Introduction: Equine influenza virus, an influenza type A virus, belongs to the family of Orthomyxoviridae. Equine influenza is a major cause of respiratory disease in horses and outbreaks have severe economical repercussions for the horse industry. It is considered to be endemic in Sweden and between 1997 and 2006 there have been around 10 to 40 outbreaks every year. The objective of this study was to do a phylogenetic characterization of equine influenza outbreaks that occurred in Sweden during a twenty year period. Methods: The haemagglutinin and neuraminidase gene of 14 samples and the complete genome of three samples collected over the span of 20 years were sequenced. The viral RNA were extracted, amplified with OneStep RT-PCR and sequenced. Results & Discussion: The phylogenetic tree and deduced amino acid sequence of HA1 illustrated that different lineages of equine influenza virus has circulated simultaneously in the Swedish horse population. The isolates mainly belonged to pre-divergence-, Eurasian- and American lineages. To characterize equine influenza viruses is important for vaccine strain selection, to fully understand the disease and how the virus evolves.

A influenza equina (EI) é uma enfermidade respiratória viral aguda que acomete equídeos de todas as idades. A doença é causada pelo vírus da influenza equina (EIV do inglês Equine Influenza Virus), que podem ser do subtipo viral H3N8 (antigo Equi-2), mundialmente distribuído, e o H7N7 (antigo Equi-1), considerado extinto desde 1980. Os EIVs pertencem à família Orthomyxoviridae, gênero Influenza A, possuem genoma RNA fita simples segmentado de senso negativo e são envelopados. A EI tem alta morbidade e baixa mortalidade leva a grandes perdas econômicas no ramo equestre. Os animais acometidos ficam impedidos de serem transportados ou de participarem de eventos equestres no Brasil. A rápida e fácil disseminação do EIV é bastante característico em surtos de EI. Surtos de EI foram descritos em 2012 em diversos países, incluindo o Brasil. Em 2015, um surto de EIV ocorreu em um Hospital Veterinário na cidade de São Paulo-SP. Os objetivos do presente trabalho foram: a) obter isolados do vírus da influenza equina de surtos recentes do estado de São Paulo, Brasil; b) realizar o sequenciamento dos EIVs isolados; c) promover a análise filogenética e evolutiva desses EIVs. Foram isolados 12 EIVs de um surto de EI em um hospital veterinário na cidade de São Paulo em 2015. Promoveu-se o sequenciamento dos oito genes virais dos isolados de 2015 e de uma estirpe de EIV de um surto brasileiro de 2012, e da hemaglutinina de outras duas estirpes do mesmo surto de 2012. Os vírus do surto de 2012 foram cedidos pelo Laboratório de Raiva e Encefalites Virais do Instituto Biológico de São Paulo para as análises. O sequenciamento dos genes HA e NA indicaram que os EIVs de 2012 e 2015 brasileiros são do subtipo H3N8 e pertencem à sublinhagem Flórida 1 e tiveram maiores identidades com os vírus de 2012 da América do Sul, Estados Unidos e Dubai de 2012. Os vírus de 2015 formaram um clado separado dos demais EIV Flórida 1, tanto na análise filogenética quanto na análise de relógio molecular. As análises de mutações de nucleotídeos e aminoácidos, associados à análise de perfil de hidrofobicidade sugerem mudanças em estruturas antigênicas que poderiam acarretar no maior distanciamento em relação à estirpe vacinal A/equine/South Africa/4/03. / The equine influenza (EI) is a viral acute respiratory disease that can affect equines of any age. The disease is caused by the equine influenza virus (EIV) and has two different subtypes H3N8 (formerly Equi-2) that occurs worldwide and H7N7 (formerly Equi-1), considered extinct since 1980. EIVs belong to the Orthomyxoviridae family, Influenza A genus, are enveloped and has negative segmented single strand RNA genome. EI causes high morbidity and low mortality and drives to high economic losses in equestrian industry. In Brazil, the transport and participation in equestrian events are not allowed when