Tesis por compendio / [ES] El objetivo inicial de esta tesis era detectar y rastrear virus entéricos en diferentes matrices acuáticas mediante la combinación de protocolos moleculares y metagenómicos. Se establecieron como objetivos principales el desarrollo de procedimientos para la concentración de virus en muestras de aguas residuales, el análisis de virus indicadores de contaminación fecal y la caracterización del viroma de estas muestras. En cuanto al desarrollo de procedimientos para la concentración de virus entéricos emergentes en muestras de aguas residuales, el protocolo de floculación con hidróxido de aluminio, utilizado habitualmente en el grupo para la concentración de otros virus entéricos, resultó muy eficaz para el virus de la Hepatitis E, permitiendo su detección en muestras de aguas de entrada y salida de estaciones depuradoras de aguas residuales (EDAR). Por lo que respecta al seguimiento de la prevalencia de otros virus entéricos e indicadores virales en muestras de entrada y salida de EDARs, esta tesis proporciona información cuantitativa sobre la presencia del indicador crAssphage y otros virus entéricos de cápside intacta en aguas de diferentes EDARs valencianas. Además, los resultados de la correlación indican que crAssphage podría no ser un indicador óptimo de la presencia de virus entéricos infecciosos en las aguas residuales tratadas. En relación a la caracterización del viroma de las muestras de agua de las EDARs analizadas, en la presente tesis se describe un procedimiento de referencia que permite la detección y caracterización de las poblaciones virales en las muestras de aguas residuales recogidas a la entrada y salida de la planta depuradora. También se refleja el sesgo existente en los perfiles del viroma que se obtienen según las librerías de secuenciación que se empleen. En este sentido, esta investigación arroja luz sobre la diversidad de las comunidades virales en influentes y efluentes de aguas residuales, proporcionando información valiosa también en términos de indicadores fecales virales. Con la llegada de la pandemia de COVID-19 a principios de 2020, el SARS-CoV-pasó a ser el protagonista de la segunda parte de la tesis. En este aspecto, se marcaron como objetivos implementar un sistema de monitorización de SARS-CoV-2 en aguas residuales y desarrollar y optimizar métodos moleculares rápidos para inferir la infectividad del SARS-CoV-2. Los resultados obtenidos han demostrado que la aplicación de la epidemiología basada en aguas residuales (WBE) es eficiente para estimar la presencia de COVID-19 en comunidades y puede servir de herramienta para la salud pública como alerta temprana ante situaciones pandémicas. Asimismo, esta tesis incluye el primer estudio publicado en España que realizó un análisis metagenómico de la diversidad del SARS-CoV-2 presente en las aguas residuales en las tres primeras oleadas epidemiológicas, cuyos resultados confirmaron el potencial de la secuenciación masiva de aguas residuales para detectar nuevas mutaciones y linajes del SARS-CoV-2. Además, también se han comparado y optimizado los protocolos de concentración, extracción y detección de ácidos nucleicos de coronavirus a partir de muestras de aguas residuales, superficiales y de mar. Así, este trabajo amplía el conocimiento sobre los procedimientos analíticos para la detección del SARS-CoV-2 en aguas residuales favoreciendo la implementación global del COVID-19 WBE. Finalmente, se ha implementado un protocolo de RT-qPCR de viabilidad basado en el cloruro de platino para evitar la amplificación del ARN del SARS-CoV-2 no infeccioso. Además, los resultados de esta tesis apoyan la idea de que el SARS-CoV-2 presente en las aguas residuales no es infeccioso. En general, en el marco de esta tesis doctoral se ha desarrollado una herramienta analítica rápida basada en la RT-qPCR de viabilidad para inferir la infectividad del SARS-CoV-2 con potencial aplicación en la evaluación de riesgos, la prevención y el control en los programas de salud / [CA] L'objectiu inicial d'esta tesi era detectar i rastrejar virus entèrics en diferents matrius aquàtiques mitjançant la combinació de protocols moleculars i metagenòmics. Es van establir com a objectius específics el desenvolupament de procediments per a la concentració de virus en mostres d'aigües residuals, l'anàlisi de virus indicadors de contaminació fecal i la caracterització del viroma d'estes mostres. Pel que fa al desenvolupament de procediments per a la concentració de virus