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Parmi les rétrovirus tumorigènes, les rétrovirus appelés « complexes » dont font partie HTLV-1 chez l’homme et BLV chez le mouton, sont responsables de leucémies lymphoïdes chroniques caractérisées par des pathogenèses similaires. Bien que la contribution essentielle de la protéine Tax dans la leucémogenèse soit bien établie pour ces deux virus, il existe toujours une contreverse quant à l’expression des protéines virales -dont l’oncoprotéine Tax- dans les cellules transformées. Dans le cas de HTLV-1 et BLV, le virus est latent. Une hypothèse attrayante suggère que l’extinction complète du provirus accompagnée du blocage transcriptionnel de l’expression de Tax dans la cellule leucémique serait un élément indispensable au développement de la tumeur en réduisant son immunogénicité. Le silencing viral permettrait à la cellule infectée d’échapper à la reconnaissance par le système immunitaire de l’hôte. <p>Dans la première partie de notre travail, nous avons pu montrer, grâce à l’observation et le suivi de deux moutons infectés par BLV, que l’extinction virale était associée au développement tumoral. Alors que la phase asymptomatique est caractérisée par l’existence de différents clones cellulaires infectés et exprimant le virus, la phase tumorale est caractérisée par l’existence d’un seul clone cellulaire dans lequel l’expression virale est éteinte. Dans le cas du mouton S2531, nous avons mis en évidence que le silencing observé dans la phase tumorale est d’origine génétique. L’extinction de l’expression virale et la domination du clone muté au niveau de la protéine Tax (K303) sont associées à l’émergence de la leucémie et constituent une caractéristique de la phase tumorale. Le deuxième mouton étudié, S267, est caractérisé par la présence de cellules infectées non transformées et transformées au même moment. Par ailleurs, le mouton S267 est caractérisé par une absence de mutations ou délétions au niveau du provirus intégré dans les cellules tumorales. Dans la deuxième partie de notre travail, nous avons pu, grâce à l’établissement de la lignée L267 dans laquelle le silencing viral n’est pas lié à une défection dans la structure génomique du provirus, élucider les mécanismes épigénétiques responsables du silencing. Nous montrons que ce provirus silencieux peut être réactivé in vitro 1) lorsque la protéine Tax sauvage est introduite par transfert rétroviral, 2) après traitement des cellules par la trichostatine A (TSA), un inhibiteur des histones désacétylases, 3) par traitement des cellules à la 5’azacytidine, un agent inhibiteur de DNA méthyltransférases. La réactivation du provirus silencieux lui confère la capacité d’infecter des moutons sains, suggérant que le provirus est complet et exempt de mutation qui pourrait altérer son fonctionnement. Les complexes de désacétylation des histones msin3A et HDAC-1 jouent un rôle important dans l’établissement du silencing viral via la condensation de la chromatine, et ce changement de la structure chromatinienne est lié a un ensemble de modifications ciblant les acides aminés des queues N-terminales des histones H3 et H4 établissant ainsi un code histone pour l’extinction et l’expression du provirus. Enfin, l’étude comparative des profils d’expression génique de cellules B tumorales dans lesquelles le provirus BLV est soit silencieux, soit ré-activé suite à l’expression exogène de Tax a montré que les mécanismes épigénétiques de silencing se superposent même dans le modèle génétique de silencing. De plus le rétablissement de l’expression virale par Tax est associé à une élimination des complexes de désacétylation des histones au niveau du promoteur viral.<p>Nos résultats ouvrent le champ vers l’utilisation de modèle de leucémie ovine dans des essais thérapeutiques basés sur la combinaison du traitement par des inhibiteurs des HDACs et des DNMTs et une immunothérapie ciblant des antigènes tumoraux d’origine virale ou cellulaire. De telles expériences in vivo constitueront un modèle utile pour le traitement l’ATLL et de pathologies prolifératives touchant les cellules B chez l’homme.