 |
Identification and isolation of economically important fish viruses and development of new generation prototype vaccines
|
Help 
Print 
|
Here you can view and search the projects funded by NKFI since 2004
Back »
|
| |
Details of project |
|
|
| Identifier |
140348 |
| Type |
K |
| Principal investigator |
Doszpoly, Andor |
| Title in Hungarian |
Gazdaságilag jelentős hal-vírusok azonosítása/izolálása és újgenerációs prototípus vakcinák fejlesztése |
| Title in English |
Identification and isolation of economically important fish viruses and development of new generation prototype vaccines |
| Keywords in Hungarian |
vírus izolálás, sejtvonal, DNS-vakcina, ELISA |
| Keywords in English |
virus isolation, cell line, DNA-vaccine, ELISA |
| Discipline |
| Veterinary sciences (Council of Complex Environmental Sciences) | 100 % | | Ortelius classification: Viral pathogens of animals |
|
| Panel |
Plant and animal breeding |
| Department or equivalent |
Veterinary Medical Research Institute |
| Participants |
Abonyi, Flóra
Benkő, Mária
Borzák, Réka
Dán, Ádám
Eszterbauer, Edit
Harrach, Balázs
Juhász, Tamás Attila
Papp, Tibor
Sellyei, Boglárka
Tarján, Zoltán László
|
| Starting date |
2021-04-01 |
| Closing date |
2023-08-31 |
| Funding (in million HUF) |
13.100 |
| FTE (full time equivalent) |
4.08 |
| state |
closed project |
Summary in Hungarian A kutatás összefoglalója, célkitűzései szakemberek számára
Itt írja le a kutatás fő célkitűzéseit a témában jártas szakember számára.
Eltekintve az OIE által bejelentési kötelezettség alá sorolt hal-vírusok diagnosztizálásától, Magyarországon nincs hal-virológiára szakosodott kutatócsoport. A vezető kutató PD OTKA kutatása alatt hal-vírusok genetikai elemzését végezte el. Eredményei hozzájárultak a hal-vírusok rendszertanának pontosításához, illetve betekintést nyújtottak a hazánkban előforduló vírusos betegségek sokaságába. Továbbá tok-herpeszvírus ellen DNS-vakcina jelölteket is kipróbáltak biztató eredménnyel. Jelen pályázat keretén belül folytatnánk a hal-virológia területén megkezdett kutatásainkat. Ezúttal a hazai halgazdaságokban fellépő virális eredetű kórokozók izolálását tervezzük, mely megteremti az alapot a vírusok biológiájának megismeréséhez, az ellene való védekezéshez. Ehhez szükség van a hazai gazdaságokban nevelt halakból származó permanens sejtvonalakra. Ilyen sejtvonalakat tervezünk létrehozni primer sejtek immortalizálásával (virális gének transzfektálásával). Sikeres izolálás után az új kórokozók teljes körű karakterizálását végeznénk el. Az alloherpeszvírusok (pl.: koi herpeszvírus [KHV]) állategészségügyi szempontból fontosak, jelentős károkat okoznak világszerte. Ezen vírusok képesek látenciába vonulni, ekkor nem mutathatók ki direkt módszerekkel, ezért nagy szükség lenne egy érzékeny ELISA teszt kifejlesztésére, mellyel a vírushordozó állományok kiszűrhetőek. Ehhez először a KHV első hazai izolálását majd az itthoni törzsek genetikai vizsgálatát tervezzük. Továbbá újgenerációs DNS-vakcinák prototípusait tervezzük kifejleszteni és kísérletes körülmények között tesztelni gazdaságilag jelentős halfajok vírusai ellen, mint pl.: a KHV illetve a ponty poxvírusa (CEV).
Mi a kutatás alapkérdése?
Ebben a részben írja le röviden, hogy mi a kutatás segítségével megválaszolni kívánt probléma, mi a kutatás kiinduló hipotézise, milyen kérdéseket válaszolnak meg a kísérletek.
Alapvetően két alapkérdése van a kutatómunkának: 1. Lehet-e izolálni és karakterizálni a hazai halgazdaságokban jelentkező virális kórokozókat újonnan létrehozott permanens sejtvonalakon, melyek az érintett tenyésztésbe vont halfajokból lettek létrehozva (pl.: lesőharcsa, ponty, süllő, csuka, sügér, dévérkeszeg). 2. Könnyen előállítható, újgenerációs DNS-vakcina prototípusok kifejlesztése, hatékonyságuk tesztelése olyan vírusos betegségek ellen, melyek komoly gazdasági károkat okoznak hazánkban (KHV, CEV).