horses have EIV. The quickly spread pattern is easily seen in EIV outbreaks. EI outbreaks occurred in 2012 in several countries, including Brazil. In 2015, an outbreak occurred in a Veterinarian Hospital in São Paulo-SP. The objectives of the present study were: a) to obtain isolates of equine influenza virus from recent outbreaks in the State of São Paulo, Brazil; b) to promote the sequencing of these EIVs; c) to perform the phylogenetic and evolutive analysis of these EIVs. Twelve EIVs were isolated from an outbreak in a veterinarian hospital in the State of São Paulo in 2015. The eight viral genes were sequenced from EIVs of 2015 and from one EIV of a Brazilian outbreak, 2012. Also, the HA gene from two other EIVs from the same 2012-outbreak were sequenced. The viruses from the 2012-outbreak were from the Laboratory of Rabies and Viral Encephalitis, Instituto Biológico de São Paulo. Sequencing on HA and NA genes indicates that the Brazilian 2012 and 2015 EIVs are H3N8 subtype, belong to the Florida 1 sublineage and were more identical to the 2012 EIVs from South America, United States and Dubai. In the phylogenetic tree and the molecular clock the EIVs from 2015 grouped in a cluster that was separeted from other Florida 1 EIVs. The nucleotide, amino acid and hydrophobicity analysis suggest changes in antigenic structures that could lead to differences from the vaccine strain A/equine/South Africa/4/03.

A influenza equina (EI) é uma enfermidade respiratória viral aguda que acomete equídeos de todas as idades. A doença é causada pelo vírus da influenza equina (EIV do inglês Equine Influenza Virus), que podem ser do subtipo viral H3N8 (antigo Equi-2), mundialmente distribuído, e o H7N7 (antigo Equi-1), considerado extinto desde 1980. Os EIVs pertencem à família Orthomyxoviridae, gênero Influenza A, possuem genoma RNA fita simples segmentado de senso negativo e são envelopados. A EI tem alta morbidade e baixa mortalidade leva a grandes perdas econômicas no ramo equestre. Os animais acometidos ficam impedidos de serem transportados ou de participarem de eventos equestres no Brasil. A rápida e fácil disseminação do EIV é bastante característico em surtos de EI. Surtos de EI foram descritos em 2012 em diversos países, incluindo o Brasil. Em 2015, um surto de EIV ocorreu em um Hospital Veterinário na cidade de São Paulo-SP. Os objetivos do presente trabalho foram: a) obter isolados do vírus da influenza equina de surtos recentes do estado de São Paulo, Brasil; b) realizar o sequenciamento dos EIVs isolados; c) promover a análise filogenética e evolutiva desses EIVs. Foram isolados 12 EIVs de um surto de EI em um hospital veterinário na cidade de São Paulo em 2015. Promoveu-se o sequenciamento dos oito genes virais dos isolados de 2015 e de uma estirpe de EIV de um surto brasileiro de 2012, e da hemaglutinina de outras duas estirpes do mesmo surto de 2012. Os vírus do surto de 2012 foram cedidos pelo Laboratório de Raiva e Encefalites Virais do Instituto Biológico de São Paulo para as análises. O sequenciamento dos genes HA e NA indicaram que os EIVs de 2012 e 2015 brasileiros são do subtipo H3N8 e pertencem à sublinhagem Flórida 1 e tiveram maiores identidades com os vírus de 2012 da América do Sul, Estados Unidos e Dubai de 2012. Os vírus de 2015 formaram um clado separado dos demais EIV Flórida 1, tanto na análise filogenética quanto na análise de relógio molecular. As análises de mutações de nucleotídeos e aminoácidos, associados à análise de perfil de hidrofobicidade sugerem mudanças em estruturas antigênicas que poderiam acarretar no maior distanciamento em relação à estirpe vacinal A/equine/South Africa/4/03. / The equine influenza (EI) is a viral acute respiratory disease that can affect equines of any age. The disease is caused by the equine influenza virus (EIV) and has two different subtypes H3N8 (formerly Equi-2) that occurs worldwide and H7N7 (formerly Equi-1), considered extinct since 1980. EIVs belong to the Orthomyxoviridae family, Influenza A genus, are enveloped