CYTOKINES AND ANTIBODIES IN EXPERIMENTAL INFECTION OF WILD AND LABORATORY RODENTS (RODENTIA) WITH TICK-BORNE ENCEPHALITIS VIRUS
- Authors: Bakhvalova V.N.1, Panov V.V.1, Potapova O.F.1, Morozova O.V.2,3
-
Affiliations:
- Institute of Systematics and Ecology of Animals
- D.I. Ivanovsky Institute of Virology «Federal Research Center of Epidemiology and Microbiology named after the honorary academician N.F. Gamaleya»
- Federal Research Clinical Center of Physical-Chemical Medicine
- Issue: Vol 62, No 4 (2017)
- Pages: 186-192
- Section: ORIGINAL RESEARCHES
- URL: https://bakhtiniada.ru/0507-4088/article/view/117952
- DOI: https://doi.org/10.18821/0507-4088-2017-62-4-186-192
- ID: 117952
Cite item
Full Text
Abstract
Persistence modeling was performed by means of infection of the wild rodents: northern red-backed vole Myodes rutilus (Pallas, 1779) and striped field mouse Apodemus agrarius (Pallas, 1771), as well as of laboratory mice with the tick-borne encephalitis virus (TBEV) in tick suspensions with subsequent detection of the TBEV, hemagglutination inhibition and virus-neutralizing antibodies, as well as expression of cytokine genes during 4 months. Detection rate of the TBEV RNA and antigen E remained high during the whole period of observations; however, virus pathogenic for laboratory suckling mice was isolated mainly during a period of 8 days post infection. At the late stages of the persistent infection (1-4 months) the TBEV RNA detection rate in northern red-backed voles and laboratory mice remained high, whereas in striped field mice it significantly declined (p < 0.001). The viral loads were significantly higher (p < 0.001) in the wild rodents compared to the laboratory mice. Average frequencies of Th2 cytokine gene expression were similar for M. rutilus (50.0 ± 8.5%) and A. agrarius (50.0 ± 9.6%) during the whole period, but Th1 cytokine mRNA detection rate after transcription activation in 2 days post infection and subsequent return to the original values were different (22.2 ± 5.0% and 38.1 ± 7.6%, respectively (p > 0.05)). Meanwhile, a part of animals with interleukin 1β mRNA was significantly higher among A. agrarius than among M. rutilus (p < 0.05), which might cause low levels of spontaneous TBEV infection of field mice compared to red voles. Hemagglutination inhibition and virus-neutralizing antibodies were revealed in wild rodents in 30 days post infection and remained at detectable levels during 4 months. Thus, the TBEV persistence in small rodents was accompanied by the detection of the pathogenic virus in the early period, the viral RNA and antigen E during 4 months with high viral loads in wild animals exceeding the values in laboratory mice. Changes in the proinflammatory cytokine gene expression frequencies and the TBEV-specific antibodies pointed at immunomodulation as the possible mechanism of the TBEV persistence.
About the authors
V. N. Bakhvalova
Institute of Systematics and Ecology of Animals
Author for correspondence.
Russian Federation
V. V. Panov
Institute of Systematics and Ecology of AnimalsRussian Federation
O. F. Potapova
Institute of Systematics and Ecology of AnimalsRussian Federation
O. V. Morozova
D.I. Ivanovsky Institute of Virology «Federal Research Center of Epidemiology and Microbiology named after the honorary academician N.F. Gamaleya»; Federal Research Clinical Center of Physical-Chemical Medicine
Email: omorozova2010@gmail.com
Russian Federation
References
- Brian T.D. Viruses and the Cellular Immune Response. New York: Marcel Dekker; 1993.
- Donoso Mantke O., Karan L.S., Růžek D. Tick-borne encephalitis viruses: a general overview. In: Růžek D., ed. Flavivirus Encephalitis. Rijeka: InTech; 2011: 133-56.
- Коренберг Э.И., Помелова В.Г, Осин Н.С. Природноочаговые инфекции, передающиеся иксодовыми клещами. М.: Наука; 2013.
- Верета Л.А. Иммунология клещевого энцефалита по материалам экспериментальных и клинико-эпидемиологических исследований в очагах Приамурья: Автореф. дисс. … д-ра мед. наук. М.: 1969.
- Погодина В.В., Фролова М.П., Ерман Б.А. Хронический клещевой энцефалит. Новосибирск: Наука; 1986.
- Бахвалова В.Н., Панов В.В., Потапова О.Ф., Матвеева В.А., Матвеев Л.Э., Морозова О.В. Персистенция вируса клещевого энцефалита в организме диких мелких млекопитающих и в культурах пермиссивных клеток. Дальневосточный журнал инфекционной патологии. 2007; (11): 79-86.
