Coxsackievirus B3 (CVB3) is a relatively common cause of infection. Infection by coxsackieviruses is typically mild and resolves quickly without lasting complications. In a subset of individuals, coxsackievirus infection can be severe, leading to permanent damage of vital organs or even death. The mouse presents an ideal model to study natural variation in response CVB3 infection as human isolates of CVB3 productively infect the mouse, and lead to similar pathologies as found in humans. Inbred strains of mice respond differently to CVB3 infection, therefore the genetic background of the host can determine susceptibility to CVB3 infection. We hypothesize that interrogation of genetically determined susceptibility to CVB3 infection will help to identify genes whose direct involvement in control of CVB3 was previously unsuspected. To characterize the contribution of host genetics to coxsackievirus, we screened a panel of recombinant congenic strains (RCS) generated from susceptible A/J and C57BL/6 progenitors. While most C57BL/6 background (BcA) strains were more susceptible than C57BL/6, BcA86 in particular was particularly susceptible to early lethality and hepatic necrosis. A segregating [BcA86xC57BL/10]F2 mapping cross led to the identification of a locus on distal chromosome 13 controlling liver damage during coxsackieviral hepatitis. Previously through the analysis of a segregating we detected the Vms1 (viral myocarditis susceptibility) locus on distal chromosome 3. Vms1 controls viral replication, inflammation and necrosis within the heart during CVB3 infection. We have further refined this locus in additional mapping crosses and congenic lines of mice. We have also determined that Vms1 controls viral replication before inflammation becomes evident within the heart. The cardiac specific kinase Tnni3k is a candidate gene for Vms1. We found that overexpression of TNNI3K greatly enhanced necrosis and inflammation in the heart following CVB3 infection. Furthermore, we found increased viral replication and gene expression and changes within isolated cardiomyocytes, indicating TNNI3K is implicated in a heart specific immune pathway. Altogether, our results provide new functional insight into the host determinants of pathogenesis following infection with coxsackievirus B3. / Les virus Coxsackie du groupe B3 (CVB3) sont retrouvés partout dans le monde et il y a une prévalence saisonnière. L'infection par CVB3 se manifeste de manière différente selon les personnes. Certains individus ne développent pas de maladies cliniquement apparentes et guérissent spontanément, tandis que d'autres risquent de développer des complications plus sévères comme des affections cardiaques, des hépatites où des atteintes du système nerveux central. Les cas les plus graves peuvent entraîner la mort du sujet. La souris de laboratoire constitue un modèle idéal pour étudier les mécanismes inhérents à ces formes diverses des maladies induites par l'infection. En effet, des lignées des souris consanguines peuvent être infectées expérimentalement avec des souches humaines du virus CVB3. Les lignés des souris présentant un large spectre des signes cliniques indique que la constitution génétique des individus infectés est un facteur déterminant dans la gravité de l'infection. Nous avons donc formulé l'hypothèse que l'investigation des facteurs génétiques étant à l'origine de la réponse de l'hôte à l'infection par CVB3 devrait nous conduire à identifier des gènes et des mécanismes moléculaires directement impliqués dans le contrôle de cette infection dont on n'aurait pas eu connaissance dans le passé.Dans le but de mieux cerner la contribution des facteurs génétiques de l'hôte dans l'évolution de l'infection par CVB3, nous avons utilisé une approche de cartographie génétique. En ce sens, nous avons examiné une collection des lignées de souris recombinantes consanguines (RCS) issues des lignées parentales A/J et C57BL/6. Nous avons constaté que la plupart des lignées BcA (dont le fonds génétique est majoritairement issu de la lignée C57BL/6) présentaient une susceptibilité accrue en comparaison à C57BL/6. Dû à son taux précoce de mortalité, la lignée BcA86 a été particulièrement visée. En ayant recours à un croisement (BcA86 x C57BL/10)F2 il nous a été possible de détecter un locus dans la région distale du chromosome 13 liée à la sévérité des lésions du foie pendant l'hépatite coxsackievirale. Une étude préalable de liaison génétique, nous avait permis de mettre en évidence le locus Vms1 (viral myocarditis susceptibility) dans la région distale du chromosome 3. Le locus Vms1 est responsable du niveau de la réplication virale, de la nécrose du myocarde et de l'infiltration cellulaire que l'on observe dans le cœur des souris infectées par CVB3. En étudiant des lignées de souris consomiques ainsi qu'en réalisant de nouveaux croisements entre souris sensibles et souris résistantes, nous avons élaboré une cartographie fine de l'intervalle critique contenant le locus Vms1. Aussi avons-nous pu constater que le contrôle de la multiplication virale par Vms1 précède l'infiltration des cellules inflammatoires dans les tissus cardiaques.Le gène Tnni3k code pour une kinase dont l'expression étant spécifique aux cellules cardiaques apparaît comme un gène candidat de choix pour le locus Vms1. En comparant avec les souris normales, nous avons trouvé que la surexpression du gène Tnni3k dans des souris transgéniques leur confère un phénotype de nécrose et d'inflammation extrêmes du tissu cardiaque suite à l'infection par CVB3. Nous avons également établi que l'infection des cardiomyocytes isolés à partir de ces mêmes souris provoque un accroissement de la réplication du virus CVB3 ainsi qu'un profil d'expression unique des gènes inflammatoires. Les résultats ainsi obtenus ont mis en lumière que la kinase TNNI3K est impliquée dans un circuit de signalisation immunitaire propre au cœur. Ainsi, pris dans leur ensemble, nos travaux apportent des nouvelles voies pour la compréhension du déterminisme génétique de l'hôte dans la sensibilité aux infections par CVB3 ainsi qu'une meilleure connaissance de la pathogénèse de ce virus dévastateur.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.122968 |
| Date | January 2014 |
| Creators | Wiltshire, Sean Andrew |
| Contributors | Silvia Vidal (Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Doctor of Philosophy (Department of Human Genetics) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically submitted theses |
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