La perdiu roja, reservori de la grip aviar d'alta patogenicitat

La influença aviària ha esdevingut una de les malalties animals més importants dins la sanitat animal i la salut pública, però encara conserva moltes preguntes per respondre al seu voltant. Com aquesta malaltia afecta les espècies aviàries més conegudes, com ànecs i gallines, ha estat àmpliament estudiat, però encara calen estudis de les espècies de producció menor com les perdius, els faisans i les guatlles, que poden actuar de reservori de la malaltia. Investigadors de la UAB han estudiat l'efecte de la infecció experimental en perdius roges amb dos tipus de virus de la grip aviar, altament patògens i de patogenicitat baixa, i han determinat que aquest animal és un reservori important del primer tipus, però no del segon.La influenza aviar, ha convertido en una de las enfermedades animales más importantes dentro de la sanidad animal y la salud pública, pero aún conserva muchas preguntas por responder a su alrededor. Como esta enfermedad afecta a las especies aviares más conocidas, como patos y gallinas, ha sido ampliamente estudiado, pero aún se necesitan estudios de las especies de producción menor como las perdices, los faisanes y las codornices, que pueden actuar de reservorio de la enfermedad. Investigadores de la UAB han estudiado el efecto de la infección experimental en perdices rojas con dos tipos de virus de la gripe aviar, altamente patógenos y de patogenicidad baja, y han determinado que este animal es un reservorio importante del primer tipo, pero no del segundo

La influença aviària en aus domèstics i salvatges

Una tesi doctoral llegida al CReSA a la UAB ha estudiat el virus de la influença aviària, o grip aviària, en tres espècies d'aus autòctones que tant poden ser salvatges com domèstiques: la perdiu roja, la guatlla europea i el falcó sacre-grifó. Els resultats d'aquest treball mostren que totes tres espècies podrien representar papers importants en el cas que es produïssin brots de diferents tipus de soques. Així, el coneixement de la dinàmica de la infecció i la transmissió en aquestes aus és crucial per a una millor vigilància i gestió dels brots d'aquest virus a Catalunya.Una tesis doctoral leída en el CReSA en la UAB ha estudiado el virus de la influenza aviar, o gripe aviar, en tres especies de aves autóctonas que se encuentran en el término medio entre aves salvajes y domésticas: la perdiz roja, la codorniz europea y el halcón gerifalte-sacre. Los resultados de este trabajo muestran que las tres especies podrían representar papeles importantes en el caso de que se dieran brotes de diferentes tipos de cepas. Así, el conocimiento de la dinámica de la infección en estas aves es crucial para una mejor vigilancia y gestión de los brotes de este virus en Cataluña

Pathobiology and transmission of highly and low pathogenic avian influenza viruses in European quail (Coturnix c. coturnix)

European quail (Coturnix c. coturnix) may share with Japanese quail (Coturnix c. japonica) its potential as an intermediate host and reservoir of avian influenza viruses (AIV). To elucidate this question, European quail were experimentally challenged with two highly pathogenic AIV (HPAIV) (H7N1/HP and H5N1/HP) and one low pathogenic AIV (LPAIV) (H7N2/LP). Contact animals were also used to assess the viral transmission among birds. Severe neurological signs and mortality rates of 67% (H7N1/HP) and 92% (H5N1/HP) were observed. Although histopathological findings were present in both HPAIV-infected groups, H5N1/HP-quail displayed a broader viral antigen distribution and extent of microscopic lesions. Neither clinical nor pathological involvement was observed in LPAIV-infected quail. Consistent long-term viral shedding and effective transmission to naive quail was demonstrated for the three studied AIV. Drinking water arose as a possible transmission route and feathers as a potential origin of HPAIV dissemination. The present study demonstrates that European quail may play a major role in AI epidemiology, highlighting the need to further understand its putative role as an intermediate host for avian/mammalian reassortant viruses

Molecular Remodeling of Tip Links Underlies Mechanosensory Regeneration in Auditory Hair Cells

