Állategészségügyi és közegészségügyi jelentőségű vírusok molekuláris diagnosztikája és filogenetikai analízise = Molecular diagnosis and phylogenetic analysis on viruses with veterinary- and human health importance

A támogatási időszakban végzett kutatások során munkatársaimmal molekuláris biológiai módszerekre alapozott diagnosztikai eljárásokat dolgoztunk ki a nyugat-nílusi vírus, az Usutu vírus, a mézelő méh hat különböző vírusa, a Tahyna vírus, egy sertés reovírus, az avian nephritis virus, a kacsahepatitisz vírus, a PRRS vírus, a hepatitis E vírus, és számos további, állatokat fertőző vírus kimutatására. A módszerek segítségével kimutattuk a vírusokat hazai- és külföldi eredetű mintákból. A kimutatott kórokozók részleges vagy teljes genomszekvenciáinak összehasonlításával filogenetikai és járványtani vizsgálatokat végeztünk. Elsőként mutattunk nyugat-nílusi vírus törzseket hazai lúd, vadmadár, juh és ló agyvelőgyulladásos esetekből; Usutu vírust hazai, svájci és olaszországi elhullott vadmadarakból; egyes méhvírusokat magyarországi és ausztriai méhészetekből; valamint hepatitis E vírust hazai sertésekből és vadakból. A vizsgálatok segítségével betekintést nyerünk a vírustörzsek genetikai változékonyágába, rokonsági viszonyaiba, és egyes esetekben megállapítottuk a törzsek legvalószínűbb eredetét. A kifejlesztett molekuláris diagnosztikai eljárások elősegítették a betegségek gyors és megbízható kórjelzését. | Within the period of the grant funding, in cooperation with my colleagues, we have developed molecular diagnostic methods for the detection of the West Nile virus, the Usutu virus, six different viruses of the honeybee, the Tahyna virus, a porcine reovirus, the avian nephritis virus, the duck hepatitis virus, the PRRS virus, the hepatitis E virus, and several other animal viruses. With the help of these methods, viruses were detected in diagnostic samples with Hungarian and foreign origin. The partial or complete genome sequences of the detected virus strains were determined; phylogenetic analyses and epidemiological investigations were made. We have detected for the first time West Nile virus strains in Hungarian goose, wild bird, sheep and horse encephalitic cases; Usutu virus in Hungarian, Swiss and Italian dead wild bird samples, certain bee viruses in Hungarian and Austrian apiaries, and hepatitis E virus in Hungarian swine and game samples. Our investigations gave insights into the genetic diversity and relationships of the investigated genotypes; and sometimes the probable origins of the strains were also identified. The newly developed diagnostic techniques facilitated the rapid and reliable diagnosis of viral diseases

Microstructure of a rapidly quenched nanocrystalline Hf11Ni89 alloy from X-ray diffraction

A rapidly quenched nanocrystalline Hf(11)Ni(89) alloy was produced by melt-spinning. The X-ray phase analysis shows that the as-quenched ribbon consists of mainly nanocrystalline fcc HfNi(5) although a small amount of Ni is also detected. The crystallite size distribution and the dislocation structure of the dominant HfNi(5) phase were determined by a recently developed method of diffraction profile analysis. In this procedure, by assuming spherical shape and log-normal size distribution of crystallites, the measured physical intensity profiles are fitted by the well established ab initio functions of size and strain peak profiles. The anisotropic broadening of peak profiles is accounted for by the dislocation model of the mean square strain in terms of average dislocation contrast factors. It was found that the median and the variance of the crystallite size distribution are 3.3 nm and 0.70, respectively. The dislocation density is 5.7x10(16) m(-2) and the character of dislocations is nearly pure screw

A mézelő méh (Apis mellifera L.) vírusfertőzéseinek és a méhpatogén vírusok molekuláris szerkezetének tanulmányozása = Investigations on the viral infections of the honey bee (Apis mellifera L.) and on the molecular structure of bee pathogens