and has negative segmented single strand RNA genome. EI causes high morbidity and low mortality and drives to high economic losses in equestrian industry. In Brazil, the transport and participation in equestrian events are not allowed when horses have EIV. The quickly spread pattern is easily seen in EIV outbreaks. EI outbreaks occurred in 2012 in several countries, including Brazil. In 2015, an outbreak occurred in a Veterinarian Hospital in São Paulo-SP. The objectives of the present study were: a) to obtain isolates of equine influenza virus from recent outbreaks in the State of São Paulo, Brazil; b) to promote the sequencing of these EIVs; c) to perform the phylogenetic and evolutive analysis of these EIVs. Twelve EIVs were isolated from an outbreak in a veterinarian hospital in the State of São Paulo in 2015. The eight viral genes were sequenced from EIVs of 2015 and from one EIV of a Brazilian outbreak, 2012. Also, the HA gene from two other EIVs from the same 2012-outbreak were sequenced. The viruses from the 2012-outbreak were from the Laboratory of Rabies and Viral Encephalitis, Instituto Biológico de São Paulo. Sequencing on HA and NA genes indicates that the Brazilian 2012 and 2015 EIVs are H3N8 subtype, belong to the Florida 1 sublineage and were more identical to the 2012 EIVs from South America, United States and Dubai. In the phylogenetic tree and the molecular clock the EIVs from 2015 grouped in a cluster that was separeted from other Florida 1 EIVs. The nucleotide, amino acid and hydrophobicity analysis suggest changes in antigenic structures that could lead to differences from the vaccine strain A/equine/South Africa/4/03.

Influenza A viruses (IAVs) cause occasional pandemics and seasonal epidemics, thus presenting continuous challenges to public health. Vaccination is the primary strategy for the prevention and control of influenza outbreaks. The antigenicity matched high-yield seed strain is critical for the success of influenza vaccine. Currently, there are several limitations for the influenza vaccine manufacture: 1) the conventional methods for generating such strains are time consuming; 2) egg-based vaccines, the predominant production platform, have several disadvantages including the emergence of viral antigenic variants that can be induced during egg passage; 3) vaccine seed viruses often do not grow efficiently in mammalian cell lines. Previous studies suggested that mutations in the receptor binding site (RBS) that locates at the globular head of the HA1 can change IAVs’ binding specificity, antigenicity, and yield and thus RBS would be an potential target for engineering vaccine seed strain. However, systematic analysis of the mutations on RBS affecting those viral phenotypes is lacking. Specifically, this dissertation has following aims: Firstly, we developed a novel method to rapidly generate high-yield candidate vaccine strains by integrating error-prone PCR, site-directed mutagenesis strategies, and reverse genetics. The error-prone PCR- based reverse genetic system could also be applied to gain-ofunction studies for influenza virus and other pathogens; Secondly, in this dissertation, we identified an Y161F mutation in the hemagglutinin (HA) that enhanced the infectivity and thermostability of virus without changing its original antigenic properties which would prompted the development of cell-based vaccines; Thirdly, the molecular mechanisms underlying host adaption of equine-origin influenza A(H3N8) virus from horses to dogs are unknown. This dissertation identified that a substitution of W222L in the HA of the equine-origin A(H3N8) virus facilitated its host adaption to dogs. This mutation increased binding avidity of the virus specifically to sialyl Lewis X motifs, which were found abundantly in the submucosal glands of dog trachea but not in equine trachea. To summary, this dissertation investigated the role of RBS in IAVs biology and expanded the current knowledge toward IAV vaccine strain engineering, IAV host adaption and evolution.