Intenzív halgazdálkodás során fellépő elhullások, betegségek kórokozói sok esetben nem ismeretesek. Sok új kórokozót azonosítanak, ahogy újabb fajokat vonnak intenzív tenyésztésbe. Ezen kórokozók izolálása fontos a vírusok biológiájának megfejtéséhez. Ezért tervezzük a gazdaságilag fontos halfajokból permanens sejtvonalak létrehozását, melyekkel esélyünk lenne izolálni/azonosítani/karakterizálni a kórokozókat. Illetve bizonyítani az összefüggést a vírus és a betegség között. Nem csak ismeretlen vírusok izolálását tervezzük, hanem olyan fontos vírusét, mint a KHV, mely hazánkban még nem volt izolálva. A másik vonal újgenerációs vakcinák tesztelése. Számos olyan fontos vírus okozta betegség van jelen az akvakultúrában, melyek ellen még nem fejlesztettek ki hatékony vakcinákat, vagy Európában nem engedélyezettek, ilyenek többek között a KHV, CEV. Ezen vírusok ellen tervezünk DNS-vakcina prototípusokat létrehozni a vírusok antigenitásáért felelős gének illetve fehérjék segítségével. Majd ezek hatékonyságát vizsgálnánk in vitro (génexpresszió) és in vivo (immunválasz, majd kísérletes állatfertőzés).
Mi a kutatás jelentősége?
Röviden írja le, milyen új perspektívát nyitnak az alapkutatásban az elért eredmények, milyen társadalmi hasznosíthatóságnak teremtik meg a tudományos alapját. Mutassa be, hogy a megpályázott kutatási területen lévő hazai és a nemzetközi versenytársaihoz képest melyek az egyediségei és erősségei a pályázatának!
Hazánkban sehol nem végeznek kifejezett hal-virológiai kutatásokat, eltekintve az OIE által bejelentési kötelezettség alá sorolt hal-vírusok diagnosztizálásától a NÉBIH-nél, annak ellenére, hogy a hal, mint táplálékforrás egyre jelentősebb szerepet kap itthon is. Ezen pályázat segítségével szeretnénk megteremteni egy hazai hal-virológia kutatócsoport alapjait.
Igen kevés az európai, édesvízi halakból létrehozott permanens sejtvonal. Ezáltal a legtöbb vírus gyanús betegség esetén általánosságban használt EPC, FHM, RTG sejteken próbálkozunk a vírusok izolálásával, kevés sikerrel. Ezért nagy jelentősége lenne létrehozni európai édesvízi fajokból (pl.: csuka, süllő, lesőharcsa, csapósügér) sejtvonalakat, melyek hozzájárulnának új vírusok izolálásához és diagnosztizálásához. Ismert, de nehezen vagy egyáltalán nem izolálható vírusokat (koi herpeszvírus, ponty poxvírus) is próbálnánk elszaporítani ezeken az új sejtvonalakon. Így eddig kevéssé vagy egyáltalán nem tanulmányozott hal-vírusok biológiájába kapnánk betekintést. Tervezett vizsgálataink sikeres elvégzése nyomán új hal-vírusok megismerése várható, melyek eddig ismeretlen hátterű megbetegedésekért felelősek. Továbbá a hazai halgazdaságokban előforduló vírusok diverzitásáról és prevalenciájáról kapnánk adatokat. Az új vírusok karakterizálása során kapott eredmények alapján az egyes víruscsaládok, nemzetségek tagjaira, vagy egyes vírusokra specifikus diagnosztikai PCR-ek (hagyományos, real-time) fejleszthetők ki, melyekkel a halvírus fertőzések gyors felismerésé lehetséges. Továbbá látens fertőzést okozó herpeszvírusok esetén (koi herpeszvírus) indirekt víruskimutatáson alapuló diagnosztikai tesztek (ELISA) kidolgozása felbecsülhetetlen értékű lenne a vírus elterjedésének megfékezésében. A komoly gazdasági karokat okozó vírusok (KHV, CEV) ellen prototípus DNS-vakcinák létrehozást és tesztelését tervezzük szerkezeti fehérjéik (kapszid, membrán, tegument) felhasználásával. Ilyen jellegű kísérletek eredményeit nagy haszonnal lehet majd kamatoztatni a gyógyszeripar számára, mikor tényleges vakcina fejlesztésbe fognak.
