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O herpesvirus equino tipo 1 (EHV-1) é um importante patógeno que causa doença respiratória, abortamento e desordens neurológicas em equinos. O presente estudo foi realizado visando estabelecer um modelo murino de infecção pelo EHV-1 para investigar a resposta do hospedeiro frente à infecção viral e as alterações neurológicas causadas por esse agente. Camundongos das linhagens BALB/c, BALB/c nude, C3H/HeJ, C57BL/6, C57BL/6 CD4-/- e C57BL/6 CD8-/- foram inoculados por via intranasal com as estirpes brasileiras A4/72, A9/92 e A3/97 do EHV-1. Neste estudo, associou-se a histopatologia, a imunoistoquímica e o método de transcrição reversa seguida pela PCR quantitativa em tempo real para investigar a relação entre a infecção pelo vírus com o desenvolvimento de lesões e a resposta de citocinas pró-inflamatórias no SNC de camundongos das diferentes linhagens. As estirpes brasileiras A4/72 e A9/92 do EHV-1 causaram infecção aguda e letal nas diferentes linhagens de camundongos isogênicos. Os sinais clínicos e neurológicos, tais como perda de peso, pelos arrepiados, postura arqueada, apatia, descarga nasal e ocular, dispnéia, desidratação e sialorréia apareceram entre o 2º e 3º dpi. Essas manifestações foram acompanhadas pelo aumento da sensibilidade a estímulos externos, convulsões, recumbência e morte. O vírus foi consistentemente isolado do SNC, pulmões, fígado, baço e timo de todos os camundongos com sinais neurológicos. As alterações histopatológicas consistiram de leptomeningite, hemorragia focal, ventriculite, degeneração e necrose neuronal, neuronofagia, inflamação não supurativa, gliose multifocal e infiltração perivascular de células polimorfonucleares e mononucleares. A análise imunoistoquímica demonstrou que as estirpes A4/72 e A9/92 do EHV-1 replicaram-se nos neurônicos do bulbo olfatório, cortex cerebral e no hipocampo. Ao contrário, os camundongos inoculados com a estirpe A3/97 do EHV-1 não apresentaram perda de peso ou quaisquer sinais clínicos ou neurológicos; entretanto, o vírus foi isolado dos pulmões no 3º dpi. As estirpes A4/72 e A9/92 do EHV-1 apresentaram tropismo pelo tecido nervoso com capacidade de neuroinvasão e neurovirulência. A estirpe A3/97 do EHV-1 não foi neurovirulenta, apesar de ter sido reisolada do SNC de camundongos BALB/c nude infectados. Detectou-se aumento da expressão de mRNA para TNF-α, IL-6 e CCL2 no SNC dos camundongos infectados pelo EHV-1 com 2 e 3 dpi; entretanto, não houve expressão de mRNA para IFN-γ. Os camundongos com o fundo genético C57BL/6, que apresentam predominantemente resposta do tipo Th1, mostraram níveis mais altos de expressão de mRNA para TNF-α, IL-6 e CCL2, quando comparados com os BALB/c. A gravidade dos sinais observados em camundongos infectados pode ser correlacionada com o pico destas citocinas pró-inflamatórias (TNF-α e IL-6) e da quimiocina CCL2, que são produzidas logo após a infecção viral por células residentes da glia e/ou infiltrativas no SNC. Esses achados indicam que as diferentes linhagens de camundongos isogênicos são susceptíveis a infecção por estirpes neuropatogênicas do EHV-1 e poderiam servir como modelo para o estudo da patogênese e dos mecanismos que contribuem no desenvolvimento da mieloencefalopatia herpética equina. / Equid herpesvirus type 1 (EHV-1) is a major pathogen which causes respiratory disease, abortions and neurological disorders in horses. The present study was carried out to establish a murine model of EHV-1 infection and investigate host response against the virus and neurological disorders caused by this pathogen. BALB/c, BALB/c nude, C3H/HeJ, C57BL/6, C57BL/6 CD4-/- and C57BL/6 CD8-/- mice were intranasally inoculated with EHV-1 A4/72, A9/92 and A3/97 Brazilian strains. In this study, we combined histopathology, immunohistochemistry, and a quantitative real-time RT-PCR method to investigate the relationship between virus infection and the development of lesions and cytokine responses in the CNS of different strains of mice. Intranasal inoculation of EHV-1 A4/72 and A9/92 induced acute and lethal meningoencephalitis in mice. Clinical and neurological signs appeared between the 2nd and 3rd dpi and included weight loss, ruffled fur, a hunched posture, crouching in corners, nasal and ocular discharges, dyspnoea, dehydration and increased salivation. These signs were followed by increased reactivity to external stimulation, seizures, recumbency and death. The virus was consistently recovered from the CNS and visceral organs of all mice with neurological symptoms. Histopathological changes consisted of leptomeningitis, focal hemorrhage, ventriculitis, neuronal degeneration and necrosis, neuronophagia, non-suppurative inflammation, multi-focal gliosis and perivascular infiltration of polymorphonuclear and mononuclear cells. Immunohistochemical examination demonstrated that EHV-1 strains A4/72 and A9/92 replicated in neurons of the olfactory bulb, cortical regions and hippocampus. In contrast, mice inoculated with the EHV-1 strain A3/97 showed neither weight loss nor apparent clinical or neurological signs of the disease; however, the virus was recovered from their lungs at 3 dpi. While EHV-1 strains A4/72 and A9/92 exhibited a high degree of tropism for the CNS with robust neuroinvasiveness and neurovirulence, the EHV-1 strain A3/97 was not neurovirulent despite being detected in the CNS of infected BALB/c nude mice. Increased mRNA levels of TNF-α, IL-6 and CCL2 were detected in the nervous tissue of EHV-1 infected mice at 2 and 3 dpi; however, IFN-γ mRNA was not consistently expressed. Mice with the background C57BL/6, which exhibit predominantly Th1-type responses, showed the highest levels of TNF-α, IL-6 and CCL-2 mRNA in the CNS, when compared to BALB/c mice. The severity of signs observed in infected mice could be correlated with the peak of these proinflammatory cytokines (TNF-α and IL-6) and the chemokine CCL2, which are produced early after viral infection by both cells infiltrating into the CNS from the periphery and/or glial resident cells. These findings indicate that several inbred mouse strains are susceptible to neuopathogenic EHV-1 strains and should be useful models for studying the pathogenesis and mechanisms contributing to equine herpes myeloencephalopathy in horses.