Made available in DSpace on 2015-02-27T17:39:04Z (GMT). No. of bitstreams: 2 44.pdf: 1010144 bytes, checksum: 1cbcb330900b0f5162dfcade1c16d471 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2010 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Nacional de Controle de Qualidade em Saúde / Existem inúmeras doenças que podem ser consideradas de risco para a medicina veterinária e para saúde pública entre elas se destaca a Influenza A. O agente etiológico desta enfermidade é um vírus pertencente a família Orthomyxoviridae, gênero Influenzavirus A. Vários animais, inclusive os cães, estão inseridos na cadeia epidemiologia desta enfermidade. O sucesso epidemiológico do vírus influenza deve-se ao surgimento de novas variantes antigênicas, devido à elevada frequência de rearranjo genético e as consequentes modificações antigênicas nas glicoproteínas de superfície viral. Os freqüentes rearranjos genéticos, a ocorrência recente de surto de influenza canina e os resultados de estudos envolvendo o vírus influenza em cães vêem despertando a atenção das autoridades sanitárias de diversos países, devido à capacidade adaptativa desse vírus e o estreito contato do homem com os cães. Em virtude da inexistência de dados que evidencie a circulação do vírus influenza em cães no Brasil, o presente trabalho teve como objetivo a detecção de anticorpos contra aos subtipos H3N8, H2N2 e H1N1 do vírus influenza A em cães oriundos da zona oeste da cidade do Rio de Janeiro. Do total de 304 soros analisados pela prova de HI, 70,4% apresentaram reatividade com títulos entre 10 e ≤80 para o subtipo H3, 30,6% para o subtipo H2 e 48,% positivos para o subtipo H1. Os resultados obtidos tornam evidente a circulação desses subtipos entre os caninos, ressaltando a necessidade de uma maior vigilância sanitária, do estabelecimento de rotina diagnóstica e epidemiológica da influenza canina, alertando as autoridades sanitárias responsáveis sobre o risco de possíveis surtos de influenza entre os caninos e os possíveis problemas que possam advir para os criadores, proprietários e para saúde pública. / Existem inúmeras doenças que podem ser consideradas de risco para a medicina veterinária e para saúde pública entre elas se destaca a Influenza A. O agente etiológico desta enfermidade é um vírus pertencente a família Orthomyxoviridae, gênero Influenzavirus A. Vários animais, inclusive os cães, estão inseridos na cadeia epidemiologia desta enfermidade. O sucesso epidemiológico do vírus influenza deve-se ao surgimento de novas variantes antigênicas, devido à elevada frequência de rearranjo genético e as consequentes modificações antigênicas nas glicoproteínas de superfície viral. Os freqüentes rearranjos genéticos, a ocorrência recente de surto de influenza canina e os resultados de estudos envolvendo o vírus influenza em cães vêem despertando a atenção das autoridades sanitárias de diversos países, devido à capacidade adaptativa desse vírus e o estreito contato do homem com os cães. Em virtude da inexistência de dados que evidencie a circulação do vírus influenza em cães no Brasil, o presente trabalho teve como objetivo a detecção de anticorpos contra aos subtipos H3N8, H2N2 e H1N1 do vírus influenza A em cães oriundos da zona oeste da cidade do Rio de Janeiro. Do total de 304 soros analisados pela prova de HI, 70,4% apresentaram reatividade com títulos entre 10 e ≤80 para o subtipo H3, 30,6% para o subtipo H2 e 48,% positivos para o subtipo H1. Os resultados obtidos tornam evidente a circulação desses subtipos entre os caninos, ressaltando a necessidade de uma maior vigilância sanitária, do estabelecimento de rotina diagnóstica e epidemiológica da influenza canina, alertando as autoridades sanitárias responsáveis sobre o risco de possíveis surtos de influenza entre os caninos e os possíveis problemas que possam advir para os criadores, proprietários e para saúde pública.