Schlussfolgerungen Die vorliegende Studie zeigt erstmalig das Vorkommen von HPAIV H5N1 bei Zugvögeln in Bangladesch, welches als Haupteintragsquelle der neuen HPAIV H5N1 in der dortigen Geflügelhaltung angesehen wird. Das AIV H9N2 aus Bangladesch zeigt zwei unabhängige Reassortierungen mit HPAIV des Subtyps H7N3 und H5N1. Hingegen zeigt das ägyptische AIV H9N2 Punktmutationen, welche sehr typisch für diese Viren sind. Die hier untersuchten AIV H9N2 der Sublinie G1 zeigen im Vergleich zu einem europäischen AIV H9N2 eine höhere Replikationsrate. Eine Replikation der Viren konnte in EHE und MDCK-Zellen gezeigt werden, jedoch wird das EHE als das geeignetere System für die Kultivierung von H9N2 Viren betrachtet, da hier in einer kürzeren Zeitspanne mehr Virus produziert werden kann. Des Weiteren konnten in dieser Studie neue Isolate von AIV des Subtyps H9N2 und H5N1mit einem bedeutenden genetischen Aufbau beschrieben werden. Daher wird ein kontinuierliches Monitoring von Feldproben, unverzügliche Meldung von Ausbruchsgeschehen, die molekulare Charakterisierung zur Dokumentation eventuell auftretender neuer Reassortanten sowie Untersuchungen der biologischer Eigenschaften zur Virulenzbestimmung empfohlen.

Rokshana Parvin Molecular epidemiology and biological properties of avian influenza viruses of subtype H5N1 and H9N2 Institute of Virology Submitted in November 2014 Pages 106, Figures 7, Table 1, References 339, Publications 4 Keywords: Avian Influenza Virus, H5N1, H9N2, Reassortment, Mutation, Replication and Growth kinetics Introduction Avian influenza viruses (AIVs) are the major cause of significant disease outbreaks with high morbidity and mortality worldwide in domestic birds resulting in great economic losses. Especially the subtypes of highly pathogenic avian influenza viruses (HPAIV) H5N1 and low pathogenic avian influenza viruses (LPAIV) H9N2 became the most prevalent AIVs in poultry causing regular disease outbreaks in many countries of Asia, the Middle East and Europe and are still ongoing events. Therefore, continues monitoring, surveillance and characterization of the circulating viruses are of high priority. Objectives The current study was designed for three main objectives; i) Molecular epidemiology of the HPAIV H5N1 in migratory birds in Bangladesh, ii) Molecular characterization of the AIV subtype H9N2 and iii) Biological properties of the AIV subtype H9N2. Materials and methods In first the part of the investigations, two HPAIV H5N1 strains were confirmed from 205 pools of fecal surveillance samples in Bangladesh. The two isolated H5N1 viruses were characterized by genome amplification and sequence analysis of the all eight genome segments. In the second part of the investigations, a confirmed AIV H9N2 from a retrospective analysis derived from a poultry farm in Bangladesh was characterized. Furthermore, three AI-H9N2 viruses were isolated and characterized from a commercial broiler and broiler breeder flock with clinical respiratory manifestations in Egypt. Full length genome amplification, cloning, sequencing and comprehensive phylogenetic analyses were performed for all eight genome segments. In the final part of the study, four selected Eurasian lineage H9N2 viruses - three G1 sub-lineages H9N2 and one European wild bird H9N2 virus - were propagated in embryonated chicken eggs (ECE) and Madin-Darby canine kidney epithelial cell culture systems. The ECE-grown and cell culture-grown viruses were monitored for replication kinetics based on tissue culture infectious dose (TCID50), hemagglutination assay (HA) and quantitative real time RT-PCR (qRT-PCR). The cellular morphology after infections was analyzed by immunofluorescence assay and cellular ELISA was performed to screen the sensitivity of the viruses to amantadine. Results The two newly isolated HPAIV