A kutatás összefoglalója, célkitűzései laikusok számára
Ebben a fejezetben írja le a kutatás fő célkitűzéseit alapműveltséggel rendelkező laikusok számára. Ez az összefoglaló a döntéshozók, a média, illetve az érdeklődők tájékoztatása szempontjából különösen fontos az NKFI Hivatal számára.
A hal mint fehérjeforrás egyre fontosabb szerephez jut világszerte. Rendszeres fogyasztása jó hatással van az emberi szervezetre. A szükségleteket viszont már régóta nem képes biztosítani a természetes állomány, ezért egyre több fajt vonnak intenzív tenyésztésbe. Az ilyen, intenzív tenyészetekben kitörő járványok komoly gazdasági károkat okoznak. Hazánkba az utóbbi időben más földrészről származó, újabb halfajokat is tenyésztésbe vettek, ami potenciálisan új kórokozók megjelenését okozhatja. A vezető kutató eddigi munkája során halak vírusainak molekuláris tanulmányozásában szerezett tapasztalatot. A pályázat támogatásával a kutatásainak folytatását és kiterjesztését tervezi. Új, eddig ismeretlen vírusok felfedezése, jellemzése és ezek publikálása várható, olyan esetekből, melyek gazdasági károkat okoznak halgazdaságokban. Az új vírusok jobb megismerése érdekében nem elég azok genetikai állományát vizsgálni, hanem izolálásukra is szükség van, mely cél elérése érdekében új permanens sejtvonalak létrehozását tervezzük olyan halfajokból, melyek gazdasági jelentőséggel bírnak Magyarországon (ponty, lesőharcsa, süllő, csuka). A vírusok biológiájának jobb megértése elősegítheti az ellenük hátasos vírusellenes szerek kiválasztását. A vizsgálatok során nyert adatok segítségével modern vírus-kimutatási módszerek kifejlesztését tervezzük, melyek lehetővé tennék a betegséget okozó kórokozók gyors felismerését. Továbbá lehetséges lesz modern, úgynevezett DNS-vakcinák kifejlesztése, prototípusaik tesztelése. Ezen újgenerációs vakcinák előállítása gyors, egyszerű és nem hordoznak magukban olyan kockázati tényezőket, mint a hagyományos inaktív vagy attenuált vakcinák.
| Summary Summary of the research and its aims for experts
Describe the major aims of the research for experts.
Apart from the diagnosis of the OIE listed aquatic viruses, there is no research group specialized in fish virology in Hungary. The principal investigator, during his PD OTKA grant, has carried out research on the genetic analysis of several fish viruses. These results assisted to refine the taxonomy of fish viruses, and contributed to increase the knowledge on the diversity of fish viruses in Hungary. Some promising DNA vaccine candidates were also studied for sturgeon herpesvirus. We intend to continue these studies within the framework of this grant. This time, we would focus on the isolation of fish viruses occurring in Hungarian fish farms, which will provide the basis for the better understanding of the biology of these viruses and for selecting the best defense methods against them. For this purpose we need to establish novel permanent cell lines from domestic intensively reared fish species. Primary cells will be immortalized by viral gene transfection. After successful isolation, the novel virus will be characterized fully. The alloherpesviruses (koi herpesvirus, KHV) are important veterinary pathogens causing severe economic losses worldwide. These viruses are able to enter latency, during this period it is not possible to detect them by direct methods, so it would be highly desirable to develop a sensitive indirect virus detection method (ELISA) for screening the asymptomatic fish stock. New generation DNA vaccine prototypes will be designed and tested in animal experiments for economically important fish viruses (KHV, carp edema virus, CEV). For these latter purposes the first isolation and/or genetic analysis of Hungarian variants of these viruses are needed.
What is the major research question?
Describe here briefly the problem to be solved by the research, the starting hypothesis, and the questions addressed by the experiments.