Sound detection by inner ear hair cells requires tip links that interconnect mechanosensory stereocilia and convey force to yet unidentified transduction channels. Current models postulate a static composition of the tip link, with protocadherin 15 (PCDH15) at the lower and cadherin 23 (CDH23) at the upper end of the link. In terminally differentiated mammalian auditory hair cells, tip links are subjected to sound-induced forces throughout an organism\u27s life. Although hair cells can regenerate disrupted tip links and restore hearing, the molecular details of this process are unknown. We developed a novel implementation of backscatter electron scanning microscopy to visualize simultaneously immuno-gold particles and stereocilia links, both of only a few nanometers in diameter. We show that functional, mechanotransduction-mediating tip links have at least two molecular compositions, containing either PCDH15/CDH23 or PCDH15/PCDH15. During regeneration, shorter tip links containing nearly equal amounts of PCDH15 at both ends appear first. Whole-cell patch-clamp recordings demonstrate that these transient PCDH15/PCDH15 links mediate mechanotransduction currents of normal amplitude but abnormal Ca(2+)-dependent decay (adaptation). The mature PCDH15/CDH23 tip link composition is re-established later, concomitant with complete recovery of adaptation. Thus, our findings provide a molecular mechanism for regeneration and maintenance of mechanosensory function in postmitotic auditory hair cells and could help identify elusive components of the mechanotransduction machinery

Persistence of low pathogenic avian influenza virus in artificial streams mimicking natural conditions of waterfowl habitats in the Mediterranean climate

Altres ajuts: acords transformatius de la UABInstituto Nacional de Investigación y Tecnologı́a Agraria y Alimentaria PID2020-114060RR-C33-INFLUOMAAvian influenza viruses (AIVs) can affect wildlife, poultry, and humans, so a One Health perspective is needed to optimize mitigation strategies. Migratory waterfowl globally spread AIVs over long distances. Therefore, the study of AIV persistence in waterfowl staging and breeding areas is key to understanding their transmission dynamics and optimizing management strategies. Here, we used artificial streams mimicking natural conditions of waterfowl habitats in the Mediterranean climate (day/night cycles of photosynthetic active radiation and temperature, low water velocity, and similar microbiome to lowland rivers and stagnant water bodies) and then manipulated temperature and sediment presence (i.e., 10-13 °C vs. 16-18 °C, and presence vs. absence of sediments). An H1N1 low pathogenic AIV (LPAIV) strain was spiked in the streams, and water and sediment samples were collected at different time points until 14 days post-spike to quantify viral RNA and detect infectious particles. Viral RNA was detected until the end of the experiment in both water and sediment samples. In water samples, we observed a significant combined effect of temperature and sediments in viral decay, with higher viral genome loads in colder streams without sediments. In sediment samples, we didn't observe any significant effect of temperature. In contrast to prior laboratory-controlled studies that detect longer persistence times, infectious H1N1 LPAIV was isolated in water samples till 2 days post-spike, and none beyond. Infectious H1N1 LPAIV wasn't isolated from any sediment sample. Our results suggest that slow flowing freshwater surface waters may provide conditions facilitating bird-to-bird transmission for a short period when water temperature are between 10 and 18 °C, though persistence for extended periods (e.g., weeks or months) may be less likely. We hypothesize that experiments simulating real environments, like the one described here, provide a more realistic approach for assessing environmental persistence of AIVs

The feather epithelium contributes to the dissemination and ecology of clade 2.3.4.4b H5 high pathogenicity avian influenza viruses in ducks

Immature feathers are known replication sites for high pathogenicity avian influenza viruses (HPAIVs) in poultry. However, it is unclear whether feathers play an active role in viral transmission. This study aims to investigate the contribution of the feather epithelium to the dissemination of clade 2.3.4.4b goose/Guangdong/1996 lineage H5 HPAIVs in the environment, based on natural and experimental infections of domestic mule and Muscovy ducks. During the 2016-2022 outbreaks, H5 HPAIVs exhibited persistent and marked feather epitheliotropism in naturally infected commercial ducks. Infection of the feather epithelium resulted in epithelial necrosis and disruption, as well as the production and environmental shedding of infectious virions. Viral and feather antigens colocalized in dust samples obtained from poultry barns housing naturally infected birds. In summary, the feather epithelium contributes to viral replication, and it is a likely source of environmental infectious material. This underestimated excretion route could greatly impact the ecology of HPAIVs, facilitating airborne and preening-related infections within a flock, and promoting prolonged viral infectivity and long-distance viral transmission between poultry farms

Long-Range Intra-Protein Communication Can Be Transmitted by Correlated Side-Chain Fluctuations Alone

