Virologic survey in stranded cetaceans from northern Portugal : insights on Cetacean poxvirus and Cetacean coronavirus

Abstract

Dissertação de Mestrado Integrado em Medicina Veterinária, área científica de Sanidade AnimalWith an extended coastline, Portuguese waters harbor different resident and migratory species. It also registers a substantial amount of strandings every year (approximately 236 per year), which, under the supervision of ICNF, enabled the creation of a Marine Animal Tissue Bank, where tissue samples are stored for posterior analysis. Cetacean poxvirus is responsible for poxvirus skin disease, (pinhole or ring-like lesions) and tattoo skin disease. Phylogenetically 6 species are now identified (CePV1-6). Although this virus is not connected with high mortality rates, it may be lethal to neonates and calves without maternal immunity, severely impairing small isolated populations. To evaluate Poxvirus genetic diversity in skin lesions macroscopically compatible with Poxvirus, 47 samples collected between 2011 and 2015, from 4 different species of dolphins (Delphinus delphis, Tursiops truncates, Phocoena phocoena and Stenella coeruleoalba) were analyzed using a conventional PCR with a set of degenerate primers, previously designed for cetacean poxvirus screening. The positive samples (n=28, 58.33%) were further tested for the DNA polymerase gene, yielding 19 (40.4%) positive samples. After direct sequencing, a phylogenetic tree was designed based on the amino acidic sequences allowing the discrimination of 3 genetic clusters, genetically closer with CePV-1, CePV-5, CePV-3 and CePV-6. An unassigned cluster was also identified, suggesting the presence of a seventh subgroup (CePV-7). Contrary to cetacean poxvirus, Cetacean coronavirus was recently identified and included in the Gammacoronavirus genera. Since its discovery in 2008, cetacean coronavirus was detected in Hong Kong and United States in captives or semi-captive bottlenose dolphins presenting anorexia, diarrhea and lethargy. The movement, dispersion, and incidence of this virus in the wild is still unknown. It is important to highlight the taxonomic assignment of this virus in the Gammacoronavirus genera, which previously included coronavirus affecting strictly birds. A total of fifty-five (n=55) samples were analyzed, collected from 5 cetacean species (Delphinus delphis, Tursiops truncates, Phocoena phocoena, Stenella coeruleoalba and Kogia breviceps), between 2012-2021. The viral screening was performed with a pancoronavirus rt-PCR assay, due to the unavailability of a specific tool. However, no positive samples were detected. The distribution, evolution and prevalence of this vírus remains unknownRESUMO - Rastreio virológico em cetáceos arrojados do norte de Portugal : considerações sobre poxvírus e o coronavírus cetáceo - Com uma costa marítima extensa, as águas portuguesas albergam diferentes espécies animais, residentes e migratórias. Registam também um elevado número de arrojamentos anuais (aproximadamente 236 anuais), permitindo a recolha padronizada de amostras biológicas e a criação de um Banco de Tecidos pela Rede de Arrojamentos e ICNF. O Poxvírus dos cetáceos é responsável pelo aparecimento de lesões cutâneas muito características e já amplamente estudadas (lesões pinhole ou em forma de anel) e pela tattoo skin disease (TSD). Presentemente são reconhecidos 6 grupos filogenéticos distintos (CePV1-6). Embora este vírus não esteja relacionado com altas taxas de mortalidade, pode ser responsável pela mortalidade de neonatos e juvenis sem imunidade materna e de pequenas populações isoladas. Um total de 47 amostras de lesões de pele, colhidos entre os anos de 2011 e 2015, e pertencentes a 4 espécies diferentes de golfinhos (Delphinus delphis, Tursiops truncates, Phocoena phocoena e Stenella coeruleoalba), foram analisadas por PCR convencional, utilizando um conjunto de oligonucleotideos degenerados. As amostras positivas (n=28, 58,33%) foram posteriormente testadas para o gene da DNA polimerase, onde 19 (40,4%) testaram positivo. Os produtos foram posteriormente sequenciados, e as sequências amino acídicas utilizadas na construção de uma árvore filogenética. As sequências dos poxvírus nacionais mostraram-se geneticamente mais próximos dos grupos CePV-1, 5, 3 e 6. Foi também identificado um novo agrupamento das amostras sequenciadas, sugerindo a existência de um sétimo grupo (CePV-7). Contrariamente ao Poxvirus, o coronavírus cetáceo foi apenas recentemente identificado e incluído no género Gammacoronavirus. Desde a sua identificação numa baleia beluga em 2008, este vírus foi detetado anos mais tarde em Hong Kong e nos Estados Unidos, em golfinhos-roazes em regime de cativeiro ou semicativeiro, com variadas apresentações clínicas. Um total de cinquenta e cinco (n=55) amostras foram analisadas recorrendo a rt-PCR, incluindo amostras de 5 espécies de cetáceos (Delphinus delphis, Tursiops truncates, Phocoena phocoena, Stenella coeruleoalba e Kogia breviceps). As amostras correspondiam a arrojamentos ocorridos entre os anos de 2012 a 2021, não tendo sido detetadas quaisquer amostras positivas. O movimento, dispersão e prevalência deste vírus na natureza permanece desconhecidoN/

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