entèrics emergents en mostres d'aigües residuals, el protocol de floculació amb hidròxid d'alumini, utilitzat habitualment al grup per a la concentració d'altres virus entèrics, va resultar molt eficaç per al virus de l'hepatitis E, permetent-ne la detecció en mostres d'aigües d'entrada i de sortida d'estacions depuradores d'aigües residuals (EDAR). Pel que fa al seguiment de la prevalença d'altres virus entèrics i indicadors virals en mostres d'entrada i de sortida d'EDARs, esta tesi proporciona informació quantitativa sobre la presència de l'indicador crAssphage i altres virus entèrics de càpside intacta en aigües de diferents EDARs valencianes. A més, els resultats de la correlació indiquen que el bacteriòfag crAssphage podria no ser un indicador òptim de la presència de virus entèrics infecciosos a les aigües residuals tractades. Pel que fa a la caracterització del viroma de les mostres d'aigua de les EDARs analitzades, a la present tesi es descriu un procediment de referència que permet la detecció i caracterització de les poblacions virals a les mostres d'aigües residuals recollides a l'entrada i sortida de la planta depuradora. També es reflecteix el biaix existent als perfils del viroma que s'obtenen segons les llibreries de seqüenciació que s'utilitzen. En este sentit, esta investigació aporta coneixement sobre la diversitat de les comunitats virals en influents i efluents d'aigües residuals, proporcionant informació valuosa també en termes d'indicadors fecals virals. Amb l'arribada de la pandèmia de COVID-19 a principis del 2020, el SARS-CoV-va passar a ser el protagonista de la segona part de la tesi. En este aspecte, es van establir com a objectius implementar un sistema de monitorització de SARS-CoV-2 en aigües residuals i desenvolupar i optimitzar mètodes moleculars ràpids per inferir la infectivitat del SARS-CoV-2. Els resultats obtinguts han demostrat que l'aplicació de l'epidemiologia basada en aigües residuals (WBE) és eficient per estimar la presència de COVID-19 a les comunitats i pot servir d'eina per a la salut pública com a alerta primerenca davant de situacions pandèmiques. Així mateix, esta tesi inclou el primer estudi publicat a Espanya que va realitzar una anàlisi metagenòmica de la diversitat del SARS-CoV-2 present a les aigües residuals a les tres primeres onades epidemiològiques, els resultats del qual van confirmar el potencial de la seqüenciació massiva d'aigües residuals per a detectar noves mutacions i llinatges del SARS-CoV-2. A més, també s'han comparat i optimitzat els protocols de concentració, extracció i detecció d'àcids nucleics de coronavirus a partir de mostres d'aigües residuals, superficials i de mar. Així, este treball amplia el coneixement sobre els procediments analítics per a la detecció del SARS-CoV-2 en aigües residuals afavorint la implementació global del COVID-19 WBE. Finalment, s'ha implementat un protocol de RT-qPCR de viabilitat basat en el clorur de platí per evitar l'amplificació de l'ARN del SARS-CoV-2 no infecciós. A més, els resultats d'esta tesi donen suport a la idea que el SARS-CoV-2 present a les aigües residuals no és infecciós. En general, en el marc d'esta tesi doctoral s'ha desenvolupat una eina analítica ràpida basada en la RT-qPCR de viabilitat per inferir la infectivitat del SARS-CoV-2 amb potencial aplicació en l'avaluació de riscos, la prevenció i el control en els programes de Salut Pública. / [EN] The initial aim of this thesis was to detect and monitor the presence of enteric viruses in different aquatic matrices using both molecular and metagenomic protocols. The specific objectives were the development of procedures for the concentration of viruses in wastewater samples, the analysis of viruses indicative of faecal contamination and the characterisation of the virome in these samples. Regarding the development of procedures for the concentration of emerging enteric viruses in wastewater samples, the flocculation protocol with aluminium hydroxide, commonly used in the group for the concentration of other enteric viruses, proved to be very effective for Hepatitis E virus, allowing its detection in influent and effluent water samples from wastewater treatment plants (WWTPs). Regarding the monitoring of the prevalence of other enteric viruses and viral indicators in incoming and outgoing samples from WWTPs, this thesis provides quantitative information on the presence of the indicator crAssphage and other enteric viruses with intact capsid in water from