A mézelő méh vírusainak vizsgálatára irányuló kutatások keretében polimeráz láncreakcióra (PCR) alapozott felmérő vizsgálatokat végeztünk magyarországi és ausztriai méhészetekben a hat legfontosabb vírus előfordulási gyakoriságának megismerésére. Elsőként mutattuk ki a méhek szárnydeformitását okozó vírus, a fekete anyabölcső vírus, a lárvatömlősödés vírus és a krónikus méhbénulás vírus előfordulását hazai és ausztriai méhészetekben. Eltéréseket tapasztaltunk a vírusok hazai és külföldi előfordulási gyakorisága között. Filogenetikai vizsgálatokat végeztünk a fekete anyabölcső vírus közép-európai törzseinek bevonásával és feltártuk a vírus különböző genomterületeinek változékonyságát. A méhek szárnydeformitását okozó vírus világszerte gyűjtött törzseinek filogenetikai összehasonlítása során nagyon közeli rokonságot tapasztaltunk a vizsgált szekvenciák között, amely a vírus közelmúltbeli gyors terjedésére utal. Ez a terjedés valószínűleg összefüggésben áll a Varroa destructor atka elterjedésével, mivel ez a parazita hatékony vektora a vírusnak. Meghatároztuk a heveny méhbénulás vírus egy magyarországi és egy lengyelországi törzsének teljes genomszekvenciáját. A zab levéltetű (Rhopalosiphum padi) vírusát mutattuk ki méh eredetű mintákból. Folytattuk a hazai méhekből korábban kimutatott, a heveny méhbénuláshoz és a Kashmir méhvírushoz hasonló vírus genetikai jellemzését. Három méhvírus egyidejű kimutatására alkalmas multiplex RT-PCR alapú diagnosztikai módszert fejlesztettünk ki. | The project was focused on the investigations of honeybee viruses. Polymerase chain reaction (PCR)-based surveillance was performed on bee samples from Hungarian and Austrian apiaries to record the incidence of the six most important bee viruses. We have detected the deformed wing virus (DWV), the black queen cell virus (BQCV), the sacbrood virus, and the chronic bee paralysis virus for the first time in these countries. We found considerable differences in the prevalence of these viruses in different countries. Phylogenetic analyses were made on central European BQCV strains, and the variability of the different genome regions was recorded. By the genetic analysis of DWV strains collected worldwide, we detected close genetic relationship between the strains, which indicates a recent spread of the virus. This is probably in connection with the global spread of Varroa destructor, because this parasitic mite is an efficient vector of the virus. We have determined the complete genome sequence of a Hungarian and a Polish acute bee paralysis virus (ABPV) strain. We have detected the bird cherry aphid (Rhopalosiphum padi) virus in bee samples. We carried on the genetic characterization of a bee virus, which was detected in Hungary, and which is closely related to the ABPV and the Kashmir bee virus. We have developed a multiplex RT-PCR assay for the simultaneous detection of three viruses in honeybee samples

Vadon élő madarak egyes vírusfertőzéseinek vizsgálata = Investigations on certain virus infections of wild birds

A projekt keretében végzett kutatásaink során kimutattuk a Nyugat-nílusi vírus (WNV) jelenlétét vadmadarak elhullott egyediből (2007.: 3 eset, 2008.: 25 eset, 2009.: 16 eset, 2010.: 3 eset, 2011. augusztusig: 1 eset). Megállapítottuk, hogy egyes, különösen érzékeny ragadozó madár fajok (pl. héják) mellett a vírus énekes madarakban is előfordul. Dokumentáltuk a vírus 2008-ban bekövetkezett jelentős hazai földrajzi terjedését és járványos jellegű megjelenését. Járványtani összefüggéseket találtunk a vadmadarakban, emberekben és lovakban kimutatott, WNV okozta megbetegedések között. Magyarországon elsőként diagnosztizáltunk WNV okozta agyvelőgyulladást lovakban, valamint bizonyítottuk a kórokozó jelenlétét Culex pipiens szúnyogokban. Szerológiai módszerekkel WNV ellenes ellenanyagokat mutattunk ki a vizsgált madársavók 26%-ában. Genetikai összehasonlító vizsgálatok segítségével megállapítottuk, hogy a 2004-ben Magyarországon felbukkant lineage 2 genetikai vonalhoz tartozó vírustörzs endémiássá vált az országban, majd 2008-ban átterjedt Ausztriába, és 2010-ben Görögországban is felbukkant. Meghatároztuk és elemeztük a hazánkban, 2005-ben felbukkant Usutu vírus (USUV) teljes genomszekvenciáját. Nyomon követtük a vírus közép-európai terjedését. Igazoltuk, hogy a Spanyolországban kimutatott USUV eltér a közép-európai törzstől. Elsőként határoztuk meg a Sedlec bunyavírus részleges genomszekvenciáját, valamint mutattunk ki madár bornavírusokat hazai kóresetekből származó mintákból. | Our studies demonstrated the presence of West Nile virus (WNV) in samples of dead birds collected in Hungary (in 2007. 3 cases, in 2008. 25 cases, in 2009. 16 cases, in 2010. 3 cases, and in 2011. until August 1 case). Besides particularly sensitive predatory birds (i.e. goshawks), the virus was detected in several other species, including songbirds. A significant geographic spread and an epidemic of West Nile fever were detected in 2008. in Hungary. Connections were found between the neuroinvasive WNV cases in wild birds, in horses and in humans. WNV-associated encephalitis was diagnosed for the first time in horses in Hungary, and the virus was also detected in Culex pipiens mosquitoes. Anti-WNV antibodies were detected in 26% of the investigated wild bird serum samples using different serological methods. Phylogenetic analyses revealed that the lineage 2 WNV strain, which emerged in Hungary in 2004, became endemic in the country and spread to Austria in 2008. The same strain emerged in Greece in 2010. The complete genome sequence of the Usutu virus (USUV) strain which have emerged in Hungary in 2005 was determined and analyzed. We have monitored the spread of the virus in Central-Europe. Our studies revealed that the USUV strain which was detected in Spain is different from the Central-European strain. Partial genome sequences of the Sedlec bunyavirus were determined for the first time. Avian bornaviruses were detected in samples collected from clinical cases in Hungary