H5N1 strains from migratory birds belonged to clade 2.3.2.1 and clustered together with other recently isolated viruses in Bangladesh derived from ducks, chickens, quails and crow. The amino acid sequences were also genetically similar although, some unique amino acid substitutions were observed. These substitutions were not related to the known conserved region of the molecular determinants of the virus. The phylogenetic analyses of the isolated AIV H9N2 from Bangladesh and Egypt revealed their close relationship with their respective contemporary isolates and maintained ancestor relation with A/Quail/HK/G1/1997 confirming that all studied H9N2 belonged to G1 sub-lineage. All six internal gene segments of the Bangladeshi AIV H9N2 showed high sequence homology with the HPAIV subtype H7N3 from Pakistan. In addition, also the PB1 internal gene showed high nucleotide homologies with a recently circulating HPAI-H5N1 virus from Bangladesh. Thus, the Bangladeshi AIV H9N2 is genetically a unique strain which shares internal gene segments with different HPAI viruses and takes part in reassortment events. On the other hand, the internal gene segments of the Egyptian H9N2 viruses were similar to the other members of the G1 sub-lineage with no evidence of reassortment events. In this virus rather point mutations within their respective gene segments are observed. With regard to the biological characterization, the three G1-H9N2 viruses produced comparatively higher titer than the Eurasian wild type-AIV H9N2. Overall, the ECE-grown viruses yielded higher titers than cell culture-grown viruses. Following a single passage in cell culture, individual nucleotide substitutions were noticed in HA, NA and NS gene sequences but none of them are related to the conserved region that can alter virus pathogenesis or virulence. All of the studied H9N2 viruses were sensitive to amantadine. Conclusion The present study demonstrated for the first time the presence of HPAI H5N1 in the wild migratory bird population in Bangladesh and determine as one of the major cause to introduce the new clade of HPAIV H5N1 into the Bangladeshi poultry flocks. The Bangladeshi AIV H9N2 strain has exhibited two independent reassortment events with HPAIV of subtype H7N3 and H5N1.The Egyptian AIV H9N2 strains were limited to regular point mutations which is very common for AIVs. The G1-H9N2 viruses showed a higher replication profile when compared to European wild bird-AIV H9N2. Both the ECE and MDCK cell system allowed efficient replication but the ECE system is considered as the better cultivation system for H9N2 viruses in order to get maximum amounts of virus within a short time period. In this study new strains of AIV H9N2 and H5N1 with significant genetic constitutions were described. Thus, continuous monitoring of the field samples, rapid reporting soon after outbreaks, molecular characterization to confirm the emergence of new reassortant strains and the biological properties to know its impact on the virulence are recommended. / Rokshana Parvin Molekulare Epidemiologie und biologische Charakterisierung von aviären Influenzaviren der Subtypen H5N1 und H9N2 Institut für Virologie Eingereicht im November 2014 Seiten 106, Abbildungen 7, Tabelle 1, Literaturangaben 339 , Publikationen 4 Schlüsselwörter: Aviäres Influenza Virus, H5N1, H9N2, Reassortment, Mutation, Replikation und Wachstumskinetik Einleitung Weltweit kommt es in der Geflügelproduktion durch Infektionen mit aviären Influenzaviren (AIV) zu hohen Morbiditäts- und Mortalitätsraten und damit verbunden zu hohen wirtschaftlichen Verlusten. Zu den bedeutenden AIV in der Geflügelwirtschaft werden die hoch pathogenen aviären Influenzaviren (HPAIV) des Subtyps H5N1 sowie AIV des Subtyps H9N2 gezählt. Letztere besitzen die Charakteristika von niedrigpathogenen