different Valencian WWTPs. Moreover, the correlation results indicate that crAssphage may not be an optimal indicator of the presence of infectious enteric viruses in treated wastewater. In relation to the virome characterisation of the WWTP water samples analysed, the present thesis describes a reference procedure that allows the detection and characterisation of viral populations in wastewater. It also reflects the existing bias in the virome profiles obtained depending on the sequencing libraries used. In this sense, this research sheds light on the diversity of viral communities in influent and effluent wastewater, providing valuable information also in terms of faecal viral indicators. With the advent of the COVID-19 pandemic in the early 2020s, SARS-CoV-2 became the focus of the second part of the thesis. In this aspect, the objectives were to implement a monitoring system for SARS-CoV-2 in wastewater and to develop and optimise rapid molecular methods to infer SARS-CoV-2 infectivity. The results obtained have demonstrated that the application of wastewater-based epidemiology (WBE) is efficient for estimating the presence of COVID-19 in communities and can serve as a Public Health tool for early warning of pandemic situations. Furthermore, this thesis includes the first study published in Spain that performed a metagenomic analysis of the SARS-CoV-2 diversity present in wastewater in the first three epidemiological waves, the results of which confirmed the potential of mass sequencing of wastewater to detect new SARS-CoV-2 mutations and lineages. In addition, protocols for the concentration, extraction and detection of coronavirus nucleic acids from sewage, surface and seawater samples have also been compared and optimised. Thus, this work expands the knowledge on analytical procedures for the detection of SARS-CoV-2 in wastewater favouring the global implementation of the COVID-19 WBE. Finally, a viability RT-qPCR protocol based on platinum chloride has been implemented to avoid amplification of non-infectious SARS-CoV-2 RNA. Furthermore, the results of this thesis support the idea that SARS-CoV-2 present in wastewater is not infectious. Overall, in the framework of this PhD thesis, a rapid analytical tool based on feasibility RT-qPCR has been developed to infer the infectivity of SARS-CoV-2 with potential application in risk assessment, prevention and control in Public Health programmes. / This thesis has been funded by an "Ayudas para contratos predoctorales para la formación de doctores 2018” grant, awarded by the Ministry of Science and Innovation. / Cuevas Ferrando, E. (2022). Detection and tracking of emerging viruses of public health interest in waters through molecular and metagenomic procedures [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/190899 / Compendio

Coronavirus eller SARS-CoV-2 (severe acute respiratory syndrom coronavirus 2) som fick utbrott i december 2019 har väckt en stor uppmärksamhet och påverkat mänskligheten världen runt och inte minst påverkat den socioekonomiska balansen. Viruset som har ursprung i staden Wuhan i Kina sprider sig snabbt mellan människorna genom frekvent rekombination av det genetiska materialet. Redan efter ett år från utbrottet beräknades antal fall till 98 miljoner och dödsfallen till 2 miljoner globalt. Förutom lunginflammation leder infektionen till högre halter av proinflammatoriska markörer som CRP och höga nivåer av cytokiner som IL-6 som i slutändan kan resultera i en cytokinstorm. Därför anses en blockering av IL6 produktionen och/eller blockering av receptorbindningen vara en terapeutisk lösning för att begränsa patogenicitet. Tocilizumab som är den första immunmodulator som introducerades och testades mot covid-19 pneumoni har i flera studier gett upphov till heterogent resultat angående dess effekt på sjukdomen. Syftet med detta litteraturabete är att studera tocilizumabs effekt på covid-19 sjuka patienter med pneumoni och med måttlig till svår sjukdom. Genom sökning på databasen PubMed hittades sex randomiserade kliniska studier som valdes för att undersökas i detta arbete. Studierna jämförde effekten av standardbehandling med och utan tocilizumab. Resultatet blev heterogent men en signifikant förbättring observerades för tocilizumab vad gäller överlevnad, sjukdomsprogression och hälsostatus. Trots att tocilizumabs fördelar överväger dess nackdelar krävs det dock mer forskning kring läkemedlet för att kunna dra bättre samband mellan tocilizumab och dess effekter.