O herpesvirus equino tipo 1 (EHV-1) é um importante patógeno que causa doença respiratória, abortamento e desordens neurológicas em equinos. O presente estudo foi realizado visando estabelecer um modelo murino de infecção pelo EHV-1 para investigar a resposta do hospedeiro frente à infecção viral e as alterações neurológicas causadas por esse agente. Camundongos das linhagens BALB/c, BALB/c nude, C3H/HeJ, C57BL/6, C57BL/6 CD4-/- e C57BL/6 CD8-/- foram inoculados por via intranasal com as estirpes brasileiras A4/72, A9/92 e A3/97 do EHV-1. Neste estudo, associou-se a histopatologia, a imunoistoquímica e o método de transcrição reversa seguida pela PCR quantitativa em tempo real para investigar a relação entre a infecção pelo vírus com o desenvolvimento de lesões e a resposta de citocinas pró-inflamatórias no SNC de camundongos das diferentes linhagens. As estirpes brasileiras A4/72 e A9/92 do EHV-1 causaram infecção aguda e letal nas diferentes linhagens de camundongos isogênicos. Os sinais clínicos e neurológicos, tais como perda de peso, pelos arrepiados, postura arqueada, apatia, descarga nasal e ocular, dispnéia, desidratação e sialorréia apareceram entre o 2º e 3º dpi. Essas manifestações foram acompanhadas pelo aumento da sensibilidade a estímulos externos, convulsões, recumbência e morte. O vírus foi consistentemente isolado do SNC, pulmões, fígado, baço e timo de todos os camundongos com sinais neurológicos. As alterações histopatológicas consistiram de leptomeningite, hemorragia focal, ventriculite, degeneração e necrose neuronal, neuronofagia, inflamação não supurativa, gliose multifocal e infiltração perivascular de células polimorfonucleares e mononucleares. A análise imunoistoquímica demonstrou que as estirpes A4/72 e A9/92 do EHV-1 replicaram-se nos neurônicos do bulbo olfatório, cortex cerebral e no hipocampo. Ao contrário, os camundongos inoculados com a estirpe A3/97 do EHV-1 não apresentaram perda de peso ou quaisquer sinais clínicos ou neurológicos; entretanto, o vírus foi isolado dos pulmões no 3º dpi. As estirpes A4/72 e A9/92 do EHV-1 apresentaram tropismo pelo tecido nervoso com capacidade de neuroinvasão e neurovirulência. A estirpe A3/97 do EHV-1 não foi neurovirulenta, apesar de ter sido reisolada do SNC de camundongos BALB/c nude infectados. Detectou-se aumento da expressão de mRNA para TNF-α, IL-6 e CCL2 no SNC dos camundongos infectados pelo EHV-1 com 2 e 3 dpi; entretanto, não houve expressão de mRNA para IFN-γ. Os camundongos com o fundo genético C57BL/6, que apresentam predominantemente resposta do tipo Th1, mostraram níveis mais altos de expressão de mRNA para TNF-α, IL-6 e CCL2, quando comparados com os BALB/c. A gravidade dos sinais observados em camundongos infectados pode ser correlacionada com o pico destas citocinas pró-inflamatórias (TNF-α e IL-6) e da quimiocina CCL2, que são produzidas logo após a infecção viral por células residentes da glia e/ou infiltrativas no SNC. Esses achados indicam que as diferentes linhagens de camundongos isogênicos são susceptíveis a infecção por estirpes neuropatogênicas do EHV-1 e poderiam servir como modelo para o estudo da patogênese e dos mecanismos que contribuem no desenvolvimento da mieloencefalopatia herpética equina. / Equid herpesvirus type 1 (EHV-1) is a major pathogen which causes respiratory disease, abortions and neurological disorders in horses. The present study was carried out to establish a murine model of EHV-1 infection and investigate host response against the virus and neurological disorders caused by this pathogen. BALB/c, BALB/c nude, C3H/HeJ, C57BL/6, C57BL/6 CD4-/- and C57BL/6 CD8-/- mice were intranasally inoculated with EHV-1 A4/72, A9/92 and A3/97 Brazilian strains. In this study, we combined histopathology, immunohistochemistry, and a quantitative real-time RT-PCR method to investigate the relationship between virus infection and the development of lesions and cytokine responses in the CNS of different strains of mice. Intranasal inoculation of EHV-1 A4/72 and A9/92 induced acute and lethal meningoencephalitis in mice. Clinical and neurological signs appeared between the 2nd and 3rd dpi and included weight loss, ruffled fur, a hunched posture, crouching in corners, nasal and ocular discharges, dyspnoea, dehydration and increased salivation. These signs were followed by increased reactivity to external stimulation, seizures, recumbency and death. The virus was consistently recovered from the CNS and visceral organs of all mice with neurological symptoms. Histopathological changes consisted of leptomeningitis, focal hemorrhage, ventriculitis, neuronal degeneration and necrosis, neuronophagia, non-suppurative inflammation, multi-focal gliosis and perivascular infiltration of polymorphonuclear and mononuclear cells. Immunohistochemical examination demonstrated that EHV-1 strains A4/72 and A9/92 replicated in neurons of the olfactory bulb, cortical regions and hippocampus. In contrast, mice inoculated with the EHV-1 strain A3/97 showed neither weight loss nor apparent clinical or neurological signs of the disease; however, the virus was recovered from their lungs at 3 dpi. While EHV-1 strains A4/72 and A9/92 exhibited a high degree of tropism for the CNS with robust neuroinvasiveness and neurovirulence, the EHV-1 strain A3/97 was not neurovirulent despite being detected in the CNS of infected BALB/c nude mice. Increased mRNA levels of TNF-α, IL-6 and CCL2 were detected in the nervous tissue of EHV-1 infected mice at 2 and 3 dpi; however, IFN-γ mRNA was not consistently expressed. Mice with the background C57BL/6, which exhibit predominantly Th1-type responses, showed the highest levels of TNF-α, IL-6 and CCL-2 mRNA in the CNS, when compared to BALB/c mice. The severity of signs observed in infected mice could be correlated with the peak of these proinflammatory cytokines (TNF-α and IL-6) and the chemokine CCL2, which are produced early after viral infection by both cells infiltrating into the CNS from the periphery and/or glial resident cells. These findings indicate that several inbred mouse strains are susceptible to neuopathogenic EHV-1 strains and should be useful models for studying the pathogenesis and mechanisms contributing to equine herpes myeloencephalopathy in horses.