Allosteric regulation is a key component of cellular communication, but the way in which information is passed from one site to another within a folded protein is not often clear. While backbone motions have long been considered essential for long-range information conveyance, side-chain motions have rarely been considered. In this work, we demonstrate their potential utility using Monte Carlo sampling of side-chain torsional angles on a fixed backbone to quantify correlations amongst side-chain inter-rotameric motions. Results indicate that long-range correlations of side-chain fluctuations can arise independently from several different types of interactions: steric repulsions, implicit solvent interactions, or hydrogen bonding and salt-bridge interactions. These robust correlations persist across the entire protein (up to 60 Å in the case of calmodulin) and can propagate long-range changes in side-chain variability in response to single residue perturbations

Avian Influenza Infection Dynamics in Minor Avian Species

Amb la fi de comprendre la dinàmica de la infecció pel VIA en aquestes tres espècies aviàries no convencionals, així com la funció epidemiològica que exercirien en un brot interespècie d’IA per tal de definir millors estratègies de vigilància, es van realitzar tres infeccions experimentals, les quals s’han descrit en aquesta tesi. La patogènia de la infecció tant pel VIAAP com pel VIABP es va determinar per a la perdiu roja (Estudi I), la guatlla europea (Estudi II) i el falcó híbrid sacre‐grifó (Estudi III), posant especial èmfasi en la descripció de la malaltia clínica, les lesions macroscòpiques i microscòpiques, i la presència de l’antigen víric als teixits. A més, en aquest treball s’ha descrit el patró d’excreció vírica de cada espècie aviària i cada VIA, i s’ha avaluat la probabilitat d’una eficaç transmissió vírica entre animals. L’Estudi II també representa un estudi comparatiu de la dinàmica d’infecció en dos subtipus diferents de VIABP (H7 i H5). En el cas dels Estudis I i II, es va prestar especial atenció en les plomes com a possible origen de propagació del VIA. A més, a l’Estudi II es va investigar l’aigua com a possible ruta de transmissió. Finalment, a l’Estudi III es va reproduir amb eficiència la infecció natural pel VIA en falcons (és a dir, mitjançant la ingestió de preses infectades) i es va dilucidar per primera vegada en aquesta espècie el patró dels receptors del virus de la grip. A l’Estudi I, les perdius roges infectades pel VIAAP van presentar els primers signes clínics a 3 dies post‐inoculació (dpi); a partir de 4 dpi van començar a morir i a 8 dpi ja no restava cap espècimen viu. Per mitjà d’immunohistoquímica (IHQ) i de PCR quantitativa a temps real (PCRq‐TR), es va confirmar la presència de l’antigen víric en teixits i l’excreció del virus, respectivament, tant en perdius inoculades amb el VIAAP com contactes. No es van observar ni signes clínics ni troballes histopatològiques a les perdius infectades pel VIABP. A més, a algunes perdius inoculades amb el VIABP, només es va detectar l’excreció del virus a curt termini, juntament amb seroconversió. L’Estudi I va posar de manifest que la perdiu roja presenta una elevada susceptibilitat a la soca del VIAAP H7N1 que es va utilitzar, la qual va causar greu malaltia clínica, alta mortalitat i excreció vírica abundant. Per consegüent, aquesta au podria contribuir a la propagació d’un possible brot local del virus. En canvi, els resultats que es van observar pel VIABP H7N9 indicarien que la perdiu roja no és un reservori d’aquest virus. A l’Estudi II, es van observar greus signes neurològics i una taxa de mortalitat del 67 % (H7N1/AP) i del 92 % (H5N1/AP) a les guatlles europees infectades pel VIAAP. Tot i que van aparèixer troballes histopatològiques en ambdós grups infectats pel VIAAP, les guatlles infectades amb VIAAP H5N1 van mostrar una distribució d’antigen víric més àmplia i lesions microscòpiques més intenses. No es va observar afectació clínica o patològica a les guatlles infectades pel VIABP. Pels tres VIA investigats es va demostrar una excreció vírica consistent i de llarg termini i una transmissió efectiva a les guatlles susceptibles. L’aigua va sorgir com a possible ruta de transmissió, i les plomes com a possible font de propagació de VIAAP. L’Estudi II posa en relleu que la guatlla europea pot tenir una funció important en l’epidemiologia de la IA, la qual cosa fa ressaltar la necessitat de conèixer amb més profunditat la seva possible funció com a hoste intermediari en el cas dels virus recombinants d’aus/mamífers. A l’Estudi III, els falcons van mostrar una dinàmica d’infecció similar tot i les diferents rutes d’exposició (és a dir, ruta nasocoanal o a partir de la ingestió de