aviären Influenzaviren. Durch diese Subtypen kommt es regelmäßig in vielen Ländern in Asien, im Nahen Osten und Europa zu wiederholten Krankheitsgeschehen. Dies bedingt die dringende Notwendigkeit von andauerndem Monitoring, Überwachung und Charakterisierung der zirkulierenden Viren. Ziele der Untersuchungen Die vorliegende Studie soll folgende drei Hauptfragestellungen beantworten: i) Molekulare Epidemiologie des HPAIV H5N1 bei Zugvögeln in Bangladesch, ii) Molekulare Charakterisierung von AIV des Subtyps H9N2 und iii) Biologische Eigenschaften von AIV des Subtyps H9N2. Materialien und Methoden Der erste Teil der Arbeit befasst sich mit zwei HPAIV Stämmen des Subtyps H5N1, welche im Monitoring Programm in Bangladesch von insgesamt 205 gepolten Kotproben, isoliert wurden. Die Charakterisierung der beiden Isolate erfolgte durch Vervielfältigung der acht Genomsegmente und nachfolgende phylogenetische Analysen. Der zweite Teil der Arbeit beschreibt die retrospektive Analyse eines AIV des Subtyps H9N2, welches von einer Geflügelproduktionsanlage in Bangladesch eingesandt wurde. Weiterhin wurden aus einer Geflügelmast- und Legehennenhaltung mit respiratorischer Symptomatik drei AIV des Subtyps H9N2 isoliert und charakterisiert. Auch hier wurde das gesamte Genom amplifiziert, kloniert und nachfolgend phylogenetisch analysiert. Im letzten Teil der Studie wurden vier europäische AIV H9N2 Isolate, von welchen 3 Isolate zur H9N2 Sublinie G1 gehören und ein Isolat von einem Wildvogel selektiert und in embryonierten Hühnereiern (EHE) und auf Madin-Darby canine kidney (MDCK) Zellen passagiert. Mittels 50% tissue culture infectious dose (TCID50), Hämagglutinationstest (HA) und RT-real-time-PCR (qRT-PCR) wurden von diesen so passagierten Viren die Vermehrungskinetik bestimmt. Die Morphologie der infizierten Zellen nach Infektion wurde mittels Immunfluoreszenztest analysiert. Eine Bestimmung der Amantadin Empfindlichkeit dieser Viren erfolgte mit einem ELISA. Ergebnisse Die beiden neuen HPAIV des Subtyps H5N1 von Zugvögeln können in die Clade 2.3.2.1 eingeordnet werden und clustern mit kürzlich aus Enten, Hühnern, Wachteln und Krähen isolierten AIV aus Bangladesch. Eine Verwandtschaft der Viren konnte auch auf Ebene der Aminosäure Sequenz gezeigt werden, obwohl einige einzigartige Aminosäure Austausche nachgewiesen wurden. Diese Austausche zeigen keine Verbindung mit bekannten konservierten Regionen der molekularen Determinanten der Viren. Die phylogenetische Analyse der AIV aus Bangladesch und Ägypten zeigt eine deutliche Verbindung mit den derzeit zirkulierenden AIV auf diesem geographischen Gebiet sowie die Verwandtschaft zu dem Isolat A/Quail/HK/G1/1997. Dies bestätigt, dass die in dieser Studie analysierten AIV zu der Subline G1 gehören. Alle sechs internen Gensegmente des AIV H9N2 aus Bangladesch zeigen eine hohe Sequenz Homologie mit einem HPAIV des Subtyps H7N3 aus Pakistan. Zusätzlich zeigt das interne Gene PB1 eine hohe Homologie auf Nukleinsäureebene zu einem derzeit in Bangladesch zirkulierenden HPAIV des Subtyps H5N1. Somit ist das AIV H9N2 aus Bangladesch als ein einzigartiges Isolat anzusehen, welches durch Reassortierung interne Gensegmente mit hochpathogenen AIV teilt. Im Gegensatz dazu, sind die internen Gene des AIV H9N2 aus Ägypten sehr ähnlich zu anderen Mitgliedern der Sublinie G1, welche keine Hinweise auf Reassorierung zeigen. Nur einzelne Punktmutationen konnten in den entsprechenden Gensegmenten nachgewiesen werden. In Hinblick auf die biologische Charakterisierung, konnte in den drei AIV H9N2 der Sublinie G1 vergleichsweise höhere Titer nachgewiesen werden als in einem europäischen AIV H9N2 Wildtypisolat. Insgesamt zeigten die in EHE passagierten Viren höhere Titer als die MDCK-Zell passagierten Viren. Schon nach einer Passage auf Zellkultur konnten einzelne