O herpesvirus equino tipo 1 (EHV-1) é um importante patógeno que causa doença respiratória, abortamento e desordens neurológicas em equinos. O presente estudo foi realizado visando avaliar a resposta inflamatória causada pelo EHV-1 por meio da análise das manifestações clínicas, alterações histopatológicas e resposta imune do hospedeiro no sistema nervoso central (SNC). Camundongos das linhagens BALB/c (H2d), C57BL/6 (H2b) e C3H/HeJ (H2k) foram inoculados por via intranasal com as estirpes brasileiras A4/72 e A9/92 do EHV-1. Nesse estudo, associou-se a histopatologia, a resposta de citocinas pró-inflamatórias no SNC de camundongos das diferentes linhagens e o método de transcrição reversa seguida pela reação em cadeia da polimerase quantitativa em tempo real (RT-qPCR) para investigar a relação entre a infecção pelo EHV-1 e a resposta inflamatória com o desenvolvimento de lesões. As estirpes brasileiras A4/72 e A9/92 do EHV-1 causaram infecção aguda e letal nas diferentes linhagens de camundongos isogênicos. Os sinais clínicos e neurológicos, tais como perda de peso, pelos arrepiados, postura arqueada, apatia, dispneia, desidratação e sialorreia apareceram entre o 2º e 3º dia pós-infecção (dpi). Essas manifestações foram acompanhadas pelo aumento da sensibilidade a estímulos externos, convulsões, recumbência e morte. As alterações histopatológicas consistiram em necrose neuronal, edema, necrose de liquefação, leptomeningite neutrofílica, manguito perivascular, hemorragia focal, inflamação não supurativa, gliose multifocal e infiltração perivascular de células polimorfonucleares e mononucleares. As características e a extensão das lesões variaram entre as linhagens de camundongos. Animais inoculados com a estirpe A4/72 apresentaram lesões histopatológicas de maior grau de severidade quando comparados com aqueles inoculados com a estirpe A9/92. Observou-se aumento da concentração plasmática de TNF-α, IL-6, CCL2 e IFN-γ nos camundongos infectados pelo EHV-1 no 2º dpi. Detectou-se aumento da concentração plasmática e da expressão de mRNA para TNF-α, IL-6 e CCL2 no SNC dos camundongos infectados pelo EHV-1 no 3º dpi; entretanto, não houve aumento da concentração plasmática nem da expressão de mRNA para IFN-γ no 3º dpi. Evidenciou-se que a estirpe A4/72 do EHV-1 induz uma resposta imune sistêmica mais efetiva, enquanto que o vírus A9/92 culmina em uma resposta imunológica mais efetiva no SNC. Os camundongos com o fundo genético C57BL/6 e BALB/c mostraram níveis mais altos de expressão de mRNA para TNF-α, IL-6 e CCL2, quando comparados com os C3H/HeJ. A gravidade dos sinais clínicos observados em camundongos infectados pode ser correlacionada com o pico dessas citocinas pró-inflamatórias (TNF-α e IL-6) e da quimiocina CCL2, que são produzidas logo após a infecção viral por células residentes da glia e/ou infiltrativas no SNC. Esses achados indicam que as diferentes linhagens de camundongos isogênicos são susceptíveis à infecção por estirpes neuropatogênicas do EHV-1; as diferenças no padrão de alterações histopatológicas mostram que elas dependem do hospedeiro infectado, da estirpe viral e da resposta imunológica; e a supressão do interferon (IFN) tipo 1 sugere ser um mecanismo de escape do EHV-1 frente ao sistema imune. A baixa expressão de IL-6, TNF-α e da quimiocina CCL2 em camundongos C3H/HeJ se explica pela mutação no gene toll-like receptor 4 (TLR-4) existente nessa linhagem de camundongo. Adicionalmente, os camundongos C3H/HeJ apresentaram lesões histopatológicas mais severas no SNC quando comparados com BALB/c e C57BL/6. Sugere-se que o IFN tipo I e o gene TLR-4 apresentam importante papel na patogênese do EHV-1 bem como proteínas do agente viral responsáveis pela supressão do IFN e partículas virais que sejam reconhecidas pelo TLR-4 podem ser alvos para o desenvolvimento de novas abordagens para o tratamento da doença viral e para a eficiência de imunógenos / The equine herpesvirus type 1 (EHV-1) is an important pathogen that causes respiratory disease, abortion and neurological disorders in horses. This study was conducted to evaluate the inflammatory response caused by EHV-1 by the analysis of clinical manifestations, histopathological changes and the host immune response in the central nervous system (CNS). BALB/c (H2d), C57BL/6 (H2b) and C3H/HeJ (H2k) mice were inoculated intranasally with Brazilian EHV-1 strains A4/72 and A9/92. In this study, joined histopathology, the response of proinflammatory cytokines in the CNS of mice of different strains and reverse transcription method followed by quantitative polymerase chain reaction in real time (RT-qPCR) to investigate the relationship between infection by EHV-1 and inflammatory response in the development of lesions. Brazilian strains A4/72 and A9/92 EHV-1 caused acute lethal infection in different strains of inbred mice. Clinical and neurological signs such as weight loss, the bristly hair, hunched posture, apathy, dyspnoea, dehydration and salivary hypersecretion appeared between 2nd and 3rd day after infection (dpi). These events were accompanied by increase in the sensitivity to external stimuli, convulsions, recumbency and death. Histopathological changes were neuronal necrosis, edema, liquefaction necrosis, neutrophilic leptomeningitis, perivascular cuff, focal hemorrhage, non-suppurative inflammation, multifocal gliosis and perivascular