<p><p> / Doctorat en sciences biomédicales / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Le virus de la leucémie bovine (BLV) est un rétrovirus B-lymphotrope qui a été identifié comme l’agent étiologique de la leucose bovine enzootique. L’infection par le BLV se caractérise par l’absence de virémie due à la latence du virus dans la majorité des cellules infectées. Cette latence résulte de la répression transcriptionnelle du provirus in vivo; elle favorise très probablement le développement tumoral en permettant aux cellules infectées d’échapper au système immunitaire de l’hôte. Cependant, la transcription du BLV peut être activée de manière rapide et très efficace par la protéine virale TaxBLV. La trans-activation par TaxBLV joue un rôle crucial dans la pathogenèse associée au BLV car elle permet la production de nouvelles particules virales nécessaires à la propagation du virus. Au cours de notre travail de thèse, nous avons étudié différents mécanismes impliqués au cours de ces deux phases clés (latence et trans-activation par TaxBLV) de l’expression du BLV.<p><p>Le promoteur unique de la transcription du BLV se situe à l’extrémité 5’ du génome proviral, dans la longue répétition terminale 5’ (LTR 5’) composée des régions U3, R et U5. Les mécanismes impliqués dans la trans-activation du LTR 5’ par TaxBLV sont encore mal connus. La trans-activation du LTR 5’ du BLV par TaxBLV requiert la présence de trois répétitions imparfaites de 21pb (TxREs pour Tax Responsive Elements) agissant en cis et situées dans la région U3. Chacune des TxREs possède dans sa partie centrale un motif imparfait de 8 nucléotides correspondant au site de liaison des protéines de la famille CREB/ATF (sites CREs pour cAMP-Responsive Element). Des expériences de retard de migration sur gel ont montré que les protéines CREB, ATF-1 et ATF-2 lient les CREs viraux in vitro. Comme TaxBLV ne semble pas capable de lier directement l’ADN du LTR, il a été suggéré que les facteurs CREB/ATF serviraient de médiateurs de la trans-activation par TaxBLV. De plus, il a également été suggéré au cours de ces dernières années que les facteurs de transcription CREB/ATF jouent aussi un rôle essentiel en l’absence de TaxBLV lors de l’initiation de la transcription virale.<p><p>CREB/ATF sont connus pour recruter les co-activateurs CBP/p300 qui possèdent une activité histone-acétyltransférase, suggérant qu’à l’instar d’autres rétrovirus tels que HIV-I ou HTLV-I, l’acétylation protéique pourrait jouer un rôle important dans la régulation de la transcription du BLV. Au cours de la première partie de ce travail, nous avons mis en évidence un synergisme transcriptionnel entre TaxBLV et les inhibiteurs de désacétylases TSA et NaBut, indiquant que l’acétylation protéique joue un rôle important dans la trans-activation par TaxBLV. Nous avons ensuite montré que ni TaxBLV, ni son médiateur CREB ne sont acétylés in vivo au niveau d’un résidu lysine interne, mais que la TSA synergise avec TaxBLV via un mécanisme indirect, sensible à l’inhibition de la synthèse protéique. Fonctionnellement, CREB/ATF semblent jouer un rôle crucial dans le synergisme TaxBLV/TSA car la mutation des CREs viraux ou la sur-expression d’un dominant négatif CREB inhibent ce synergisme. Des expériences de gel retard et de ChIP ont démontré, in vitro et in vivo, que les inhibiteurs de désacétylases augmentent la liaison des facteurs CREB/ATF aux TxREs. Nos résultats suggèrent donc que le synergisme TaxBLV/TSA serait dû à une augmentation de la trans-activation par TaxBLV observée suite à l’augmentation, induite par la TSA, du recrutement de CREB/ATF au niveau des TxREs.