There are basically two major questions of the proposed grant: 1. Is it possible to isolate and characterize viral pathogens from domestic fish farms on newly created permanent cell lines that have been established from intensively reared fish species (wels catfish, carp, pike, pikeperch, perch, and common bream). 2. Developing easy-to-produce new generation DNA vaccine prototypes and testing their efficacy against viral diseases causing serious economic losses in our country (KHV, CEV).
The causative agent of mortalities and diseases of intensively reared fishes is often unknown. As the number of fish species involved in farming grows, the number of the reported viruses is also increasing. Isolation of these pathogens is necessary for understanding the biology of these viruses. That is why we intend to establish permanent cell lines from economically important fish species, with which we would be able to isolate/identify/characterize the pathogens, and to prove the connection between the isolated virus and the disease. We plan to isolate not only unknown viruses, but also important viruses such as KHV, which have not yet been isolated in Hungary. The other line is the testing of DNA vaccines. There are a number of important viral diseases in aquaculture, for which effective vaccines have not been yet developed or have not been licensed in Europe, such as KHV or CEV. We intend to design DNA vaccine candidates for these viruses using viral genes responsible for antigenicity. The efficacy of these candidates will be tested in vitro (gene expression) and in vivo (immune response and then virus challenge).
What is the significance of the research?
Describe the new perspectives opened by the results achieved, including the scientific basics of potential societal applications. Please describe the unique strengths of your proposal in comparison to your domestic and international competitors in the given field.
Aside from the diagnostics of OIE listed diseases at the Veterinary Diagnostic Directorate of the National Food Chain Safety Office, very few scientists work on viral diseases of fish in Hungary, despite the fact that the importance of fish as a source of food for humans is growing rapidly in Hungary, as well. The present grant if supported would help to establish the basis of a Hungarian fish virology research group. There is very little permanent cell line from European freshwater fish species. That force us to use the commercially available general cell lines, EPC, FHM, and RTG with limited success. Therefore, it would be highly important to establish permanent cell lines from European freshwater fish species (pike, pikeperch, wels catfish, perch), that would allow us to isolate and diagnose the newly discovered viruses. Already known, but hard or impossible to isolate viruses (KHV, CEV) would also be tested on these novel cell lines. Thus, we would be given insight into the biology of fish-viruses that have not been well studied so far. In case of successful completion of the project, discovery of novel fish viruses causing diseases with unknown background is expected. Furthermore, the research would provide data about the diversity and prevalence of different fish viruses in Hungarian fish hatcheries. Based on the results of the characterization of new viruses, it would be possible to develop specific diagnostic PCRs (real-time, conventional), with which the rapid detection of the pathogens is possible. Development of an indirect virus detection method (ELISA) for important herpesviruses (KHV), which are able to enter latency, would be invaluable to gain control on the spread of the virus. Development and testing of prototype DNA vaccines using structural viral protein genes (capsid, tegument, envelop) for economically important fish viruses (KHV, CEV) are planned. The results of such experiments will be profitable for the pharmaceutical industry when actual vaccines are being developed.
Summary and aims of the research for the public
Describe here the major aims of the research for an audience with average background information. This summary is especially important for NRDI Office in order to inform decision-makers, media, and others.
The fish as a protein source for humans is increasingly important throughout the world. Regular consumption of fish meat has an advantageous effect on the human health. The natural fish populations are no longer able to supply the needs, therefore, more and more fish species are involved in intensive breeding. In such fish hatcheries, infectious diseases can cause serious economic losses. In the Hungarian fish breeding several foreign fish species have appeared recently. Potentially this could result in the emergence of new pathogens. The principal investigator has gained experience in molecular study of different fish viruses. We would like to continue and extend these investigations with the support of the present OTKA grant. Discovery, characterization and publication of novel, previously unknown viruses from cases causing heavy losses to domestic fish hatcheries are expected. Merely studying the genetic content of the newly detected viruses are not sufficient, isolation of these pathogens are necessary. To achieve this goal, permanent cell lines are going to be established, from domestic, economically important fish species (carp, pike, pikeperch, wels catfish). Better understanding of the biology of these viruses could help in the selection of antiviral drugs. Based on these results, modern molecular diagnostic methods, facilitating the quick identification of different viral pathogens, will be developed. Modern, new generation prototype vaccines (DNA vaccine) will be designed and tested. The development and generation of these vaccines are not time and money consuming and they do not carry the risk factors such as by the conventional inactive or attenuated vaccines.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