infiltration of polymorphonuclear and mononuclear cells. The characteristics and the extent of the injuries varied between strains of mice. Animals inoculated with the A4/72 strain showed histopathological lesions of greater severity when compared with those inoculated with the A9/92 strain. There was an increase in plasma concentrations of TNF-α, IL-6, CCL2 and IFN-γ in mice infected by EHV-1 in 2nd dpi. Plasma concentrations and the expression of mRNA for TNF-α, IL-6 and CCL2 in the CNS of mice infected with EHV-1 at 3rd dpi were increased; however, there was no increase in plasma concentration or expression for the mRNA of IFN-γ at 3rd dpi. It was evident that the EHV-1 strain A4/72 induces a more effective systemic immune response, whereas the A9/92 virus culminates in a more effective immune response in the CNS. The C57BL/6 and BALB/c mice showed higher levels of mRNA expression for TNF-α, IL-6 and CCL2, compared to C3H/HeJ mice. The severity of clinical signs observed in infected mice can be correlated with the peak of these proinflammatory cytokines (TNF-α and IL-6) and CCL2 chemokine, which are then produced after viral infection by resident glial cells and/or infiltrative cells in the CNS. These findings indicate that different strains of inbred mice are susceptible to infection neuropathogenic EHV-1 strains; the differences in the pattern of pathological changes show that they depend on the infected host, the EHV-1 strain and the immune response; and the suppression of interferon (IFN) type I suggested to be an escape mechanism for the EHV-1 against the immune system. The low expression of IL-6, TNF-α and chemokine CCL2 in C3H/HeJ mice can be explained by a mutation in toll-like receptor 4 (TLR-4) gene existing in this mouse strain. Additionally, C3H/HeJ mice exhibited more severe histopathological lesions in the CNS as compared to BALB/c and C57BL/6. It is suggested that type I IFN and TLR-4 gene have important role in the pathogenesis of EHV-1 and viral agent proteins responsible for the suppression of IFN and the viral particles that are recognized by TLR-4 can be targets for the development of new approaches for the treatment of viral disease and the efficiency of immunogens

A raiva é uma zoonose quase sempre fatal, que causa milhares de mortes humanas por ano em todo mundo. Essa enfermidade manifesta-se nos mamíferos em duas formas clínicas: furiosa e paralítica. Distinções em relação à evolução, manifestações clínicas, lesões, distribuição e respectiva carga viral no Sistema Nervoso Central (SNC) podem estar relacionadas às características de neuroinvasividade e neuropatogenicidade das diferentes variantes do vírus da raiva (RABV). O objetivo deste projeto foi estabelecer um modelo para o estudo da patogênese da raiva em camundongos inoculados com vírus fixo CVS/31 e variantes de rua do RABV originárias de bovino (variante 3 compatível com isolados de morcegos hematófagos) e de canídeo silvestre (variante compatível com isolados de canídeo silvestre). Para estabelecer o modelo murino, 24 camundongos isogênicos da linhagem BALB/c, de três semanas de idade foram inoculados com 103 DLIC50/0,03mL por via intracerebral (IC) para confirmar a neurovirulência das diferentes variantes do RABV. De modo concomitante, 32 camundongos desta mesma linhagem e faixa etária, foram inoculados com 105 DLIC50/0,03mL pela via coxim plantar (CP) com o intuito de mimetizar a progressão da infecção natural. Para o estudo da patogênese do RABV foram analisados durante um período de trinta dias após a inoculação (DPI) em camundongos pela via CP os seguintes parâmetros: manifestações clínicas, alterações histopatológicas, distribuição antigênica viral pela técnica de imuno-histoquímica (IHQ) e distribuição de RNA viral pela técnica da reação em cadeia da polimerase em tempo real precedida pela transcrição reversa (RT-qPCR) - sistema SYBR Green em diversos segmentos do SNC. Todos os camundongos inoculados com as três amostras do RABV apresentaram sintomas compatíveis com a forma paralítica da doença, tais como: piloereção, perda de peso, postura arqueada, prostração e paresia dos membros posteriores. Apesar de não ser possível observar diferenças de neuropatogenicidade entre as variantes virais, detectaram-se diversidade de virulência entre essas estirpes, demonstrado pelas distinções de período de incubação e taxa de letalidade. Ao analisar os resultados, também foi possível observar diferenças entre a neurovirulência e a neuroinvasividade das diferentes variantes do RABV. Nos camundongos inoculados com CVS/31 pela via CP, no 6º DPI, observaram-se predomínio de manguitos perivasculares na medula espinhal e degeneração neuronal em córtex e intensa distribuição antigênica de RABV no tronco encefálico. Nos camundongos inoculados via CP com amostras do RABV originárias de bovino, no 8º DPI, apresentaram moderada distribuição de manguitos perivasculares na medula e córtex e intensa distribuição antigênica no tálamo. Já nos animais inoculados com a amostra de canídeo silvestre, no 9ºDPI, relataram-se moderada distribuição de manguitos perivasculares no tronco encefálico e moderada distribuição antigênica no córtex. Além disso, foi observado discrepâncias na comparação entre a intensidade e distribuição de marcações antigênicas pela IHQ e inferência semi-quantitativa de distribuição de RNA viral analisada pelo RT-qPCR-sistema