<p><p>CREB/ATF appartiennent à la famille des facteurs de transcription CREB/CREM/ATF agissant au niveau des promoteurs contenant des éléments CREs. Cependant, la liaison de CREM aux CREs imparfaits du LTR du BLV n’a jamais été étudiée. Dans la seconde partie de ce travail, nous avons montré que des isoformes du gène CREM sont exprimées dans des PBMCs isolés à partir d’un mouton infecté par le BLV et que ces protéines CREM sont capables de lier in vitro et in vivo le promoteur du BLV, via les motifs CREs présents au centre de chacune des TxREs. Des analyses fonctionnelles ont ensuite montré qu’en l’absence de TaxBLV, la surexpression de l’isoforme activatrice CREMt induit la transcription dirigée par le LTR 5’ du BLV. Les résultats que nous avons obtenus suggèrent que CREMt serait capable d’activer la transcription du BLV en réponse à l’activation des cellules B infectées, via la phosphorylation de la sérine 117 de CREMt et via le recrutement par CREMt des co-activateurs CBP/p300. CREMt serait donc impliqué dans les stades précoces de l’initiation de la transcription du BLV. Cependant, nous avons montré que CREMt n’est pas impliqué dans les stades tardifs de l’expression virale puisqu’il ne semble pas capable d’induire la trans-activation par TaxBLV. Au contraire, nous avons montré par des expériences de compétition que CREMt diminue la trans-activation par TaxBLV lorsque celle-ci est induite par CREB, probablement en entrant en compétition avec CREB pour la liaison au niveau des TxREs.<p><p>L’expression du gène CREM est régulée transcriptionnellement et post-transcriptionnellement et mène à la production de différentes isoformes capables d’agir comme des activateurs ou des répresseurs de la transcription. Des expériences de RT-PCR nous ont permis de mettre en évidence la présence d’isoformes répressives ICER dans les cellules YR2 infectées par le BLV. Par des expériences de transfection transitoire, nous avons montré qu’ICER est capable de réprimer la trans-activation par TaxBLV, suggérant qu’ICER retarderait la trans-activation par TaxBLV afin d’échapper au système immunitaire de l’hôte infecté jusqu’à ce qu’un niveau suffisant du trans-activateur TaxBLV soit produit.<p><p> / Doctorat en sciences, Spécialisation chimie / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Master of Science in Biomedical Sciences / Department of Clinical Sciences / Robert L. Larson / Bradley J. White / Feedlot cattle frequently endure high environmental temperature-humidity index conditions in the summer months within cattle feeding regions of North America. Heat stress develops when the total heat gain (combined effects of environmental and metabolic factors) exceeds an animal’s heat loss capabilities. The objective of my research was evaluating heat mitigation strategies and developing a practical method to identify animals that are of greatest risk of heat stress; thus improving animal welfare and performance. A number of heat abatement strategies have been utilized in US feedlots including shade, sprinklers, nutritional modifications, and misters. A literature review was performed using published journal articles demonstrated significant benefits of providing shade to feedlot cattle. Sprinkling the pen surface may be just as beneficial as sprinkling or misting cattle. Sprinkling the ground not only cooled the ground which increased the thermal gradient between lying cattle and the ground, but also provided increased thermal conductivity and better heat flow down that gradient. A study was performed to develop a noninvasive, remotely applied, practical method to identify animals at risk for heat stress. Infrared thermography images were obtained during the morning hours and pant scores obtained in the afternoon hours. Data mining techniques were employed to evaluate accuracy of potential classification methods to identify heat stress events in the afternoon based on the known morning data. Using infrared technology as a diagnostic test was not accurate for predicting heat stress events in the study presented. Finally a retrospective study of Kansas feedlot performance, medical and weather data was performed. Findings indicate that diagnostic counts of bovine respiratory disease are associated with elevated ambient temperature two days prior. In conclusion, heat stress in beef feedlot animals is an important area of research. Heat mitigation methods such as shade have been proven to be effective at reducing heat stress in beef feeder cattle. Further research is needed to evaluate the use of infrared technology to predict heat stress events in the feedlot setting.

