Pathogenesis of Rotavirus Infection

Rotaviruses comprise a genus within the family of the Reoviridae and are recognized as the single most significant cause of severe gastroenteritis, malnutrition and diarrhea in young children. Each year rotavirus causes the death of about 440.000 children <5 years of age (313). The research described in this thesis focuses on the multifactorial process of rotavirus pathogenesis. This chapter summarizes and discusses the results of the preceding chapters and wilRotavirussen maken deel uit van de familie van de Reoviridae en danken hun naam aan de vorm van de virus deeltjes zoals die met een elektronenmicroscoop kunnen worden waargenomen. De deeltjes lijken op een wiel met spaken, vandaar de naam rota wat in het Latijn wiel betekent. Rotavirussen zijn de belangrijkste veroorzakers van ernstige en soms levensbedreigende virale gastro-enteritis en diarree bij de mens. Symptomen zoals koorts, overgeven, diarree en uitdroging worden voornamelijk waargenomen bij jonge kinderen onder de 5 jaar. Rotavirus wordt verspreid via de ontlasting en komt via de mond het lichaam weer binnen. Jaarlijks sterven wereldwijd naar schatting gemiddeld 440.000 kinderen onder de 5 jaar ten gevolge van een rotavirus infectie. Dit houdt in dat wereldwijd 1 op de 293 kinderen die geïnfecteerd worden met rotavirus hieraan sterven. Hierbij moet dan worden opgemerkt dat veruit de meeste slachtoffers vallen in ontwikkelingslanden. De sterke ziektegerelateerde morbiditeit en mortaliteit maakt het noodzakelijk een beter inzicht te krijgen in het ontstaan van symptomen en het ziekteverloop tijdens een rotavirus infectie. Bovendien is de ontwikkeling van een effectief vaccin van groot belang. Er zijn tot nu toe verscheidene vaccins ontwikkeld op basis van eiwitten die de buitenste laag van het virus vormen (VP4 en VP7), maar helaas is er op dit moment geen effectief vaccin tegen rotavirus beschikbaar. In 1999 werd in de Verenigde Staten licentie verleend aan een tetravalent rotavirus vaccin (Rotashield). Dit vaccin werd echter al na enige maanden uit de handel genomen vanwege een verhoogde incidentie van intussusceptie (invaginatie of instulping van de darm) die gecorreleerd bleek te zijn aan de vaccinatie. Ondanks de hoge prevalentie van rotavirus infecties en de vele uitgebreide studies in verschillende diermodellen, is het inzicht in de mechanismen die leiden tot ziekte beperkt. Het onderzoek dat in dit proefschrift wordt beschreven richt zich in het bijzonder op verschillende factoren die leiden tot rotavirus geïnduceerde ziekte en symptomen. Hoofdstuk 1 geeft een overzicht van de literatuur betreffende de mechanismen die betrokken zijn bij rotavirus pathogenese. Het dunne darm epitheel bestaat uit verschillende celtypen waaronder enterocyten en slijmbekercellen (goblet cellen). Enterocyten zijn betrokken bij de vertering, opname en transport van voedingstoffen (zoals suikers en vetten) en deze cellen worden door het rotavirus geïnfecteerd. Slijmbekercellen produceren en scheiden eiwitten zoals mucines uit die belangrijk zijn voor de bescherming van het epitheel. Het mucine Muc2 bijvoorbeeld is de belangrijkste component van de beschermende slijmlaag in de darm. Het darmepitheel wordt constant vernieuwd en de darmcellen ontstaan uit stamcellen die gelegen zijn in darm instulpingen (crypten). Deze cellen migreren dieper de instulping in of in de richting van de darmholte waar de darm vlokken (villi; deze uitstulpingen zorgen voor een vergroting van de oppervlakte van het darmepitheel) zich bevinden (voor een overzicht van een crypt en villus zie figuur 1 in hoofdstuk 7). Tijdens deze migratie differentiëren de cellen tot de verschillende gespecialiseerde celtypen van het darmepitheel. De gespecialiseerde en gedifferentieerde cellen in de crypt en op de darmvlokken gaan na verloop van tijd dood of worden in de darmholte uitgestoten en vervangen door jongere cellen. Op deze manier is er een constante aanmaak en aanstroom van nieuwe cellen. Het is de homeostase van de epitheelcellen waar het rotavirus op ingrijpt. In hoofdstuk 2 van dit proefschrift gebruiken we een muizenmodel om het effect van rotavirus infectie op darm homeostase en disfunctie te bestuderen. In dit onderzoek werden 7-dagen oude zogende muisjes geïnfecteerd met een muizen rotavirus. De replicatie van het virus vond plaats in twee pieken, namelijk op dag 1 en dag 4 na infectie. De histologische en morfologische veranderingen werden gekarakteriseerd door h