Importance: Immunological response to severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) vaccination is important, especially in people with multiple sclerosis (pwMS) on immunosuppressive therapies. Objective: This study aims to determine whether adjuvanted protein-based vaccine NVX-CoV2373 is able to induce an immune response to SARS-CoV-2 in pwMS with inadequate responses to prior triple mRNA/viral vector vaccination. Design, setting, and participants: We conducted a single-center, prospective longitudinal cohort study at the MS Center in Dresden, Germany. In total, 65 participants were included in the study in accordance with the following eligibility criteria: age > 18 years, immunomodulatory treatment, and insufficient T-cellular and humoral response to prior vaccination with at least two doses of SARS-CoV-2 mRNA (BNT162b2, mRNA-1273) or viral vector vaccines (AZD1222, Ad26.COV2.S). Interventions: Intramuscular vaccination with two doses of NVX-CoV2373 at baseline and 3 weeks of follow-up. Main outcomes and measures: The development of SARS-CoV-2-specific antibodies and T-cell responses was evaluated. Results: For the final analysis, data from 47 patients on stable treatment with sphingosine-1-phosphate receptor (S1PR) modulators and 17 on ocrelizumab were available. The tolerability of the NVX-CoV2373 vaccination was overall good and comparable to the one reported for the general population. After the second NVX-CoV2373 vaccination, 59% of S1PR-modulated patients developed antispike IgG antibodies above the predefined cutoff of 200 binding antibody units (BAU)/ml (mean, 1,204.37 [95% CI, 693.15, 2,092.65] BAU/ml), whereas no clinically significant T-cell response was found. In the subgroup of the patients on ocrelizumab treatment, 23.5% developed antispike IgG > 200 BAU/ml (mean, 116.3 [95% CI, 47.04, 287.51] BAU/ml) and 53% showed positive spike-specific T-cellular responses (IFN-gamma release to antigen 1: mean, 0.2 [95% CI, 0.11, 0.31] IU/ml; antigen 2: mean, 0.24 [95% CI, 0.14, 0.37]) after the second vaccination. Conclusions: Vaccination with two doses of NVX-CoV2373 was able to elicit a SARS-CoV-2-specific immune response in pwMS lacking adequate immune responses to previous mRNA/viral vector vaccination. For patients receiving S1PR modulators, an increase in anti-SARS-CoV-2 IgG antibodies was detected after NVX-CoV2373 vaccination, whereas in ocrelizumab-treated patients, the increase of antiviral T-cell responses was more pronounced. Our data may impact clinical decision-making by influencing the preference for NVX-CoV2373 vaccination in pwMS receiving treatment with S1PR modulation or anti-CD20 treatment.

京都大学 / 新制・課程博士 / 博士(医科学) / 甲第25202号 / 医科博第158号 / 京都大学大学院医学研究科医科学専攻 / (主査)教授 川口 義弥, 教授 波多野 悦朗, 教授 妹尾 浩 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Medical Science / Kyoto University / DFAM

COVID-19 pandemic has exposed both strengths and weaknesses in world communities and particularly put a severe strain on health care. It is widely accepted that lifestyle factors are an important piece of the puzzle in preventive work against infectious diseases. One of these lifestyle factors is physical activity (FA) that positively affects people's well-being and has a strengthening effect on, among other things, the immune system. The purpose of the study was to investigate how people that have had SARS-CoV-2 infection describe their FA level and general state of health before the illness and how they feel that it has affected their disease course. A total of 10 semi-structured interviews were conducted during the period FebruaryMarch, which were then interpreted using content analysis as a tool. During the analysis work three main categories were identified: Well-balanced FA level, Relatively good general health, Experience of COVID-19 and FA significance. Most respondents perceived themselves as physically active to a greater or lesser extent. Respondents' perception indicates that FA has an important role in facing COVID-19 disease. Results indicate an increasingly accepted view in research that FA can act as a protective factor against SARS-CoV-2 virus / <p>Betyg i Ladok 220613.</p>