Nukleotidaustausche in den HA, NA und NS kodierenden Gensegmenten nachgewiesen werden, wobei keine dieser Veränderungen einen Einfluss auf konservierte Regionen haben, die die Pathogenese oder Virulenz der Viren beeinflussen. Alle untersuchten H9N2 Viren sind sensitiv gegenüber Amantadin. Schlussfolgerungen Die vorliegende Studie zeigt erstmalig das Vorkommen von HPAIV H5N1 bei Zugvögeln in Bangladesch, welches als Haupteintragsquelle der neuen HPAIV H5N1 in der dortigen Geflügelhaltung angesehen wird. Das AIV H9N2 aus Bangladesch zeigt zwei unabhängige Reassortierungen mit HPAIV des Subtyps H7N3 und H5N1. Hingegen zeigt das ägyptische AIV H9N2 Punktmutationen, welche sehr typisch für diese Viren sind. Die hier untersuchten AIV H9N2 der Sublinie G1 zeigen im Vergleich zu einem europäischen AIV H9N2 eine höhere Replikationsrate. Eine Replikation der Viren konnte in EHE und MDCK-Zellen gezeigt werden, jedoch wird das EHE als das geeignetere System für die Kultivierung von H9N2 Viren betrachtet, da hier in einer kürzeren Zeitspanne mehr Virus produziert werden kann. Des Weiteren konnten in dieser Studie neue Isolate von AIV des Subtyps H9N2 und H5N1mit einem bedeutenden genetischen Aufbau beschrieben werden. Daher wird ein kontinuierliches Monitoring von Feldproben, unverzügliche Meldung von Ausbruchsgeschehen, die molekulare Charakterisierung zur Dokumentation eventuell auftretender neuer Reassortanten sowie Untersuchungen der biologischer Eigenschaften zur Virulenzbestimmung empfohlen.

De nos jours, le scénario d’une pandémie à l’échelle mondiale est de plus en plus surveillé par l’Organisation mondiale de la santé en plus d’être exploité par le cinéma et les médias à sensations fortes. La réalité est que plusieurs épidémies ont ravagé la population sur terre à travers les époques telle que ce fut le cas lors de l’éclosion de la peste noire au XIV siècle en Europe et en Asie ou encore le VIH en Afrique encore aujourd’hui. La grande majorité des populations étant concentrée dans des mégalopoles et le transport international étant toujours plus développé et accessible rend une simple épidémie susceptible de se transformer rapidement en pandémie. Plus récemment, l’éclosion de la grippe aviaire H5N1 a décimé d’importantes populations d’oiseau en Asie et certains cas de contamination humaine fatale ont même été répertoriés. Comme les virus mutent rapidement, il serait donc pertinent de connaître leurs mécanismes de prolifération et tenter de les maîtriser afin de les neutraliser avant l’éclosion d’une souche se propageant d’humain à humain. Or, il a été découvert qu’une famille d’endoprotéases à sérines, les proprotéines convertases, sont impliquées dans diverses pathologies dont l’influenza-A H5N1. La furine, première proprotéine convertase à avoir été découverte, semble à l’origine de l’activation de ces virus. Nous avons donc choisi d’entreprendre la conception de divers inhibiteurs de furine dans le but de développer un agent antiviral contre cette pathologie. En ayant une approche impliquant la biologie structurelle et en effectuant une conception rationnelle d’inhibiteurs, nous avons développé des inhibiteurs de furine ayant à la fois une bonne affinité pour l’enzyme ainsi qu’une bonne stabilité en milieu biologique, tout en tentant de comprendre les principes fondamentaux de la liaison avec ces enzymes. Nos résultats ont démontré que diverses techniques peuvent être exploitées afin de concevoir des composés pouvant cibler la furine avec une bonne affinité. Le rationnel derrière la conception de ces composés a été démontrée à l’aide d’outils modernes de visualisation tridimensionnels de biomolécules en mettant en évidence les fonctionnalités importantes des complexes enzymes-substrat et enzyme-inhibiteurs afin de bien vulgariser la biologie structurelle inhérente au projet.