Changes in small intestinal homeostasis, morphology, and gene expression during rotavirus infection of infant mice

Rotavirus is the most important cause of infantile gastroenteritis. Since in vivo mucosal responses to a rotavirus infection thus far have not been extensively studied, we related viral replication in the murine small intestine to alterations in mucosal structure, epithelial cell homeostasis, cellular kinetics, and differentiation. Seven-day-old suckling BALB/c mice were inoculated with 2 x 10(4) focus-forming units of murine rotavirus and were compared to mock-infected controls. Diarrheal illness and viral shedding were recorded, and small intestinal tissue was evaluated for rotavirus (NSP4 and structural proteins)- and enterocyte-specific (lactase, SGLT1, and L-FABP) mRNA and protein expression. Morphology, apoptosis, proliferation, and migration were evaluated (immuno)histochemically. Diarrhea was observed from days 1 to 5 postinfection, and viral shedding was observed from days 1 to 10. Two peaks of rotavirus replication were observed at 1 and 4 days postinfection. Histological changes were characterized by the accumulation of vacuolated enterocytes. Strikingly, the number of vacuolated cells exceeded the number of cells in which viral replication was detectable. Apoptosis and proliferation were increased from days 1 to 7, resulting in villous atrophy. Epithelial cell turnover was significantly higher (<4 days) than that observed in controls (7 days). Since epithelial renewal occurred within 4 days, the second peak of viral replication was most likely caused by infection of newly synthesized cells. Expression of enterocyte-specific genes was downregulated in infected cells at mRNA and protein levels starting as early as 6 h after infection. In conclusion, we show for the first time that rotavirus infection induces apoptosis in vivo, an increase in epithelial cell turnover, and a shutoff of gene expression in enterocytes showing viral replication. The shutoff of enterocyte-specific gene expression, together with the loss of mature enterocytes through apoptosis and the replacement of these cells by less differentiated dividing cells, likely leads to a defective absorptive function of the intestinal epithelium, which contributes to rotavirus pathogenesis

Smartphone gaat strijd aan met vruchtboomkanker : waarschuwingsmodel bespaart op gewasbeschermingsmiddelen en arbeid

Smartphone verbindt fruitteler, onderzoeksinstelling en modelbouwer in strijd tegen vruchtboomkanker. PPO Boomkwekerij ontwikkelde in samenwerking met Bodata een waarschuwingsmodel tegen vruchtboomkanker zo optimaal mogelijk in te zetten. Het model helpt kwekers te besluiten wanneer ze het beste kunnen spuiten. PPO streefde naar een effectievere bestrijding met minder bespuitingen

Waarschuwingsmodel vruchtboomkanker klaar voor praktijk

In de afgelopen jaren heeft PPO een waarschuwingsmodel ontwikkeld voor vruchtboomkanker in de boomkwekerij met minder bespuitingen. Uit proeven is gebleken dat het model werkt. Het kan vruchtboomkwekers grote besparingen opleveren

Minder spuiten met waarschuwingsmodel

Vruchtboomkanker in appel neemt de laatste jaren toe. De oorzaken zijn de introductie van gevoelige rassen en de afname van het aantal effectieve middelen. Carbendazim, Topsin M en koper als fungicide zijn inmiddels verboden. Inzet van een waarschuwingssysteem kan het gebruik van overblijvende, minder effectieve, middelen optimaliseren

Smartphone gaat strijd aan met vruchtboomkanker : waarschuwingsmodel bespaart op gewasbeschermingsmiddelen en arbeid

