Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Myxomaviruset är ett poxvirus, vars genom utgörs av ett dubbelsträngat DNA och replikation sker i cytoplasman hos infekterade celler. Viruset infekterar framför allt kaniner, men det finns indikationer på att även celler från andra arter kan infekteras in vitro. Hos sina naturliga värdar, de amerikanska kaninerna, orsakar viruset en mild sjukdom. Den europeiska kaninen drabbas istället av myxomatos, vilket är en allvarlig sjukdom med systemisk spridning och hög mortalitetsgrad.

Med anledning av den höga mortalitetsgraden introducerades myxomaviruset i Australien och Europa under 1950-talet i syfte att kontrollera den vilda europeiska kaninpopulationen. Efter några år utvecklades en naturlig selektion för attenuerade virusstammar, vilken i sin tur medförde en naturlig selektion för genetiskt resistenta kaninstammar. Samevolutionen med värden har resulterat i att myxomaviruset idag är en enzooti hos nuvarande kaninpopulationer. Syftet med den här litteraturstudien är att undersöka hur myxomaviruset interagerar med kaninens immunsystem och hur det undviker värdens immunsvar vid infektion.

Smittspridning av myxomaviruset sker via direktkontakt och med bitande artropoder. Vid infektion av den europeiska kaninen sker initial replikation lokalt i huden innan spridning till dränerande lymfknuta. Där infekteras leukocyter, vilka sprider viruset till distala vävnader såsom hud och konjunktiva. Kliniska symtom ses främst i form av svullnader och lesioner på hud, konjunktiva och anogenitala organ. Kaninen dör efter 10-12 dagar och orsaken är ännu inte utredd. Hos de amerikanska kaninerna ses enbart ett kutant fibrom av benign karaktär.

Myxomaviruset uttrycker immunmodulerande proteiner som har stor betydelse för virusets framgång vid infektion av kaninen. Utvecklingen av dessa proteiner inträffade troligen i de amerikanska kaninerna, men analyser av proteinerna har främst gjorts i den europeiska kaninen. De virala proteinerna har förmåga att interagera med olika komponenter av värdens immunsystem och kan bland annat inhibera produktion av proinflammatoriska cytokiner, igenkänning av immunförsvaret och inducerad apoptos av infekterade celler. Andra proteiner kan binda kemokiner och reglera specifika signalvägar. Som resultat lyckas myxomaviruset manipulera den intracellulära och extracellulära miljön hos värden och underlättar därigenom sin egen replikation, spridning och överföring. Resistens kan idag ses hos framför allt vilda europeiska kaninpopulationer och tycks verka dämpande på sjukdomsutvecklingen snarare än på själva infektionen. Den genetiska bakgrunden är inte klarlagd, men ett ökat medfött immunsvar tros kunna ha en betydande roll. Genomgången infektion betraktas resultera i en immunitet mot återinfektion.

Sammantaget har myxomaviruset utvecklat en mängd immunmodulerande proteiner som förklarar den framgångsrika infektionen av den europeiska kaninen, men interaktionen med den naturliga värden verkar vara ett relativt ostuderat område. Effekten av de virala proteinerna indikerar att ett cellmedierat immunsvar troligen är det mest optimala mot infektionen. Mer forskning och jämförelser mellan olika kaninarter vore intressant och skulle kunna bidra till en ökad förståelse för myxomavirusets framtid inom olika kaninpopulationer.

The myxoma virus is a poxvirus, which contains a double-stranded DNA and replicates in the cytoplasm of the infected cells. The virus mainly infects rabbits, but is also able to replicate in cultured cells from other species. Infection of the natural hosts, rabbits from America, only causes a mild disease. The European rabbit, however, develops a serious disease called myxomatosis, which is characterised by systemic spread and a high mortality rate.

The effective infection of European rabbits led to the introduction of myxoma virus in Australia and Europe in the 1950s. The aim was to control the wild European rabbit population. Within a few years a selection for attenuated virus strains developed, which in turn caused a selection for rabbit strains with genetic resistance. This coevolution between the host and the virus has resulted in myxoma virus becoming enzootic in current rabbit populations. This literature study aims to investigate how the myxoma virus interacts with the immune system and how it avoids the immune response at the infection of rabbits.

Transmission of the myxoma virus occurs via direct contact and biting arthropods. In the European rabbit, the virus infects and replicates initially in the skin before spread to the draining lymph node. After infection of leukocytes it spreads to distal tissues such as skin and conjunctiva. Clinical signs consist of swellings and lesions in skin, conjunctiva and anogenital organs. The rabbit dies 10-12 days post infection, but the exact cause is still not known. In the American rabbits only a benign cutaneous fibroma is seen.

The expression of viral immunomodulatory proteins is of great importance when it comes to the successful infection of myxoma virus in the rabbit. The development of these proteins is likely to have occurred in the natural rabbit hosts, but analyses of the proteins have mainly been done in European rabbits. The viral proteins have the ability to interact with parts of the immune system and can for example inhibit production of pro-inflammatory cytokines, recognition of the immune defence and induced apoptosis of infected cells. Other proteins can bind chemokines and regulate specific signalling pathways. As a result the virus facilitates its own replication, dissemination and transmission by manipulating the intracellular and extracellular environment. Resistance can be seen in current wild European rabbit populations och seems to moderate the disease rather than preventing infection. The genetic origin is uncertain, but an increased innate immunity may be of importance. Recovery from infection is usually considered inducing a protective immunity in the rabbits.

In conclusion it is clear that the immunomodulatory proteins produced by the myxoma virus are an important feature at the infection of European rabbits. However, the interaction with the natural rabbit hosts seems to be a rather unknown area. The effect of the proteins indicates that a cell-mediated immune response is likely to be optimal against infection. Further research with comparisons of different rabbit species would be interesting and probably give an insight to the future of myxoma virus in rabbit populations.