- Филиппова Н.А. Систематика и эволюция. В кн. Филиппова Н.А., ред. Таежный клещ Ixodes persulcatus Schulze (Acarina, Ixodidae): морфология, систематика, экология, медицинское значение. Ленинград: Наука; 1985: 97-187.
- Панов В.В. Мелкие млекопитающие лесопарковой зоны ННЦ - прокормители преимагинальных фаз таёжного клеща. В кн: Власов В.В., Репин В.Е., ред. Инфекции, передаваемые клещами в сибирском регионе. Новосибирск: Сибирское отделение Российской академии наук; 2011: 35-50.
- Bakhvalova V.N., Dobrotvorsky A.K., Panov V.V., Matveeva V.A., Tkachev S.E., Morozova O.V. Natural tick-borne encephalitis virus infection among wild small mammals in the South-Eastern part of Western Siberia, Russia. Vector Borne Zoonotic. Dis. 2006; 6(1): 32-41
- Бахвалова В.Н., Чичерина Г.С., Панов В.В., Глупов В.В., Морозова О.В. Биоразнообразие вируса клещевого энцефалита в иксодовых клещах и мелких млекопитающих на территории Новосибирской обл. Инфекционные болезни. 2015; 13(4): 15-21.
- Морозова О.В., Гришечкин А.Е., Бахвалова В.Н., Исаева Е.И., Подчерняева Р.Я. Динамика репродукции вируса клещевого энцефалита в культурах клеток. Вопросы вирусологии. 2012; 57(2): 40-3.
- Морозова О.В., Бахвалова В.Н., Чичерина Г.С., Потапова О.Ф., Исаева Е.И. Cравнение экспрессии генов цитокинов у мышей, иммунизированных или заражённых вирусом клещевого энцефалита. В кн. Ершов Ф.И., Наровлянский А.Н., ред. Интерферон - 2011. Сборник научных статей к 80-летию академика РАМН Ф.И. Ершова. М.; 2012: 461-5.
- Clarke D.H., Casals J. Techniques for hemagglutination and hemagglutination-inhibition with arthropod-borne viruses. Amer. J. Trop. Med. Hyg. 1958; 7(5): 561-73
- Дерябин П.Г., Лебедева Г.А., Логинова Н.В. Реакция нейтрализации тогавирусов на мышах и культурах клеток. В кн.: Гайдамович С.Я., ред. Арбовирусы (методы лабораторных и полевых исследований). М.: Наука; 1986: 120-6.
- Лакин Г.Ф. Биометрия. М.: Высшая школа; 1980.
- Cартакова М.Л., Коненков В.И. Структурные основы межклеточных взаимодействий в процессе представления антигенов Т-лимфоцитам: молекулы главного комплекса гистосовместимости, как одна из составляющих частей тримолекулярного комплекса. Успехи современной биологии. 1997; 117(5): 568-83.
- Игнатьев Г.М., Отрашевская Е.В., Воробьева М.С. Активность цитокинов при иммунизации вакциной против клещевого энцефалита в эксперименте. Вопросы вирусологии. 2003; 48(2): 22-5.
- Mansfield K.L., Johnson N., Phipps L.P., Stephenson J.R., Fooks A.R., Solomon T. Tick-borne encephalitis virus - a review of an emerging zoonosis. J. Gen. Virol. 2009; 90(Pt. 8): 1781-94
- Бахвалова В.Н., Чичерина Г.С., Панов В.В., Глупов В.В., Морозова О.В. Распределение генетических типов вируса клещевого энцефалита среди спонтанно инфицированных иксодовых клещей и мелких млекопитающих на территории Новосибирской области. Эпидемиология и инфекционные болезни. 2015; 20(4): 26-34.
- Бахвалова В.Н. Эпизоотическое состояние природного очага клещевого энцефалита и особенности вирусной популяции в лесостепном Приобье (Западная Сибирь). Автореф. дисс. … канд. биол. наук. Кольцово; 1995.
- Чунихин С.П. Экспериментальные исследования по экологии вируса клещевого энцефалита. Вопросы вирусологии. 1990; 35(3): 183-8.
- Мак В.В., Панов В.В., Добротворский А.К., Мошкин М.П. Сопряженная изменчивость иммунореактивности и агрессивности у самцов красной полевки (Clethrionomys rutilus) и полевой мыши (Apodemus agrarius). Зоологический журнал. 2002; 81(10): 1260-4.
- Москвитина Н.С., Кравченко Л.Б., Мак В.В., Добротворский А.К., Панов В.В., Андреевских А.В. и др. Иммунореактивность разных демографических групп в городских популяциях полевой мыши Apodemus agrarius (Rodentia, Muridae). Зоологический журнал. 2004; 83(4): 480-6.
- Балашов Ю.С. Роль слюнных желез иксодовых клещей (Ixodidae) в регуляции процесса питания. Паразитология. 1994; 28(6): 437-44.
Supplementary files