Fescue toxicosis is problematic for ruminant livestock, causing weight loss and low productivity when fed endophyte-infected forages. Complete underlying mechanisms of toxicosis are unknown therefore; the objective of the study was to determine if ruminally dosed ergot alkaloids impact rumen motility. Cannulated steers were pair-fed a forage diet and ruminally dosed with endophyte-free (E-) or endophyte-infected (E+) tall fescue seed. An 8-h period of rumen motility collection began 4-h after feeding by monitoring pressure change via a wireless telemetry and transducer system. In experiment 1, steers were paired by weight and assigned to E- or E+ treatment. Overall, E+ steers had more frequent contractions. On d 7 - 9, both treatments had lower frequencies and E- steers had greater amplitude of contractions, which corresponded with decreased DM intake. In experiment 2 steers remained in pair, but switched treatment. During the 57 d E+ steers received titrated levels of ergovaline + ergovalinine. There was no difference between treatments for frequency or amplitude of contractions, but increasing dosage, decreased frequency (d 1 - 44) and amplitude, coinciding with lower DM intakes. Alteration in rumen motility associated with changes in intake may be responsible for the decreased productivity in ruminants consuming E+ forages.

Bovine Tuberculosis is a chronic debilitating disease of cattle and other animals with a worldwide distribution and transmitted mainly through the inhalation of aerosols. The aim of this study was to determine the prevalence of BTB in the cattle population of selected dip tanks in Swaziland. Furthermore, the zoonotic risk to farmers whose cattle are infected with BTB was assessed by means of a questionnaire survey. Abattoir surveillance identified 16 dip tanks of study where at least 10 % of the cattle were tested for BTB using the comparative intra-dermal skin. In five of these dip tanks, the same cattle were tested for BTB using the IFN-γ Test. Eight BTB skin test positive animals were slaughtered and a detailed post mortem examination was conducted and samples collected for the isolation of M. bovis. Concurrent with BTB testing, a questionnaire survey was conducted to determine risk factors for humans. The prevalence of BTB was found to be 6.75 % in the study population and 20 % of BTB positive animals were diagnosed by both the CIST and IFN-γ, indicating a correlation for the test positive animals in the two tests. M. bovis was isolated from seven of the eight animals slaughtered. Farmers’ knowledge of BTB as a cattle disease and serious zoonosis is insufficient and inadequate while consumption practices of products of bovine origin exposes them to the risk of infection by M. bovis. There is a need to investigate the extent of M. bovis infections in the human population. / Dissertation (MSc)--University of Pretoria, 2013. / gm2014 / Veterinary Tropical Diseases / unrestricted

Due to the complexity and dynamism of the global beef market, policymakers need a theoretically consistent, rigorous and quantitative analysis to validate and quantify the effects of different factors that are believed to drive beef trade. The general objective of this dissertation was to validate and quantify the factors that drive and influence international beef trade in order to facilitate and improve the decision-making behaviour of policymakers. The gravity model methodology was identified as the ideal framework to address the general objective of this dissertation, and was used as the primary tool to analyse the factors that drive and influence beef trade. The specific objectives were to gain an understanding of prominent issues that influence international beef trade, to review the gravity modelling methodology and to model the effects of various issues on the volume of beef trade based on trade data among leading importers and exporters between 1996 and 2010. A model was estimated using two separate equations, referred to as Model B1 and Model B2. For each of these equations the dependant variable varied to represent: bovine cuts boneless, fresh or chilled (HS 020130); bovine cuts boneless, frozen (HS 020230); and an aggregation of these two products designated as "Total beef". Model B1 was estimated with the full gravity model specification, including export prices. Since very few studies on commodity specific gravity models exist and have never modelled beef exports prices directly, it was decided to run an additional model, Model B2, without the export price variable. The Wald Chi-square test confirmed that the variables included in the model were significant in explaining the variation in the volume of exports. Issues that were included in the specification included beef production