SYBR Green no SNC de camundongos / Rabies is a zoonotic disease usually fatal, causing thousands of human deaths each year worldwide. This disease manifests itself in mammals in two clinical forms: furious and paralytic. Distinctions regarding the evolution, clinical manifestations, injuries, distribution and their viral load on the central nervous system (CNS) may be related to the characteristics of neuroinvasiveness and neuropathogenicity of different variants of rabies virus (RABV). The objective of this project was to establish a model to study the pathogenesis of rabies in mice inoculated with fixed virus CVS / 31 and RABV Street variants originating from bovine (variant 3 - compatible with isolates from vampire bats) and wild canid (variant supports isolated from wild canid). To establish the mouse model, 24 mice of the inbred strain BALB/c, three weeks old were inoculated with 103DLIC50/0,03mL intracerebrally (IC) to confirm the neurovirulence of the different variants of RABV. Concomitantly, 32 mice of the same lineage and age were inoculated with 105DLIC50/0,03mL via footpad (CP) in order to mimic the natural progression of the infection. To study the pathogenesis of RABV CP the following parameters were analyzed over a period of thirty days after inoculation (DPI) in mice via CP: clinical, histopathological changes, viral antigen distribution by the technique of immunohistochemistry (IHC) and distribution of RNA by real-time polymerase chain reaction technique preceded by reverse transcription (RT-qPCR) - SYBR Green system in various segments of the CNS. All mice inoculated with the three RABV samples showed symptoms consistent with the paralytic form of the disease, such as ruffled fur, weight loss, hunched, prostration and paresis of the hind limbs. Although it is not possible to observe neuropathogenicity differences between viral variants, the virulence diversity is detected between these strains demonstrated by distinctions incubation period and fatality rate. When analyzing the results, it was also possible to observe differences between neurovirulence and neuroinvasiveness of different variants of RABV. In mice inoculated with CVS/31 via CP on the 6th DPI, there were predominance of perivascular cuffing in spinal cord and neuronal degeneration in cortex and intense antigenic distribution of the RABV in the brainstem. Mice inoculated via CP with RABV samples originating from bovine on the 8thDPI had moderate distribution of perivascular cuffing in the medulla and cortex and intense antigenic distribution in the thalamus. The animals inoculated with the sample of wild canid in 9thDPI reported a moderate perivascular cuffing distribution in the brainstem and moderate antigenic distribution in the cortex. Additionally, discrepancies were observed when comparing the intensity and distribution of antigenic tags by IHC, semi-quantitative inference viral RNA distribution analyzed by RT-qPCR using SYBR Green system in the mouse CNS

A raiva é uma zoonose quase sempre fatal, que causa milhares de mortes humanas por ano em todo mundo. Essa enfermidade manifesta-se nos mamíferos em duas formas clínicas: furiosa e paralítica. Distinções em relação à evolução, manifestações clínicas, lesões, distribuição e respectiva carga viral no Sistema Nervoso Central (SNC) podem estar relacionadas às características de neuroinvasividade e neuropatogenicidade das diferentes variantes do vírus da raiva (RABV). O objetivo deste projeto foi estabelecer um modelo para o estudo da patogênese da raiva em camundongos inoculados com vírus fixo CVS/31 e variantes de rua do RABV originárias de bovino (variante 3 compatível com isolados de morcegos hematófagos) e de canídeo silvestre (variante compatível com isolados de canídeo silvestre). Para estabelecer o modelo murino, 24 camundongos isogênicos da linhagem BALB/c, de três semanas de idade foram inoculados com 103 DLIC50/0,03mL por via intracerebral (IC) para confirmar a neurovirulência das diferentes variantes do RABV. De modo concomitante, 32 camundongos desta mesma linhagem e faixa etária, foram inoculados com 105 DLIC50/0,03mL pela via coxim plantar (CP) com o intuito de mimetizar a progressão da infecção natural. Para o estudo da patogênese do RABV foram analisados durante um período de trinta dias após a inoculação (DPI) em camundongos pela via CP os seguintes parâmetros: manifestações clínicas, alterações histopatológicas, distribuição antigênica viral pela técnica de imuno-histoquímica (IHQ) e distribuição de RNA viral pela técnica da reação em cadeia da polimerase em tempo real precedida pela transcrição reversa (RT-qPCR) - sistema SYBR Green em diversos segmentos do SNC. Todos os camundongos inoculados com as três amostras do RABV apresentaram sintomas compatíveis com a forma paralítica da doença, tais como: piloereção, perda de peso, postura arqueada, prostração e paresia dos membros posteriores. Apesar de não ser possível observar diferenças de neuropatogenicidade entre as variantes virais, detectaram-se diversidade de virulência entre essas estirpes, demonstrado pelas distinções de período de incubação e taxa de letalidade. Ao analisar os resultados, também foi possível observar diferenças entre a neurovirulência e a neuroinvasividade das diferentes variantes do RABV. Nos camundongos inoculados com CVS/31 pela via CP, no 6º DPI, observaram-se predomínio