Globalt har hela världens befolkning påverkats både ekonomiskt och psykiskt av coronaviruset SARS-CoV-2, som har drabbat så många människor med covid-19 att det klassas som en pandemi. Strax efter pandemins utbrott upptäcktes det att viruset utsöndras från avföring och ut i spillvattennätet som leder till reningsverken. Då virusmängden ökar i avloppsvattnet ökar även covid-19 fallen i samhället. Ökning av virusmängd i avloppsvatten kan nämligen signalera om att det förekommer smittspridning i samhället. Avloppsvattenbaserad övervakning kan dock användas som komplement till andra teststrategier vilket EU-kommissionen har nämnt i en rekommendation. Trender kan analyseras för att i ett tidigt skede informera sjukvård och regioner om ökad smittspridning.  På Kungsängens reningsverk i Västerås kommun har Mälarenergi analyserat avloppsvattnet för att ta reda på om ökning av virus i avloppsvatten kan indikera på ökad smittspridning i Västerås kommun. De har samlat in proverna och skickat det till SGS Analytics AB Sweden som har analyserat proverna med RT-qPCR. CT-värdena har normaliserats med vattenflöden. Korrelationstest har gjorts mellan virusmängd i avloppsvattnet och covid-19 fall, dödsfall samt IVA-fall. Det fanns ett signifikant svagt negativt samband mellan virusmängd i avloppsvatten och covid-19 fall per vecka. Mellan virusmängd och IVA-fall eller dödsfall fanns inget samband. Det finns en del felkällor som kan ha påverkat virusmängden. Vid höga vattenflöden kan PCR inhibitorer från tillskottsvatten och lakvatten ha påverkat CT-värdena. Värdena är höga på sommaren trots att covid-19 fall, dödsfall och IVA-fall var som lägst. Inhibitorer skapar direkt eller indirekt högre CT-värden vilket tolkas som lägre virusmängder.

Many scientific disciplines rely on the construction and use of models: biomedical sciences are no exception. This PhD thesis addresses several aspects of the practice of scientific modeling. First, I discuss the nature of modeling as such, proposing a novel, complementary account of scientific modeling which I term the experimentation-driven modeling account and which drives the construction of mechanistic models in many fields of biological and biomedical research, such as cancer immunology. Second, I scrutinize an objection to the mechanistic account of explanation according to which the account fails to accommodate the common practice of idealizing difference-making factors. I argue that this objection ultimately fails because it is riddled with a number of conceptual inconsistencies. Third, I analyze the roles of similarity judgments in some fields of cancer research which employ a variety of mouse models to learn about the disease mechanisms, arguing that by appreciating the epistemic complexities it is possible to shed new light on more general philosophical debates regarding scientific representation. Fourth, mechanisms can also be studied using more theoretical apparatus in the form of simulations. I investigate an example of an agent-based model used to model the outbreak of SARS-CoV-2...

Bakgrund: I slutet av 2019 upptäcktes flertalet fall av pneumoni av okänd etiologi i Wuhan, Kina. Efter isolering och sekvensering framkom det att det rörde sig om ett coronavirus, benämnt SARS-CoV-2. Sociala restriktioner och munskydd har inte lyckats stoppa denna pandemi, och hoppet ligger nu på de olika vaccinkandidater som började utvecklas under 2020. Syfte: Syftet var att jämföra olika vaccins effektivitet och förekomst av olika biverkningar. Metod: En systemisk litteraturstudie utfördes, där en sökning i Pubmed utfördes och fyra artiklar valdes ut till arbetet för att jämföra vaccineffektivitet och biverkningar för de tre vaccin som var godkända av läkemedelsverket i februari. Resultat: Pfizer/BioNTechs mRNA-vaccin hade en effektivitet på 94,8%, Modernas mRNA-vaccin en effektivitet på 94,1% och Oxford-AstraZenecas vektorvaccin uppvisade en effektivitet på 70,4%. De vanligaste biverkningarna vid vaccinering var smärta vid injektionsplatsen, huvudvärk samt utmattning. Slutsats: En tillfredsställande jämförelse kunde inte genomföras då de olika fas III studierna utfördes på olika åldersgrupper och i olika delar av världen där SARS-CoV-2 mutationerna skiljde sig åt, vilket kan ha påverkat resultaten. / Background: At the end of 2019, several cases of pneumonia of unknown ethology were discovered in Wuhan, China. After isolating and sequencing the pathogen it became apparent that it was a Coronavirus, named SARS-CoV-2. Social restrictions and mask wearing mandates have not managed to stop this pandemic, and the hope lies with the different vaccine candidates that started to be developed during 2020. Aim: The aim was to compare different vaccines efficacy and prevalence of side effects. Method: A systemic literature study was implemented, the search was done in Pubmed and four papers were selected to compare vaccine efficacy and side effects for the three vaccines that were approved by Läkemedelsverket in February. Results: Pfizer/BioNTech’s mRNA-vaccine showed an efficacy of 94,8%, Moderna’s an efficacy of 94,1% and Oxford-AstraZeneca’s vector vaccine showed an efficacy of 70,4%. The most common side effects following vaccination was pain at the site of injection, headache and fatigue. Conclusion: A satisfying comparison could not be achieved since the different phase III studies were performed on different age groups and in different parts of the world where SARS-CoV-2 mutations differ, which could impact the results.