Bioelectrochemical treatment of municipal waste liquor in microbial fuel cells for energy valorization

Microbial fuel cells (MFCs) are recognized as promising applications to produce bioelectricity by utilizing various waste materials. In this study, dual-chamber microbial fuel cells were employed for energy valorization of an untested substrate, the liquid fraction of pressed municipal solid waste (LPW). This by-product is potentially applicable as a substrate in MFCs because of its high organic matter content. In the course of the experiments, the anodic biofilm response and energy production efficiency have been investigated by experimental design approach, taking substrate and fresh inoculum - mesophilic anaerobic sludge (MAS) - addition into account as factors. It was observed that reinoculation could result in a negative effect on the energy production, especially at low substrate (LPW) dosing levels. However, when the LPW to fresh MAS ratio in the anode chamber exceeded a particular value, the biofilm-associated electrical utilization dominated against the degradation in the bulk phase. Furthermore, the results indicated that the highest energy yields (8-9Jg-1δCODd-1) could be attained at the lowest input COD concentrations. The maximal and average COD removal efficiencies were 94% and 87%, respectively, which indicate the excellent biodegradability of LPW. As for COD removal rate, 1.2-1.9kgCODm-3d-1 could be reached. © 2015 Elsevier Ltd

Municipal waste liquor treatment via bioelectrochemical and fermentation (H2 + CH4) processes: Assessment of various technological sequences

In this paper, the anaerobic treatment of a high organic-strength wastewater-type feedstoc®k, referred as the liquid fraction of pressed municipal solid waste (LPW) was studied for energy recovery and organic matter removal. The processes investigated were (i) dark fermentation to produce biohydrogen, (ii) anaerobic digestion for biogas formation and (iii) microbial fuel cells for electrical energy generation. To find a feasible alternative for LPW treatment (meeting the two-fold aims given above), various one- as well as multi-stage processes were tested. The applications were evaluated based on their (i) COD removal efficiencies and (ii) specific energy gain. As a result, considering the former aspect, the single-stage processes could be ranked as: microbial fuel cell (92.4 %)> anaerobic digestion (50.2 %)> hydrogen fermentation (8.8 %). From the latter standpoint, an order of hydrogen fermentation (2277 J g-1 CODremoved d-1)> anaerobic digestion (205 J g-1 CODremoved d-1)> microbial fuel cell (0.43 J g-1 CODremoved d-1) was attained. The assessment showed that combined, multi-step treatment was necessary to simultaneously achieve efficient organic matter removal and energy recovery from LPW. Therefore, a three-stage system (hydrogen fermentation-biomethanation-bioelectrochemical cell in sequence) was suggested. The different approaches were characterized via the estimation of COD balance, as well