de manguitos perivasculares na medula espinhal e degeneração neuronal em córtex e intensa distribuição antigênica de RABV no tronco encefálico. Nos camundongos inoculados via CP com amostras do RABV originárias de bovino, no 8º DPI, apresentaram moderada distribuição de manguitos perivasculares na medula e córtex e intensa distribuição antigênica no tálamo. Já nos animais inoculados com a amostra de canídeo silvestre, no 9ºDPI, relataram-se moderada distribuição de manguitos perivasculares no tronco encefálico e moderada distribuição antigênica no córtex. Além disso, foi observado discrepâncias na comparação entre a intensidade e distribuição de marcações antigênicas pela IHQ e inferência semi-quantitativa de distribuição de RNA viral analisada pelo RT-qPCR-sistema SYBR Green no SNC de camundongos / Rabies is a zoonotic disease usually fatal, causing thousands of human deaths each year worldwide. This disease manifests itself in mammals in two clinical forms: furious and paralytic. Distinctions regarding the evolution, clinical manifestations, injuries, distribution and their viral load on the central nervous system (CNS) may be related to the characteristics of neuroinvasiveness and neuropathogenicity of different variants of rabies virus (RABV). The objective of this project was to establish a model to study the pathogenesis of rabies in mice inoculated with fixed virus CVS / 31 and RABV Street variants originating from bovine (variant 3 - compatible with isolates from vampire bats) and wild canid (variant supports isolated from wild canid). To establish the mouse model, 24 mice of the inbred strain BALB/c, three weeks old were inoculated with 103DLIC50/0,03mL intracerebrally (IC) to confirm the neurovirulence of the different variants of RABV. Concomitantly, 32 mice of the same lineage and age were inoculated with 105DLIC50/0,03mL via footpad (CP) in order to mimic the natural progression of the infection. To study the pathogenesis of RABV CP the following parameters were analyzed over a period of thirty days after inoculation (DPI) in mice via CP: clinical, histopathological changes, viral antigen distribution by the technique of immunohistochemistry (IHC) and distribution of RNA by real-time polymerase chain reaction technique preceded by reverse transcription (RT-qPCR) - SYBR Green system in various segments of the CNS. All mice inoculated with the three RABV samples showed symptoms consistent with the paralytic form of the disease, such as ruffled fur, weight loss, hunched, prostration and paresis of the hind limbs. Although it is not possible to observe neuropathogenicity differences between viral variants, the virulence diversity is detected between these strains demonstrated by distinctions incubation period and fatality rate. When analyzing the results, it was also possible to observe differences between neurovirulence and neuroinvasiveness of different variants of RABV. In mice inoculated with CVS/31 via CP on the 6th DPI, there were predominance of perivascular cuffing in spinal cord and neuronal degeneration in cortex and intense antigenic distribution of the RABV in the brainstem. Mice inoculated via CP with RABV samples originating from bovine on the 8thDPI had moderate distribution of perivascular cuffing in the medulla and cortex and intense antigenic distribution in the thalamus. The animals inoculated with the sample of wild canid in 9thDPI reported a moderate perivascular cuffing distribution in the brainstem and moderate antigenic distribution in the cortex. Additionally, discrepancies were observed when comparing the intensity and distribution of antigenic tags by IHC, semi-quantitative inference viral RNA distribution analyzed by RT-qPCR using SYBR Green system in the mouse CNS

O herpesvirus equino tipo 1 (EHV-1) é um importante patógeno que causa doença respiratória, abortamento e desordens neurológicas em equinos. O presente estudo foi realizado visando avaliar a resposta inflamatória causada pelo EHV-1 por meio da análise das manifestações clínicas, alterações histopatológicas e resposta imune do hospedeiro no sistema nervoso central (SNC). Camundongos das linhagens BALB/c (H2d), C57BL/6 (H2b) e C3H/HeJ (H2k) foram inoculados por via intranasal com as estirpes brasileiras A4/72 e A9/92 do EHV-1. Nesse estudo, associou-se a histopatologia, a resposta de citocinas pró-inflamatórias no SNC de camundongos das diferentes linhagens e o método de transcrição reversa seguida pela reação em cadeia da polimerase quantitativa em tempo real (RT-qPCR) para investigar a relação entre a infecção pelo EHV-1 e a resposta inflamatória com o desenvolvimento de lesões. As estirpes brasileiras A4/72 e A9/92 do EHV-1 causaram infecção aguda e letal nas diferentes linhagens de camundongos isogênicos. Os sinais clínicos e neurológicos, tais como perda de peso, pelos arrepiados, postura arqueada, apatia, dispneia, desidratação e sialorreia apareceram entre o 2º e 3º dia pós-infecção (dpi). Essas manifestações foram acompanhadas pelo aumento da sensibilidade a estímulos externos, convulsões, recumbência e morte. As alterações histopatológicas consistiram em necrose neuronal, edema, necrose de liquefação, leptomeningite neutrofílica, manguito perivascular, hemorragia focal, inflamação não supurativa, gliose multifocal e infiltração perivascular de células polimorfonucleares e mononucleares. As