The virus SARS-CoV-2 gave rise to a global pandemic and several vaccines, whose efficiency needed to be evaluated, have been developed. Our immune system is regulated by several mechanisms that activate and inhibit immune response. PD-1 and its ligand PD-L1 are immune inhibitors with a possible correlation between the potency of the immune response and the number of inhibitors. The hypothesis of this study is that individuals with a lower antibody response after vaccination have higher levels of PD-1/PD-L1. Using an ELISA, the concentration of the proteins was measured from blood plasma from 19 individuals from the CoVacc Cohort, with known antibody response after one as well as two doses of vaccine. The study found a significant correlation between the inhibitors PD-1 and PD-L1 after both the first and the second dose. No correlation was found between the response of antibodies and PD-1/PD-L1 and the hypothesis is therefore rejected. It is possible that the interval between each dose of vaccine and the collection of blood plasma was not optimized for this study. It is also possible that the number of individuals that were included in this study was too low. Considering this result, more research should be conducted on the subject before an absolute conclusion can be drawn. / Viruset SARS-Cov-2 gav upphov till en global pandemi och flera vacciner vars effektbehövde utvärderas har utvecklats. Vårt immunförsvar regleras av flera mekanismersom samverkar genom att aktivera respektive hämma immunförsvaret. PD-1 och dessligand PD-L1 är immuninhibitorer med en möjlig korrelation mellan styrkan hosimmunsvaret och mängden inhibitorer. Hypotesen för denna studie är att individermed ett lägre antikroppssvar efter vaccination har högre nivåer av PD-1 och PD-L1.Med hjälp av en ELISA mättes koncentrationen av PD-1 och PD-L1 med blodplasmafrån 19 individer ur CoVacc kohorten med kända antikroppsnivåer som fått enrespektive två doser av vaccin mot COVID-19. Studien fann en signifikant korrelationmellan hämmarna PD-1 och PD-L1 både efter första och andra dosen. Ingenkorrelation hittades mellan antikroppsresponsen och nivåerna av PD-1 och PD-L1 ochhypotesen förkastas därför. Det är möjligt att tidpunkten för provtagning eftervaccindoserna inte valdes optimalt för denna undersökning. Det är också möjligt attför få individer ingick i studien. Mot bakgrund av detta bör mer forskning göras i ämnetinnan en absolut slutsats kan dras.

The present COVID-19 pandemic has revealed that several characteristics render patients especially prone to developing severe COVID-19 disease, i.e., the male sex, obesity, and old age. An explanation for the observed pattern of vulnerability has been proposed which is based on the concept of low sensitivity of the TLR7-signaling pathway at the time of infection as a common denominator of vulnerable patient groups. We will discuss whether the concept of established TLR-tolerance in macrophages and dendritic cells of the obese and elderly prior to infection can explain not only the vulnerability of these two demographic groups towards development of a severe infection with SARS-CoV-2, but also the observed cytokine response in these vulnerable patients, which is skewed towards pro-inflammatory cytokines with a missing interferon signature.