Emerging human protoparvoviruses : in search of acute infections

Show full item record



Permalink

http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-201905021798
Title: Emerging human protoparvoviruses : in search of acute infections
Author: Jokinen, Maija
Other contributor: Helsingin yliopisto, Bio- ja ympäristötieteellinen tiedekunta, Bio- ja ympäristötieteellinen tiedekunta
University of Helsinki, Faculty of Biological and Environmental Sciences, Faculty of Biological and Environmental Sciences
Helsingfors universitet, Bio- och miljövetenskapliga fakulteten, Bio- och miljövetenskapliga fakulteten
Publisher: Helsingin yliopisto
Date: 2019
Language: eng
URI: http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-201905021798
http://hdl.handle.net/10138/301487
Thesis level: master's thesis
Discipline: yleinen mikrobiologia
General Microbiology
allmän mikrobiologi
Abstract: Parvovirukset ovat eräitä pienimpiä tunnettuja viruksia. Parvovirusten genomi on yksijuosteinen DNA, jonka koko on noin viisituhatta emäsparia. Parvovirus virionilla on pieni (20-30 nm), vaipaton ikosahedraalinen kapsidi. Parvovirukset voivat aiheuttaa monenlaisia infektioita. Kenties tunnetuin ihmiselle patogeeninen parvovirus on parvovirus B19 (B19V), joka aiheuttaa parvorokkoa, anemioita ja sikiökuolemia. Toinen paljon tutkittu parvovirus on ihmisen bocavirus 1 (HBoV), joka aiheuttaa pienten lasten hengitystieinfektioita. Bufavirus (BuV), tusavirus (TuV) ja cutavirus (CuV) ovat uusia parvoviruksia, jotka löydettiin vuosina 2012–2016 syväsekvensointimenetelmillä. BuV löydettiin alun perin ulostenäytteestä Burkina Fasosta ja virusta on sen jälkeen löydetty polymeraasiketjureaktioon (PCR) perustuvien menetelmien avulla ulostenäytteistä Euroopasta, Afrikasta ja Aasiasta. BuV:n seroprevalenssi vaihtelee alueittain. TuV löydettiin yhdestä ainoasta ulostenäytteestä Tunisiasta, eikä TuV DNA:ta ole löydetty sen jälkeen muista näytteistä. CuV löydettiin vuonna 2016 ja se on yhdistetty kutaaniseen T-solulymfoomaan, mutta ei tiedetä aiheuttaako virus syövän vai hakeutuuko se vain nopeasti jakautuviin syöpäsoluihin. BuV, TuV ja CuV kuuluvat Protoparvovirus sukuun, mutta ei tiedetä onko TuV ihmisen virus. Kaikkien kolmen uuden parvoviruksen tutkimus on vielä alussa. On paljon, mitä ei tiedetä näiden kolmen viruksen epidemiologiasta ja niiden aiheuttamista oireista. Tämän pro gradu – työn kahtena päätavoitteena oli: pystyttää µ-kaappaus-IgM-entsyymivälitteinen immunosorbenttimääritys (EIA) -testi ihmisen protoparvoviruksille käyttäen BuV1:ta esimerkkinä sekä analysoida kolme ulostenäytekohorttia valmiilla BuV, TuV ja CuV kvantitatiivisella multiplex PCR (qPCR)-menetelmällä. IgM EIA:n pystytyksen perustana käytettiin aiemmin HBoV:lle ja parvovirus B19V:lle pystytettyjä µ-kaappaus-IgM-EIA-testejä. Menetelmää jouduttiin optimoimaan paljon ja lopulta monia testauksia jouduttiin tekemään, sillä menetelmä ei toiminut kuten oli oletettu. Vian etsinnän tuloksena saatiin selville, että epäselvät tulokset saattoi aiheuttaa hajonneet VLP:t tai, että herkkä µ-kaappaus-testi vaatii erityisen puhtaita VLP:tä. Lopullista toimivaa µ-kaappaus-IgM-EIA-menetelmää protoparvoviruksille ei tässä työssä pystytty pystyttämään, mutta tämä työ luo hyvän pohjan jatkokehitykselle. BuV, TuV ja CuV DNA:ta löydettiin ulostenäytteistä multiplex qPCR-menetelmällä. QPCR- ja sekvensointitulosten perusteella tässä työssä löydettiin yksi BuV DNA-positiivinen ja yksi TuV DNA positiivinen näyte. Lisäksi löydettiin 12 CuV DNA positiivista näytettä. TuV DNA:ta havaittiin ensi kertaa sen ensilöydön jälkeen. Sen lisäksi, CuV DNA:ta löydettiin ensilöydön jälkeen jälleen ulostenäytteestä. Useissa