características e a extensão das lesões variaram entre as linhagens de camundongos. Animais inoculados com a estirpe A4/72 apresentaram lesões histopatológicas de maior grau de severidade quando comparados com aqueles inoculados com a estirpe A9/92. Observou-se aumento da concentração plasmática de TNF-α, IL-6, CCL2 e IFN-γ nos camundongos infectados pelo EHV-1 no 2º dpi. Detectou-se aumento da concentração plasmática e da expressão de mRNA para TNF-α, IL-6 e CCL2 no SNC dos camundongos infectados pelo EHV-1 no 3º dpi; entretanto, não houve aumento da concentração plasmática nem da expressão de mRNA para IFN-γ no 3º dpi. Evidenciou-se que a estirpe A4/72 do EHV-1 induz uma resposta imune sistêmica mais efetiva, enquanto que o vírus A9/92 culmina em uma resposta imunológica mais efetiva no SNC. Os camundongos com o fundo genético C57BL/6 e BALB/c mostraram níveis mais altos de expressão de mRNA para TNF-α, IL-6 e CCL2, quando comparados com os C3H/HeJ. A gravidade dos sinais clínicos observados em camundongos infectados pode ser correlacionada com o pico dessas citocinas pró-inflamatórias (TNF-α e IL-6) e da quimiocina CCL2, que são produzidas logo após a infecção viral por células residentes da glia e/ou infiltrativas no SNC. Esses achados indicam que as diferentes linhagens de camundongos isogênicos são susceptíveis à infecção por estirpes neuropatogênicas do EHV-1; as diferenças no padrão de alterações histopatológicas mostram que elas dependem do hospedeiro infectado, da estirpe viral e da resposta imunológica; e a supressão do interferon (IFN) tipo 1 sugere ser um mecanismo de escape do EHV-1 frente ao sistema imune. A baixa expressão de IL-6, TNF-α e da quimiocina CCL2 em camundongos C3H/HeJ se explica pela mutação no gene toll-like receptor 4 (TLR-4) existente nessa linhagem de camundongo. Adicionalmente, os camundongos C3H/HeJ apresentaram lesões histopatológicas mais severas no SNC quando comparados com BALB/c e C57BL/6. Sugere-se que o IFN tipo I e o gene TLR-4 apresentam importante papel na patogênese do EHV-1 bem como proteínas do agente viral responsáveis pela supressão do IFN e partículas virais que sejam reconhecidas pelo TLR-4 podem ser alvos para o desenvolvimento de novas abordagens para o tratamento da doença viral e para a eficiência de imunógenos / The equine herpesvirus type 1 (EHV-1) is an important pathogen that causes respiratory disease, abortion and neurological disorders in horses. This study was conducted to evaluate the inflammatory response caused by EHV-1 by the analysis of clinical manifestations, histopathological changes and the host immune response in the central nervous system (CNS). BALB/c (H2d), C57BL/6 (H2b) and C3H/HeJ (H2k) mice were inoculated intranasally with Brazilian EHV-1 strains A4/72 and A9/92. In this study, joined histopathology, the response of proinflammatory cytokines in the CNS of mice of different strains and reverse transcription method followed by quantitative polymerase chain reaction in real time (RT-qPCR) to investigate the relationship between infection by EHV-1 and inflammatory response in the development of lesions. Brazilian strains A4/72 and A9/92 EHV-1 caused acute lethal infection in different strains of inbred mice. Clinical and neurological signs such as weight loss, the bristly hair, hunched posture, apathy, dyspnoea, dehydration and salivary hypersecretion appeared between 2nd and 3rd day after infection (dpi). These events were accompanied by increase in the sensitivity to external stimuli, convulsions, recumbency and death. Histopathological changes were neuronal necrosis, edema, liquefaction necrosis, neutrophilic leptomeningitis, perivascular cuff, focal hemorrhage, non-suppurative inflammation, multifocal gliosis and perivascular infiltration of polymorphonuclear and mononuclear cells. The characteristics and the extent of the injuries varied between strains of mice. Animals inoculated with the A4/72 strain showed histopathological lesions of greater severity when compared with those inoculated with the A9/92 strain. There was an increase in plasma concentrations of TNF-α, IL-6, CCL2 and IFN-γ in mice infected by EHV-1 in 2nd dpi. Plasma concentrations and the expression of mRNA for TNF-α, IL-6 and CCL2 in the CNS of mice infected with EHV-1 at 3rd dpi were increased; however, there was no increase in plasma concentration or expression for the mRNA of IFN-γ at 3rd dpi. It was evident that the EHV-1 strain A4/72 induces a more effective systemic immune response, whereas the A9/92 virus culminates in a more effective immune response in the CNS. The C57BL/6 and BALB/c mice showed higher levels of mRNA expression for TNF-α, IL-6 and CCL2, compared to C3H/HeJ mice. The severity of clinical signs observed in infected mice can be correlated with the peak of these proinflammatory cytokines (TNF-α and IL-6) and CCL2 chemokine, which are then produced after viral infection by resident glial cells and/or infiltrative cells in the CNS. These findings indicate that different strains of inbred mice are susceptible to infection neuropathogenic EHV-1 strains; the differences in the pattern of pathological changes show that they depend on the infected host, the EHV-1 strain and the immune response; and the suppression of interferon (IFN) type I suggested to be an escape mechanism for the EHV-1 against the immune system. The low expression of IL-6, TNF-α and chemokine CCL2 in C3H/HeJ mice can be explained by a mutation in toll-like receptor 4 (TLR-4) gene existing in this mouse strain. Additionally, C3H/HeJ mice exhibited more severe histopathological lesions in the CNS as compared to BALB/c and C57BL/6. It is suggested that type I IFN and TLR-4 gene have important role in the pathogenesis of EHV-1 and viral agent proteins responsible for the suppression of IFN and the viral particles that are recognized by TLR-4 can be targets for the development of new approaches for the treatment of viral disease and the efficiency of immunogens

