Antiviral immune response of zebrafish (Danio rerio) against the Spring Viraemia of Carp Virus (SVCV)

• Main Author: Álvarez Rodríguez, Margarita
• Other Authors: Figueras Huerta, Antonio, Novoa García, Beatriz
• Format: Doctoral or Postdoctoral Thesis
• Language: Spanish
• Published: Programa de doutoramento en Metodoloxía e Aplicacións en Ciencias da Vida (RD 99/2011) 2021
• Subjects: 3105 Peces y Fauna Silvestre; 3105.02 Piscicultura; 2412.10 Vacunas; Polo; Alvarez; Rodriguez; Romero; Ás; Varela; Leiro; Scophthalmus maximus; Turbot
• Online Access: http://hdl.handle.net/11093/2329

España es líder Europea en la producción piscícola de rodaballo (Scophthalmus maximus) y, concretamente en Galicia supone una importante actividad económica y social, representando más del 60% de la producción de la Unión Europea. Debido a que uno de los mayores problemas en la acuicultura es el impacto negativo que tienen las enfermedades, en los últimos años se ha realizado un considerable esfuerzo en estudiar el sistema inmune de los peces cultivados, para poder desarrollar herramientas de lucha y prevención frente a estas. Incluso cuando enfermedades víricas, (como la causada por el virus de la septicemia hemorrágica viral (VHSV) (Tafalla et al., 1998)), bacterianas (como la causada por bacterias como Aeromonas sp (Toranzo et al., 1993)) o parasitarias (como la causada por Philasterides dicentrarchi (Iglesias et al., 2001)) han sido investigadas y se sabe que afectan a estos cultivos, poco se conoce sobre los mecanismos de defensa de estos animales contra los patógenos. Aunque se han llevado a cabo considerables esfuerzos para desarrollar vacunas convencionales o subunidades para muchos de estos patógenos de peces, su éxito ha sido muy limitado. Es conveniente que se introduzcan nuevos enfoques en la investigación concerniente a las vacunas, que proporcionen seguridad y eficacia frente a las enfermedades más importantes de los peces comerciales. Se conoce que en los peces el peso de la respuesta inmune no específica o innata es mayor que el que parece tener en mamíferos y por lo tanto, se confía más en su respuesta inmune innata que en la adaptativa para combatir las infecciones. Recientemente se ha descrito en vertebrados la existencia de mecanismos inmunes independientes de células B/T o “trained immunity” (TI), que previamente ya habían sido descritos en plantas e invertebrados. Sin embargo, la TI y su contribución a la protección frente agentes infecciosos en peces aún no ha sido explorada, aunque existen muchas evidencias que sugieren que es así. En este proyecto emplearemos dos especies de peces; el rodaballo (Scophthalmus maximus) y el pez cebra (Danio rerio), que emplearemos como herramienta de laboratorio para poder profundizar en el estudio de procesos básicos en los que sea difícil trabajar con especies comerciales. El pez cebra se ha empleado como modelo, tanto para el estudio de la respuesta inmune frente a enfermedades de los peces cultivados (Novoa et al., 2006; Rodríguez et al., 2008; Encinas et al., 2010; Novoa y Figueras, 2012), como para el estudio de procesos inflamatorios de gran interés para la salud humana, como el choque séptico y la tolerancia al lipopolisacárido bacteriano (LPS) (Novoa et al., 2009). Además, nos ha servido para estudiar la ontogenia del sistema inmune en peces (Dios et al., 2010; Varela et al., 2012 ). En este proyecto pretendemos profundizar en la modulación de la respuesta inflamatoria o innata frente a patógenos virales como el virus de la septicemia hemorrágica viral (VHSV), asociado con mortalidades de rodaballo o el SVCV, que se emplea como patógeno del pez cebra (Varela et al, 2014). - Dios S, Romero A, Chamorro R, Figueras A, Novoa B. 2010. Fish Shellfish Immunol, 29(6):1019-27. - Encinas P, Rodriguez-Milla MA, Novoa B, Estepa A, Figueras A, Coll J. 2010. BMC Genomics, 27;11:518. - Iglesias R, Paramá A, Alvarez MF, Leiro J, Fernández J, Sanmartín ML. 2001. Dis Aquat Organ, 22;46:47-55. - Novoa B, Romero A, Mulero V, Rodríguez I, Fernández I, Figueras A. 2006. Vaccine, 24 (31-32):5806-16. - Novoa