in a beef exporter, beef consumption in a beef importer, tariff measures applied by importing countries, income per capita of consumers in importing countries, export prices and trade bans due to animal diseases. The coefficients of individual variables estimated were found to be plausible while the signs of the coefficients indicated the expected relationships between the volume of beef trade and each of the individual issues. After comparing the two models it was found that the price variable exhibited statistically significant and plausible results, and did not affect the estimates of the other variables. A comparison with similar studies revealed that the model developed in this dissertation estimated similar results in some areas, and even more plausible results in others. When all of the statistical tests and validation criteria are taken into account, the gravity model developed in this dissertation was successful in validating and quantifying the factors that drive and influence international beef trade. / Dissertation (MCom)--University of Pretoria, 2014. / gm2014 / Agricultural Economics, Extension and Rural Development / unrestricted

Background: Silica is the common name for silicon dioxide (SiO2) materials and exists in both crystalline and amorphous forms. While crystalline silica is known for its severe health effects, amorphous silica has been considered safe and applied in many areas. However, some recent studies have showed evidence of their toxicity, raising concerns about its use as nanomaterial for biomedical applications. When nanomaterials enter the body, they are enveloped in biological fluids rich in biomolecules, which compete for binding to the nanomaterial. Such effect could alter their surface chemistry and therefore affect their bio-distribution and interaction with cells. Aim and objectives: As part of the EU-funded NANODRUG network programme, the aim of this project was the in vitro toxicity assessment of commercially-sourced fumed and colloidal amorphous silica particles in relation to their physico-chemical properties and potential application as carriers for drug delivery. The objectives were 1) characterization of silica particles hydrodynamic (Hd) size and dispersity in different cell culture media; 2) in vitro toxicological assessment of silica particles in human skin cells; 3) delineation of toxicity mechanisms in relation to their size; 4) assessment of the influence of Foetal Bovine Serum (FBS) on particle Hd size and toxicity; and 5) contributing to the overall objective of the NANODRUG programme - development of safe nanodrugs for skin application - through collaborations with different partners.

Bovine respiratory disease complex (BRD) consists of a largely single clinical entity of bronchopneumonia that is usually associated with the assembly of large numbers of especially weaner cattle into a feedlot environment. It has a multifactorial aetiology and develops as a result of complex interactions between environmental factors, host or animal factors and pathogens. It is often difficult to determine the exact role played by the various pathogens involved in an individual outbreak of disease. None of the many organisms isolated will on their own, reliably reproduce the natural disease in experimental animals. Observations from research studies and clinical experience have indicated that the presence of mycoplasmas increases the severity of respiratory disease. However, the role of Mycoplasma spp. in BRD complex as a primary or secondary pathogen remains controversial. The various stresses associated with the feedlot causes a breakdown of the defense mechanisms that normally hold the nasal infections in check, resulting in a rapid proliferation of virulent Mannheimia haemolytica serotype A1 in particular and the spread to the lower respiratory tract. The various viruses and mycoplasmas have however been shown to have the same effect as stress on the Pasteurella populations of the nasal mucosa. More than 10 species of Mycoplasma have been isolated from the bovine respiratory tract, but not all are pathogenic. They are able to act as a stress-causing agent, leading to a decreased host defense mechanism by altering the immune responsiveness or by causing tissue damage and thereby allowing bacteria to invade and colonise the lung and so causing a severe pneumonia. M. bovis and M. dispar are the more important lung isolates, with M. bovis being the most invasive and destructive and has been shown to increase the severity of calf pneumonias. M. bovis has been isolated from bovine pneumonias, arthritis, mastitis, tendosynovitis, genitalia, keratoconjunctivitis and is considered to be the primary pathogen in endemic pneumonia in younger calves. According to the