Abstract Herpes simplex virus type 1 (HSV-1) is a common pathogen with an age-standardized seroprevalence of 52% in Finland. The most common manifestation of HSV-1 infection is labial herpes, but recently HSV-1 has emerged as the most common cause of primary genital herpes in Finnish women. HSV-1 can also lead to severe conditions such as encephalitis. After the primary lytic HSV-1 infection at the epithelia, the progeny viruses infect the innervating sensory neurons. The neuronal infection may lead to a quiescent infection form, called latency. Periodically, the virus may reactivate, which can lead to recurrent infection at the epithelia. During different phases of the viral life cycle the host cells try to restrict the infection. This study set out to investigate the roles of two HSV-1 proteins, γ134.5 and Us3 during different phases of the HSV-1 life cycle. The aim of the first study was to investigate how the deletion of Us3 affected host responses, especially Toll-like Receptor (TLR) signaling, in monocytic U937 cells. TLR3 expression was increased during Us3 deletion virus infections. This also led to increased activation of IRF-3 and increased expression of type I interferons (IFN) and an interferon stimulated protein. This study shows that TLR3 is involved in controlling the HSV-1 infection and that Us3 regulates IRF-3 activation. The second study focused on the role of the γ134.5 protein in HSV-1 latency. Embryonic mouse dorsal root ganglion (DRG) cultures were used as a cell culture model for HSV-1 latency and reactivation. In this model γ134.5 deletion viruses did not reactivate as efficiently as wild-type viruses, even though they replicated well and established latency in the neurons. Stress granules are part of the host response. In the third study, the roles of the innate immunity effectors HSV-1 Us3 and human Z-DNA binding protein 1 (ZBP1) in stress granule formation (SG) were studied. Wild-type HSV-1 efficiently prevented the formation of SGs. The overexpression of ZBP1 resulted in accumulation of smaller but more abundant SGs during oxidative stress. Overexpression of Us3 did not significantly affect the size or number of SGs, but during Us3 deletion virus infection, SG proteins localized to cis-Golgi. This work shows that HSV-1 uses Us3 to evade and modulate host responses and that the γ134.5 protein is required for reactivation in mouse DRG cultures. / Tiivistelmä Herpes simplex virus tyyppi 1 (HSV-1) on yleinen taudinaiheuttaja, jonka ikävakioitu seroprevalenssi Suomessa on 52 %. HSV-1 tunnetaan yleisimmin huuliherpeksen aiheuttajana, mutta myös kasvava osuus genitaaliherpeksistä on HSV-1:n aiheuttamia. HSV-1 voi johtaa myös vakaviin ilmentymiin, kuten aivotulehdukseen. Epiteelisolujen infektion tuottamia viruksia siirtyy aluetta hermottaviin tuntohermosoluihin, mikä voi johtaa piilevään infektiomuotoon eli latenssiin. Latentti virus voi ajoittain reaktivoitua, mistä voi seurata uusintainfektio. Isäntäsolu pyrkii rajoittamaan infektiota sen eri vaiheissa. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää kahden HSV-1:n virulenssiproteiinin, γ134.5:n ja Us3:n, merkitystä HSV-1:n elinkierrossa. Osatyössä I tutkittiin, miten Us3:n poisto vaikuttaa luontaisen immuniteetin vasteisiin, keskittyen etenkin Tollin kaltaisten reseptorien (TLR) signaalivälitykseen U937-monosyyttisoluissa. Us3-poistogeenisillä viruksilla suoritetuissa infektioissa TLR3:n ilmentyminen lisääntyi merkittävästi. Tämä johti myös lisääntyneeseen IRF-3-aktivaatioon sekä tyypin I interferonien ja interferonistimuloituvan proteiinin lisääntyneeseen ilmentymiseen. Tämä osoittaa, että TLR3 osallistuu HSV-1-viruksen tunnistukseen ja että Us3 säätelee IRF-3:n aktivaatiota. Osatyössä II keskityttiin γ134.5-proteiinin merkitykseen HSV-1:n latenssissa. Hiirialkioiden takajuuren hermoganglioita käytettiin soluviljelymallina HSV-1:n latenssin ja reaktivaation tutkimisessa. Tässä mallissa γ134.5-poistogeeniset virukset kasvoivat hyvin ja asettuivat latenteiksi, mutta eivät silti reaktivoituneet kuten luonnonkannan virukset. Stressijyväset ovat osa luontaista immuniteettia. Osatyössä III määritettiin HSV-1:n Us3-proteiinin ja ihmisen Z-DNA:han sitoutuvan proteiini 1:n (ZBP1) merkitystä stressijyvästen muodostumisessa. Luonnonkannan virus kykeni tehokkaasti estämään jyvästen muodostumisen. ZBP1:n yli-ilmentäminen oksidatiivisen stressin aikana johti suureen määrään pienikokoisia stressijyväsiä. Us3:n yli-ilmentäminen ei vaikuttanut stressijyväsiin, kun taas Us3-poistogeenisellä viruksella suoritetuissa infektioissa stressijyväsproteiinit paikantuivat Golgin laitteeseen. Tämä tutkimus osoittaa, että HSV-1 käyttää Us3-proteiinia luontaisten immuunivasteiden muunteluun ja että γ134.5-proteiini on välttämätön reaktivaatiossa hiiren hermoganglioissa.