B, Bowman TV, Zon L, Figueras A. 2009. Fish Shellfish Immunol, 26(2):326-31 - Novoa B. and Figueras A. 2012. Adv Exp Med Biol, 946:253-75 - Rodríguez I, Novoa B, Figueras A. 2008. Fish Shellfish Immunol; 25(3):239-49. - Tafalla, A. Figueras & Novoa, B. 1998. Veterinary Immunology and Immunopathology, 62: 359-366. - Varela M, Dios S, Novoa B, Figueras A. 2012. Dev Comp Immunol, 37:97-106. - Varela M, Dios S, Novoa B, Figueras A. 2014. J.Virol, 88(20):12026-12040. España é líder Europea na produción piscícola de rodaballo (Scophthalmus maximus) e, concretamente en Galicia supón unha importante actividade económica e social, representando máis do 60% da produción da Unión Europea. Debido a que un dos maiores problemas na acuicultura é o impacto negativo que teñen as enfermidades, nos últimos anos realizouse un considerable esforzo en estudar o sistema inmune dos peixes cultivados, para poder desenvolver ferramentas de loita e prevención fronte a estas. Mesmo cando enfermidades víricas, (como a causada polo virus da septicemia hemorrágica viral (VHSV) (Tafalla et al., 1998)), bacterianas (como a causada por bacterias como Aeromonas sp (Toranzo et al., 1993)) ou parasitarias (como a causada por Philasterides dicentrarchi (Iglesias et al., 2001)) foron investigadas e sábese que afectan a estes cultivos, pouco coñécese sobre os mecanismos de defensa destes animais contra os patógenos. Aínda que se levaron a cabo considerables esforzos para desenvolver vacinas convencionais ou subunidades para moitos destes patógenos de peixes, o seu éxito foi moi limitado. É conveniente que se introduzan novos enfoques na investigación concernente ás vacinas, que proporcionen seguridade e eficacia fronte ás enfermidades máis importantes dos peixes comerciais. Coñécese que nos peixes o peso da resposta inmune non específica ou innata é maior que o que parece ter en mamíferos e por tanto, se confia máis na súa resposta inmune innata que na adaptativa para combater as infeccións. Recentemente describiuse en vertebrados a existencia de mecanismos inmunes independentes de células B/T ou "trained immunity" (TI), que previamente xa foran descritos en plantas e invertebrados. Con todo, a TI e a súa contribución á protección fronte axentes infecciosos en peces aínda non foi explorada, aínda que existen moitas evidencias que suxiren que é así. Neste proxecto empregaremos dúas especies de peces; o rodaballo (Scophthalmus maximus) e o peixe cebra (Danio rerio), que empregaremos como ferramenta de laboratorio para poder profundar no estudo de procesos básicos nos que sexa difícil traballar con especies comerciais. O peixe cebra empregouse como modelo, tanto para o estudo da resposta inmune fronte a enfermidades dos peixes cultivados (Novoa et al., 2006; Rodríguez et al., 2008;Encinas et al., 2010; Novoa e Figueras, 2012), como para o estudo de procesos inflamatorios de gran interese para a saúde humana, como o choque séptico e a tolerancia ao lipopolisacárido bacteriano (LPS) (Novoa et al., 2009). Ademais, serviunos para estudar a ontogenia do sistema inmune en peces (Dios et al., 2010; Varela et ao., 2012 ). Neste proxecto pretendemos profundar na modulación da resposta inflamatoria ou innata fronte a patógenos virales como o virus da septicemia hemorrágica viral (VHSV), asociado con mortalidades de rodaballo ou o SVCV, que se emprega como patógeno do peixe cebra (Varela et al, 2014). - Dios S, Romero A, Chamorro R, Figueras A, Novoa B. 2010. Fish Shellfish Immunol, 29(6):1019-27. - Encinas P, Rodriguez-Milla MA, Novoa B, Estepa A, Figueras A, Coll J. 2010. BMC Genomics, 27;11:518. - Iglesias R, Paramá A, Alvarez MF, Leiro J, Fernández J, Sanmartín ML. 2001. Dis Aquat Organ, 22;46:47-55. - Novoa B, Romero A, Mulero V, Rodríguez I, Fernández I, Figueras A. 2006. Vaccine, 24 (31-32):5806-16. - Novoa B, Bowman TV, Zon L, Figueras A. 2009. Fish Shellfish Immunol, 26(2):326-31 - Novoa B. and Figueras A. 2012. Adv Exp Med Biol, 946:253-75 - Rodríguez I, Novoa B, Figueras A. 2008. Fish Shellfish Immunol; 25(3):239-49. - Tafalla, A. Figueras & Novoa, B. 1998. Veterinary