Arterivírusok vizsgálata, különös tekintettel a hazai izolátumok genetikai tulajdonságaira = Investigation of arteriviruses with special regard to the genomic characteristics of local isolates

Az elmúlt négy évben vizsgáltuk a két állategészségügyi szempontból fontos arterivírus, a sertések szaporodásbiológiai zavarokkal és légzőszervi tünetekkel járó tünetegyüttesét előidéző vírus (PRRSV) és a lovak fertőző arteritisét előidéző vírus (EAV) hazai elterjedtségét és megállapítottuk, hogy mindkét vírus hazai előfordulása elmarad a nyugat-európai országokban megfigyelttől. Mindkét vírusfertőzés diagnosztikájában kidolgoztuk és széleskörűen alkalmaztuk az RT-PCR alapú diagnosztikai módszert. Az amplifikációs termékek nukleotid-sorrendjének meghatározása után vizsgáltuk a két vírus filogenetikai viszonyait magyarországi és a környező országokból származó pozitív minták felhasználásával, továbbá összehasonlítottuk ezeket a nemzetközi génbankban elhelyezett szekvenciákkal is. A PriProET és Taqman technikára valamint valós idejű RT-PCR eljárásra alapozott módszerekkel a vírusfertőzések in vitro és in vivo zajló kinetikájáról tudtunk adatokat gyűjteni. Eredményeinket nyolc referált szakfolyóiratben megjelent vagy közlésre elfogadott közleményben és két PhD értekezésben közöltük illetve foglaltuk össze. | In the four years of the study period the occurrence of the two arteriviruses of veterinary significance, the porcine reproduction and respiratory syndrome virus (PRRSV) and the equine arteritis virus has been investigated, and it was demonstrated, that the presence of both viruses is lower then in the Western European countries. An RT-PCR based diagnostic method has been developed and routinely applied in the diagnosis of both viral infections. After sequencing the amplicons the phylogenetic relationship of the viruses was investigated using positive samples collected in Hungary and in the neighbouring countries, and these were compared to sequences deposited in the GenBank. Data were collected on the in vitro and in vivo kinetics of the virus multiplication using methods based on PriProET and Taqman technique and real time RT-PCR methods. The results were published and summarised in eight articles published in peer reviewed periodicals and in two PhD theses

Novel Flavivirus or New Lineage of West Nile Virus, Central Europe

Rabensburg virus, isolated from Culex pipiens mosquitoes in central Europe, represents a new lineage of West Nile virus or a novel flavivirus of the Japanese encephalitis virus group

EQUINE HERPESVIRUS TYPE 5 IN BRONCHOALVEOLAR LAVAGE FLUID OF HORSES WITH EQUINE MULTINODULAR PULMONARY FIBROSIS (EMPF) AND WITH OTHER CHRONIC RESPIRATORY DISORDERS.

The aim of the study was to estimate the prevalence and the potential role of equine herpesvirus type 5 (EHV-5) in the bronchoalveolar lavage fluid (BALF) samples of horses with chronic respiratory signs. Altogether 60 horses with chronic respiratory signs of minimum of 2 weeks duration were involved in the study. Horses were clinically examined, respiratory endoscopy, thoracic radiography, ultrasonography, tracheal culture and evaluation of BALF cytology was performed. EHV-5 PCR assay was carried out on BALF samples of 15 horses in a commercial laboratory (IDEXX-VetMedLab Germany), 54 BALF samples were tested in the research laboratory of Szent Istvan University, Faculty of Veterinary Science and samples of 9 horses were tested by both laboratories. PCR testing by the two different laboratories gave homogenous results. Altogether there were 7 horses (prevalence: 11,6%) with positive PCR results. Three of them were diagnosed with EMPF based on histologic results of lung biopsy specimens or post-mortem tissue samples. These three horses were genetically closely related warmbloods. Two other horses suffered of suspected EMPF based on thoracic radiograpy with nodular interstitial pattern, EHV-5 positivity and intranuclear inclusion bodies but pulmonary biopsy was not performed on any of them. One positive horse was diagnosed with inflammatory airway disease and one with systemic granulomatous disease. Presence of EHV- 5 in BALF significantly (Fisher test, p < 0,001) correlated with the diagnosis of EMPF. BALF testing for EHV-5 is an important examination when establishing the diagnosis of EMPF. Genetic predisposition might render the patient more susceptible to EMPF or viral infection