aiemmissa tutkimuksissa CuV DNA:ta on löydetty ihosta otetuista biopsioista. Fylogeneettisten analyysien perusteella TuV:n sekvenssi on lähempänä jyrsijöiden parvoviruksia kuin BuV:n ja CuV:n sekvenssit. Tutkimusta ja erilaisia näytteitä (eläin- ja ihmisperäisiä) tarvitaan, jotta voidaan selvittää onko TuV ihmisen virus.Parvoviruses are among the smallest known viruses. The parvovirus genome is a single stranded DNA, approximately 5 kb in size. The virion has a small (20 to 30 nm), rugged, non-enveloped icosahedral capsid. Parvoviruses can cause a number of diseases. Possibly the most recognized human parvovirus is parvovirus B19 (B19V), which can cause the so-called fifth disease, anemias and fetal death. Another relatively well characterised parvovirus is human bocavirus 1 (HBoV1), which causes respiratory tract infections in young children. Bufavirus (BuV) tusavirus (TuV) and cutavirus (CuV) are emerging parvoviruses, discovered during the years 2012-2016 using next generation sequencing methods. All three viruses were originally discovered in feces of patients suffering from diarrhea. BuV was originally found in Burkina Faso and has since been detected in fecal samples with polymerase chain reaction (PCR)-based methods from Europe, Asia and Africa. The seroprevalence of BuV differs between countries. TuV was found in a single stool sample from Tunisia, but no further reports of it have since emerged. CuV was found in 2016 and it has been linked to cutaneous T-cell lymphoma, but it is not known if the virus is the cause of the cancer or if the virus simply prefers quickly dividing cancer cells for its replication. BuV, TuV and CuV belong to the Protoparvovirus genus, but it is still unclear whether TuV is a human pathogen. More research is needed to study the epidemiology of these viruses and their role in illnesses. There were two main aims in this thesis: to set up an IgM µ-capture enzyme immunoassay (EIA) for human protoparvoviruses using BuV1 as an example and to screen three stool sample cohorts for BuV, TuV and CuV using an in-house multiplex quantitative PCR (qPCR). The IgM EIAs developed for B19V and HBoV1 was used as the base for developing human protoparvovirus IgM EIA, using Virus-like particles (VLP) as antigens. Setting up the EIA required a great amount of optimization and finally troubleshooting, since the assay did not work as expected. The troubleshooting revealed that the ambiguous results in the IgM µ-capture EIA were possibly due to degraded VLPs or that the sensitive µ-capture format requires extremely carefully purified VLPs. More optimizing is needed for this assay, however, the work done in this thesis offers a good base for further development of protoparvovirus IgM EIA. All three viruses were found in the stool samples during multiplex qPCR screening. Based on the qPCR and sequencing results one sample was positive for BuV DNA, one sample for TuV DNA and a total of 12 samples for CuV DNA. This is the first time TuV DNA has been found since its discovery. In addition to that, CuV DNA was identified in fecal samples for the first time since the discovery, previously CuV DNA had been found mostly in skin biopsies. As for TuV, based on the parvovirus phylogenetic analyses, its sequence is more closely related to rodent parvoviruses than CuV or BuV. More research is needed, possibly with animal and human samples, to establish the role of TuV as a human virus.
Subject: Parvovirus
qPCR
EIA
IgM
DNA viruses
emerging viruses


Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View
Maija_Jokinen_Pro_Gradu_2019.pdf 1.062Mb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record