Peste des petits ruminants virus (PPRV) belongs to the family Paramyxoviridae and genus morbillivirus. It is a highly contagious, fatal and economically important viral disease of small ruminants that is still endemic and militate against the production of sheep and goats in Nigeria. It is a notifiable disease according to the World Organization for Animal Health (Office International des Epizooties). In this study, a molecular analysis of PPRV from sheep and goats from recent outbreaks across the different regions of Nigeria was carried out. The aim was to describe the viral strains and the movement of the virus within the country compared to other endemic areas of the world. This was carried out through tissue and swab samples collected from sheep and goats in various agro-ecological zones of Nigeria.The evolution and relationship of earlier PPRV strains/isolates and those circulating and causing recent outbreaks was determined by sequencing of the nucleoprotein (N)-gene. Twenty tissue and swab samples from apparently healthy and sick sheep and goats were collected randomly from each of three states of each of the six agro-ecological zones visited. A total of 360 samples were collected. A total of 35 samples of 360 (9.7 %) tested positive by RT-PCR, of which 25 were from oculo-nasal swabs and 10 were from tissue samples (Table 4.2). Phylogenetic analysis was carried out using the N-gene sequences of the PPRV amplicons. Alignment of the sequences and related sequences from GenBank and neighbor-joining phylogenetic analysis using PAUP identified four different lineages, i.e. lineages I, II, III and IV. Interestingly, the Nigerian strains described in this study grouped in two separate major lineages i.e. lineages II and IV. Strains from Sokoto, Oyo, Plateau and Ondo states grouped according to the historical distribution of PPRV together with the Nigerian 75/1 strain of lineage II, while other strains from Sokoto, Oyo, Plateau, Akwa-Ibom, Adamawa, Kaduna, Lagos, Bauchi, Niger and Kano states grouped together with the East-African and Asian strains of lineage IV. This finding suggests that both lineages II and IV strains of PPRVs are circulating presently in Nigeria, contrary to an earlier publication which indicated that only strains of lineage II were circulating in the country (Shamaki, 2002). / Dissertation (MSc)--University of Pretoria, 2013. / gm2014 / Veterinary Tropical Diseases / unrestricted

L'interférence ARN est un processus biologique permettant la dégradation d'un ARN messager par un ARN double brin de courte taille spécifique de cet ARNm. Elle a un potentiel d'application en thérapie antivirale pour peu que les ARN interférents (ARNi) soient délivrés efficacement in vivo. Dans le genre Morbillivirus, on trouve des pathogènes importants en santé publique et vétérinaire tels que le virus de la rougeole et les virus de la peste des petits ruminants (PPR) et de la peste bovine. Il n'existe aucun traitement contre les infections à morbillivirus. L'objectif de ce travail était d'évaluer la possibilité d'administrer in vivo un ARNi actif contre le virus PPR in vitro. Une formulation basée sur des liposomes complexés avec des ARNi ou un adénovirus non réplicatif exprimant des ARN courts en tête d'épingle (shARN) ont été testés chez des chèvres dans un modèle d'épreuve infectieuse avec une souche virulente de PPR. Les différences observées n'étaient cependant pas significatives au plan statistique. Pour améliorer la délivrance par vecteur viral, nous avons comparé un autre vecteur de type baculovirus qui s'est avéré plus efficace in vitro que l'adénovirus précédent. Par ailleurs, nous avons testés in vitro également deux peptides capables de pénétrer dans les cellules. L'un d'entre eux, le Perfect 6 (PF6) a presque complètement inhibé l'expression du gène de la nucléoprotéine par le virus PPR. En revanche, l'autre (PF14) a été moins efficace mais a relativement mieux résisté à l'inhibition de son activité par la présence de fortes concentrations de sérum dans le milieu. Dans le but d'évaluer in vivo ces nouveaux systèmes de délivrance en s'affranchissant du modèle chèvre lourd et couteux à mettre en œuvre, nous avons initié une stratégie de mise au point d'un modèle non infectieux de suivi dynamique de l'interférence ARN chez la souris par imagerie in vivo. Dans ce travail, nous montrons qu'il est possible de mesurer et de standardiser l'expression d'un gène rapporteur comprenant une séquence du virus PPRV et ensuite de quantifier le niveau de dérégulation de l'expression induit par un ARNi dirigé contre le virus PPR. Après calibration, ce modèle est désormais pour tester différents systèmes de délivrance de siRNA chez la souris / RNA interference (RNAi) is the process of mRNA degradation that is induced by double-stranded RNA in a sequence-specific manner. RNAi has a potential of developing into an effective and specific antiviral therapy if small interfering RNAs (siRNAs) can be efficiently delivered in vivo. Morbillivirus genus includes important pathogens of