preses infectades), fet que va demostrar l’efectivitat de la ruta d’alimentació in vivo. Els falcons infectats pel VIAAP H5N1 mostraven greus signes neurològics aguts i van morir, o van ser sacrificats, entre 5 i 7 dpi. Mitjançant IHQ i RRT‐PCR es va confirmar la presència de l’antigen víric a diferents teixits. Aquest antigen s’associava normalment a lesions microscòpiques, sobretot a l’encèfal. No es van observar ni signes clínics ni lesions histopatològiques a cap dels falcons infectats pel VIABP H7N2, encara que tots els espècimens havien seroconvertit a 11 dpi. Es va detectar forta presència de receptors aviaris al tracte respiratori superior dels falcons, en concordança amb l’excreció vírica detectada per RRT‐PCR tant als falcons infectats per VIABP com per VIABP. L’Estudi III mostra que falcó híbrid sacre‐grifó presenta elevada susceptibilitat a la infecció pel VIAAP H5N1, tal com s’havia observat prèviament, i que podria jugar un paper rellevant en la propagació tant de VIAAP com de VIABP. Per primera vegada en el cas dels rapinyaries, es va reproduir amb èxit la infecció natural a partir de la ingestió de preses infectades. L’ús d’aus de presa a la falconeria i a centres de recuperació de fauna podria posar en risc rapinyaires de gran valor i humans i, per tant, seria convenient realitzar un seguiment intensiu d’aquesta pràctica. La present tesi posa en relleu la importància d’estudiar la susceptibilitat, la dinàmica d’infecció i la probabilitat de transmissió del VIA en hostes aviaris de la interfície domèstic‐salvatge. Adquirir aquest coneixement és vital per realitzar tasques de vigilància eficaces, desenvolupar mesures preventives adequades i gestionar amb èxit els brots d’IA quan es veuen afectades diferents espècies aviàries.Avian influenza (AI) has become one of the most important challenges that ever emerged from animal reservoirs. The constant outbreaks detected worldwide in domestic and wild bird species are of concern to the economics of the poultry industry, wildlife conservation, and animal and public health. Susceptibility to AI viruses (AIVs) varies deeply among avian species, as well as their possible role as sentinels, intermediate hosts or reservoirs. To date, several experimental studies and natural infections have assessed the susceptibility of numerous major and minor avian species to diverse highly (HPAIV) and low (LPAIV) pathogenic AIVs. Gallinaceous poultry are considered to be highly susceptible, whereas waterfowl have long been recognized as natural reservoirs. However, scarce information concerning the infection dynamics of AIV in the red‐legged partridge (Alectoris rufa), European quail (Coturnix c. coturnix), and gyr‐saker hybrid falcon (Falco rusticolus x F. cherrug) exist so far. Such non‐conventional avian species may be of great interest in particular geographical regions, including the Iberian Peninsula. These species not only belong to the autochthonous wildlife, but they are also raised (normally within extensive farming systems) for various human benefits, which leads to close contact with both humans and local wildlife. With the aim to understand the dynamics of AIV infection in these three non‐conventional avian species, and their epidemiological role in an interspecies AI outbreak to better define surveillance strategies, three experimental infections were undertaken which have been presented in this dissertation. The pathogenesis of the infection with both LPAIV and HPAIV was determined in the red‐legged partridge (Study I), European quail (Study II), and gyr‐saker hybrid falcon (Study III), with special emphasis on describing the clinical disease, gross and microscopic lesions, together with the presence of viral antigen in tissues. In addition, viral shedding pattern for each avian species and each AIV was defined, and the likelihood of effective viral transmission among birds was assessed. Study II also represents a comparative study of infection dynamics of two different HPAIV subtypes (H7 and H5). In Studies I and II, special attention was paid on feathers as a potential origin of AIV dissemination. Besides, in Study II drinking water was investigated as for being a possible transmission route. Finally, in Study III, the natural AIV infection route in falcons (i.e., by ingestion of infected prey) was efficiently reproduced, and the influenza virus receptors’ pattern in this species was elucidated for the first time. In Study I, HPAIV‐infected red‐legged partridges displayed the first clinical signs at 3 days post‐inoculation (dpi), and mortality started at 4 dpi, reaching 100% at 8 dpi. The presence of viral antigen in tissues and viral shedding were confirmed by immunohistochemistry (IHC) and quantitative real time RT‐PCR (qRRT‐PCR), respectively, in both HPAIV‐inoculated and ‐contact partridges. Neither clinical signs nor histopathological findings were observed in LPAIV‐infected partridges. In addition, only short‐term viral shedding together with seroconversion was detected in some LPAIV‐inoculated partridges. Study I demonstrates that the red‐legged partridge is highly susceptible to the H7N1 HPAIV strain used, causing severe disease, mortality, and abundant viral shedding, and thus, contributing to the spread of a potential local outbreak of this virus. In contrast, our results concerning H7N9 LPAIV suggest that the red‐legged partridge is not a reservoir species for this virus. In Study II, severe neurological signs and mortality rates of 67% (H7N1/HP) and 92% (H5N1/HP) were observed in HPAIV‐infected European quail. Although histopathological findings were present in both HPAIV‐infected groups, H5N1/HP‐quail displayed a broader viral antigen distribution and extent of microscopic lesions. Neither clinical nor pathological involvement was observed in LPAIV‐infected quail. Consistent long‐term viral shedding and effective transmission to naïve quail was demonstrated for the three studied AIVs. Drinking water arose as a possible transmission route and feathers as a potential origin of HPAIV dissemination. Study II demonstrates that European quail may play a major role in AI epidemiology, highlighting the need to further understand its putative role as an intermediate host for avian/mammalian reassortant viruses. In Study III, falcons exhibited similar infection dynamics regardless the different routes of exposure (i.e., nasochoanal route or by ingestion of infected prey), demonstrating the effectiveness of in vivo feeding route. H5N1/HP‐infected falcons died, or were euthanized, between 5–7 dpi after showing acute severe neurological signs. Presence of viral antigen in several tissues was confirmed by IHC and RRT‐PCR, which was generally associated with significant microscopical lesions, mostly in the brain. Neither clinical signs, nor histopathological findings were observed in any of the H7N2/LP­infected falcons, although all of them had seroconverted by 11 dpi. Avian receptors were strongly present in the upper respiratory tract of the falcons, in accordance with the consistent oral viral shedding detected by RRT‐PCR in both H5N1/HP‐and H7N2/LP‐infected falcons. Study III demonstrates that gyr‐saker hybrid falcons are highly susceptible to H5N1/HP virus infection, as previously observed, and that they may play a major role in the spreading of both HPAIV and LPAIV. For the first time in raptors, natural infection by feeding on infected prey was successfully reproduced. The use of avian prey species in falconry husbandry and wildlife rehabilitation facilities could put valuable birds of prey and humans at risk and, therefore, this practice should be closely monitored. The present dissertation highlights the importance of studying the susceptibility, infection dynamics, and transmission likelihood of AIVs in host avian species at the domestic‐wild interface. Such knowledge is crucial to effectively perform surveillance efforts, develop appropriate preventive measures, and successfully manage AI outbreaks when different avian species are involved. La influença aviària (IA) s’ha convertit en un dels reptes més importants que mai hagi sorgit del reservori animal. Els constants brots que s’han detectat arreu del món en aus domèstiques i aus salvatges afecten en gran mesura a l’economia de la indústria avícola, a la conservació de les aus salvatges i a la sanitat animal i pública. El grau de susceptibilitat als virus d’IA (VIA) és extremadament diferent entre les espècies aviàries, igual que succeeix amb la seva possible funció com a sentinelles, hostes intermediaris o reservoris. Fins ara, diversos estudis experimentals i infeccions naturals han avaluat la susceptibilitat de nombroses espècies aviàries menors i majors a diferents VIA d’alta patogenicitat (VIAAP) o de baixa patogenicitat (VIABP). Es considera que els gal∙liformes són altament susceptibles, mentre que les aus aquàtiques es consideren reservoris naturals. Tanmateix, existeix molt poca informació sobre la dinàmica d’infecció de la IA en la perdiu roja (Alectoris rufa), en la guatlla europea (Coturnix c. coturnix) i en el falcó híbrid sacre‐grifó (Falco rusticolus x F. cherrug). Aquestes espècies aviàries no convencionals poden suscitar un gran interès a regions geogràfiques determinades, com ara la península Ibèrica. Les espècies esmentades no només pertanyen a la fauna autòctona, sinó que també es crien (normalment en sistemes agrícoles extensius) en benefici dels humans, la qual cosa comporta un estret contacte tant amb humans com amb la fauna local