literature, mycoplasmas are isolated from 25% to 80% of pneumonic lungs in feedlot cattle and the aim of the study was to identify the isolation rates in South African feedlots over a period of 2000 to 2004. To achieve this, 446 transtracheal aspirates (TTA’s) were collected from more than 25 feedlots around South Africa, except for the western Cape. Collection criteria included: pulled for respiratory disease; febrile (≥40ºC); depressed; anorexia and/or lack of rumen fill; nasal discharge or failure to clean muzzle; cough; increased respiratory rate >40 and most importantly, no prior treatment. Samples were also collected from 31 ‘healthy’ animals as controls. Samples collected were used for Mycoplasma isolations, as well as the aerobic bacteria to establish an antibiogram profile of bacteria commonly isolated in cattle feedlots. Mycoplasma spp. were isolated from 52.8% of samples taken from sick animals, with 67 out of 201 isolates (33.3%) being identified as M. bovis. According to the literature, M. bovis, M. haemolytica or P. multocida are isolated from bronchial lavage fluids from healthy calves in only a few cases, with estimates being put at 5 – 10% levels for Mycoplasma. Isolation rates of Mycoplasma spp. from healthy animals in this study was 22.7%, which was considerably higher than anticipated and could possibly be due to problems with the definition of a healthy animal. Although the number of samples from healthy animals was relatively small in this study, it was possible to show that there was a statistically significant association between Mycoplasma isolation and respiratory disease, p = 0,001 and with an odds ratio (OR) of 3,75 in cattle from those feedlots included in the study and thereby proving the hypothesis put forward. / Dissertation (MMedVet (Bovine Medicine))--University of Pretoria, 2007. / Production Animal Studies / MMedVet / Unrestricted

Staphylococcus aureus est un pathogène opportuniste au potentiel de virulence élevé et particulièrement diversifié. Responsable d'intoxications alimentaires, d'infections localisées suppurées et, dans certains cas extrêmes, d’infections systémiques graves, celui-ci est pleinement capable de causer la mortalité chez des patients immunodéprimés. Pourtant, S. aureus est également la cause de divers types d’infections à fort caractère chronique et de persistance chez l’homme et les animaux, infections qui sont difficiles à traiter par antibiothérapie, et qui le plus souvent échappent au contrôle du système immunitaire. Les mammites à S. aureus sont considérées comme l’une des maladies majeures chez les bovins d’élevage, causant de lourdes pertes économiques pour l’industrie laitière. Elles se caractérisent fréquemment par des formes sous-cliniques et chroniques, rendant leur diagnostic et contrôle difficiles. La vaccination contre les infections intramammaires à S. aureus pourrait permettre de protéger les animaux contre les nouvelles infections, diminuant la propagation contagieuse du pathogène lors de la traite, et permettre ainsi de réduire la prévalence de celui-ci dans les troupeaux. Pourtant, aucune formulation n’a pu montrer de réelle efficacité de protection à ce jour. Puisque le déploiement d’une immunité adaptative strictement basée sur la réponse en anticorps n’est pas adéquat pour protéger contre un pathogène chronique tel que S. aureus, le besoin criant de développer de nouvelles méthodes et formulations de vaccin se penche maintenant sur l’amélioration de la réponse à médiation cellulaire, considérée indispensable pour une meilleure protection. Les vaccins vivants atténués, basés sur leur capacité à imiter une infection naturelle, ont su prouver leur efficacité dans le développement d’immunités spécifiques et fortes contre de nombreux microorganismes, en particulier les pathogènes intracellulaires et chroniques. On a démontré que ces souches atténuées pouvait être utilisées comme vecteurs antigéniques et aider à balancer la réponse vers des fonctions effectrices de l’immunité qui permettent de combattre plus adéquatement ce type d’infections. Cette étude a eu pour objectif principal la construction d’une souche atténuée de S. aureus pour l’utilisation à titre de vaccin vivant contre les infections intramammaires. Cette souche vaccinale atténuée est fondée sur la stabilisation génétique du phénotype small-colony variant, à la fois comme base d’atténuation de la virulence et comme facteur permettant l’internalisation temporaire et non destructive dans les cellules de l’hôte. Cette souche a été caractérisée et évaluée dans un modèle d’infection de cellules en culture et dans un modèle in vivo de mammite chez la souris, qui ont tous deux pu confirmer sa robuste atténuation et établir un première preuve de son innocuité comme vaccin.