humans and animals, which include measles virus, peste des petits ruminants virus (PPRV) and rinderpest virus. No treatment exists for morbillivirus diseases. The aim of this work was the in vivo delivery of siRNA against PPRV infection. The delivery of siRNA by a liposome and short hairpin RNA (shRNA) by means of a replication deficient adenovirus was tested in goats which were later challenged with PPRV. However, significant therapeutic effects were not obtained. To find more efficient vectors, the PPRV inhibition efficiency of recombinant replication deficient adenovirus and a baculovirus expressing shRNA against nucleoprotein of PPRV were compared in vitro. The baculoviral vector was found to be more efficient. Similarly, two cell penetrating peptides (CPPs) were also compared and PepFect6 (PF6) could deliver siRNA NPPRV1 effectively in vitro resulting in an almost complete inhibition of N gene expression by PPRV. Another CPP, the PF14 though with lower transfection efficiency in vitro, was found to be relatively serum resistant compared to PF6. A small animal model for PPRV infection does not exist. Due to economic, ethical, and biosecurity issues involved with use of small ruminants, a strategy based on the use of a non-infectious mouse model and a dynamic follow up of siRNA treatment by live imaging was developed. We show in this work that it is possible to measure and standardize the expression of a bioluminescent reporter gene containing a PPRV sequence and thus, to quantify a down-regulation of such gene by siRNA against PPRV. After some calibration, siRNA delivery can now be tested in this mouse model for comparing various delivery vectors in vivo.

Les membres du genre Morbillivirus, famille Paramyxoviridae sont responsables de graves maladies chez l'homme et les animaux, comme la rougeole, la peste bovine (RP) et la peste des petits ruminants (PPR). Malgré l'existence de vaccins efficaces contre ces maladies, des traitements spécifiques sont souhaitables. L'inhibition de la réplication de ces virus peut-être acquise par interférence ARN (ARNi), un mécanisme d'inhibition post-transcriptionnel déclenché par des séquences courtes d'ARN double-brin (siARN). Le CIRAD a précédemment identifié 3 siARNs ciblant des régions conservées du gène de la nucléoprotéine virale capables d'inhiber au moins 80% de la réplication in vitro des virus de la rougeole, de la RP et de la PPR. Cependant, un problème majeur dans la stratégie d'ARNi est le risque d'apparition de virus résistants. Dans cette étude, nous avons évalué le risque d'apparition de mutants d'échappement du virus de la PPR sous pression de sélection de 3 siARNs appliqués seul ou en association après plusieurs transfections successives in vitro. Excepté pour la combinaison des 3 siARNs, le virus a échappé à l'ARNi après 3 à 20 passages consécutifs, avec des mutations simples ou multiples (synonymes ou pas) ou une délétion de 6 nucléotides dans la zone cible des siARN. Ces résultats mettent en évidence une plasticité génomique inattendue des morbillivirus surtout illustrée par cette délétion non-délétère d'une partie significative d'un gène viral essentiel, qui devrait être considérée comme un obstacle à l'utilisation de l'ARNi comme thérapie antivirale. Cependant, l'utilisation combinée de 3 siARNs peut être proposée pour diminuer le risque d'échappement aux siARNs. / Viruses in the genus Morbillivirus, within the family Paramyxoviridae are responsible for severe humans and animal diseases, including measles, rinderpest (RP) and peste des petits ruminants (PPR). In spite of the existence of efficient vaccines against these diseases, specific treatments to be applied when the infection is already present are desirable. Inhibition of morbillivirus replication can be achieved by RNA interference (RNAi), a mechanism of post-transcriptional gene silencing triggered by small double-stranded RNA (siRNA). The CIRAD previously identified three siRNAs that target conserved regions of the essential gene encoding the viral nucleoprotein and are able to prevent in vitro at least 80% of the replication of measles, RP and PPR viruses . However, a major problem in RNAi is the important risk of emergence of escape mutants. In this study, we investigated the ability of PPR virus to escape the inhibition conferred by single or multiple siRNAs after several consecutive transfections in vitro. Except with the combination of the three different siRNAs, the virus systematically escaped RNAi after 3 to 20 consecutive passages. The mutations were characterized by either single or multiple punctual nucleotide mutations (synonymous or not) or a deletion of a stretch of 6 nucleotides into the siRNA target. These results demonstrate that the genomic plasticity of morbilliviruses, illustrated maily by this significant and no-deleterious deletion in an essential viral gene, should be considered as an obstacle to the use of RNAi in antiviral therapy. However, the combined use of three siRNAs can be proposed to prevent treatment failure with siRNAs.