Immunology and Immunopathology, 62: 359-366. - Varela M, Dios S, Novoa B, Figueras A. 2012. Dev Comp Immunol, 37:97-106. - Varela M, Dios S, Novoa B, Figueras A. 2014. J.Virol, 88(20):12026-12040. Spain is the European leader in the production of turbot (Scophthalmus maximus). This is an important economic and social activity in Galicia. The turbot production represents more than 60% of the production of the European Union. One of the major problems in aquaculture is the negative impact of disease. For this reason, considerable efforts have been made in recent years to study the immune system of cultured fish. The target is to develop prevention and control tools for aquaculture. Even when viral diseases (such as that caused by viral hemorrhagic septicemia virus (VHSV) (Tafalla et al., 1998)), or bacterial diseases (such as that caused by bacteria such as Aeromonas sp (Toranzo et al., 1993)), or parasitic diseases (such as that caused by Philasterides dicentrarchi (Iglesias et al., 2001)) have been investigated and are known to affect these crops, little is known about the defense mechanisms of these animals against pathogens. Although considerable efforts have been made to develop conventional vaccines or subunits for many of these fish pathogens, their success has been very limited. DNA vaccines are the only prophylactic means that have shown promising results as an effective strategy to fight viral diseases in fish. New approaches to vaccine research should be introduced to provide safety and efficacy against the major diseases of commercial fish. It is known that in fish the weight of the nonspecific or innate immune response is greater than to have in mammals. Because of this, it relies more on its innate immune response than on the adaptive one to combat infections. Recently there have been described in vertebrates the existence of independent immune mechanisms of B / T cells or "trained immunity" (TI). This was previously described in plants and invertebrates. However, TI and its contribution to protection against infectious agents in fish has not yet been explored. There is much evidence to suggest that this is so. In this project we will use two species of fish. The turbot (Scophthalmus maximus) of great commercial interest and cultivated mainly in Galicia, and the zebrafish (Danio rerio), which we will use as a laboratory tool. Zebrafish be able let us deepen into the study of basic processes in which it is difficult to work with commercial species. Zebrafish has been used as a model for the study of the immune response to diseases of cultured fish (Novoa et al., 2006, Novoa et Figueras, 2012), and for the study of inflammatory processes of great interest for human health (such as septic shock and tolerance to bacterial lipopolysaccharide (LPS) (Novoa et al., 2009)). In addition, it has served to study the ontogeny of the immune system in fish (Dios et al., 2010; Varela et al., 2012). In this project, we intend to deepen in the modulation of the inflammatory or innate response to viral pathogens such as viral haemorrhagic septicemia virus (VHSV), associated with mortality of turbot or SVCV, which is used as a zebrafish pathogen (Varela et al. Al, 2014). - Dios S, Romero A, Chamorro R, Figueras A, Novoa B. 2010. Fish Shellfish Immunol, 29(6):1019-27. - Encinas P, Rodriguez-Milla MA, Novoa B, Estepa A, Figueras A, Coll J. 2010. BMC Genomics, 27;11:518. - Iglesias R, Paramá A, Alvarez MF, Leiro J, Fernández J, Sanmartín ML. 2001. Dis Aquat Organ, 22;46:47-55. - Novoa B, Romero A, Mulero V, Rodríguez I, Fernández I, Figueras A. 2006. Vaccine, 24 (31-32):5806-16. - Novoa B, Bowman TV, Zon L, Figueras A. 2009. Fish Shellfish Immunol, 26(2):326-31 - Novoa B. and Figueras A. 2012. Adv Exp Med Biol, 946:253-75 - Rodríguez I, Novoa B, Figueras A. 2008. Fish Shellfish Immunol; 25(3):239-49. - Tafalla, A. Figueras & Novoa, B. 1998. Veterinary Immunology and Immunopathology, 62: 359-366. - Varela M, Dios S, Novoa B, Figueras A. 2012. Dev Comp Immunol, 37:97-106. - Varela M, Dios S, Novoa B, Figueras A. 2014. J.Virol, 88(20):12026-12040.