Smartphone verbindt fruitteler, onderzoeksinstelling en modelbouwer in strijd tegen vruchtboomkanker. PPO Boomkwekerij ontwikkelde in samenwerking met Bodata een waarschuwingsmodel tegen vruchtboomkanker zo optimaal mogelijk in te zetten. Het model helpt kwekers te besluiten wanneer ze het beste kunnen spuiten. PPO streefde naar een effectievere bestrijding met minder bespuitingen

The influence of grit blasting and UV/Ozone treatments on Ti-Ti adhesive bonds and their durability after sol-gel and primer application

In this study, different surface pretreatments were applied to clean and activate titanium alloy surfaces. The samples were subjected to grit blasting treatments using two different pressures and afterwards, a UV/Ozone treatment was applied at different times to study the wettability and surface oxidation of the titanium samples. Scanning electron microscopy and laser confocal microscopy showed the surface morphology and the increased roughness with grit blasting pressure. X-ray Photoelectron Spectroscopy revealed that titanium was increasingly oxidized with increasing UV/Ozone treatment time, which leads to a reduced contact angle and a better adhesive performance in a butt tension test proving the effectivity of this surface treatment for titanium. Furthermore, the addition of sol-gel AC-120 and corrosion inhibition primer BR 6747 showed to be an additional improvement in the initial adhesion and after different degrees of aging by exposure to salt-spray, making the surface treatment techniques used in this research, a promising environmental friendly alternative to improve adhesive bonding performance.Structural Integrity & CompositesChemE/O&O groepAdhesion Institut

Association between human papillomavirus vaccine uptake uptake and cervical cancer screening in the Netherlands: Implications for future impact on prevention

Several countries recently added human papillomavirus (HPV) vaccination to cervical cancer screening in the effort to prevent cervical cancer. They include the Netherlands, where both programs are free. To estimate their combined future impact on cancer prevention, information is needed on the association between participation in vaccination now and in screening in the future and on what groups are at risk for nonparticipation. We studied the association between participation in screening by mothers and in vaccination by their daughters. Girls' vaccination status was matched by house-address with their mothers' screening participation. We estimated the effect on cancer incidence by means of computer simulation. We investigated risk groups for nonparticipation using multivariable multilevel logistic regression and calculated population-attributable fractions. Our results, based on 89% of girls invited for vaccination in 2009 (n = 337,368), show that vaccination status was significantly associated with mothers' screening participation (odds ratio: 1.54 [95% confidence interval: 1.51–1.57]). If a mother's screening is taken as proxy of a girl's future screening, only 13% of the girls will not participate in either program compared to 23% if screening alone is available. The positive association between vaccination and screening resulted in slightly lower model estimates of the impact of vaccination on cancer incidence, compared to estimates assuming no association. Girls with nonwestern ethnicities, with young mothers, who live in urban areas with low socioeconomic status, are at risk for nonparticipation. A significant part of potential nonscreeners may be reached through HPV vaccination. Estimates made before vaccination was introduced only slightly overestimated its impact on cervical cancer incidence

Effect size estimates of lifestyle and dietary changes on all-cause mortality in coronary artery disease patients: a systematic review.

Background¿Guidelines for lifestyle and dietary modification in patients with coronary artery disease (CAD) are mainly supported by evidence from general population studies. CAD patients, however, differ from the general population in age (older) and treatment with preventive drugs. This review seeks to provide evidence for a prognostic benefit of lifestyle and dietary recommendations from studies in CAD patients. Methods and Results¿A literature search was performed on the effect of lifestyle and dietary changes on mortality in CAD patients. Prospective cohort studies and randomized controlled trials of patients with established CAD were included if they reported all-causes mortality and had at least 6 months of follow-up. The effect estimates of smoking cessation (relative risk [RR], 0.64; 95% CI, 0.58 to 0.71), increased physical activity (RR, 0.76; 95% CI, 0.59 to 0.98), and moderate alcohol use (RR, 0.80; 95% CI, 0.78 to 0.83) were studied most extensively. For the 6 dietary goals, data were too limited to provide reliable effect size estimates. Combinations of dietary changes were associated with reduced mortality (RR, 0.56; 95% CI, 0.42 to 0.74). Conclusions¿Available studies show convincingly the health benefits of lifestyle changes in CAD patients. Effect estimates of combined dietary changes look promising. Future studies should confirm these findings and assess the contribution of the individual dietary factors