Evoluzione in vivo della virulenza virale:il trasferimento del virus DWV tra ape e varroa
Environmental Microbiology (2018) open access
Evoluzione in vivo della virulenza virale:il trasferimento del virus DWV tra ape e varroa determina cambiamenti della sua virulenza In vivo evolution of viral virulence: switching of deformed wing virus between hosts results in virulence changes and sequence shifts Sebastian Gisder,1 Nadine Möckel,1?Dorothea Eisenhardt2 and Elke Genersch 1,3* 1Department of Molecular Microbiology and Bee Diseases, Institute for Bee Research, Hohen Neuendorf, Germany.?2Institute of Biology/Neurobiology, Freie Universität Berlin, Berlin, Germany.?3Institut für Mikrobiologie und Tierseuchen,?Fachbereich Veterinärmedizin, Freie Universität Berlin, Berlin, Germany.
Il virus DWV appartiene alla famiglia Iflaviridae inserita nell’ordine Picornavirales e fu decritto per la prima volta nel 1991come patogeno di A. mellifera (Bailey and Ball, 1991). Da allora numerosi studi hanno mostato che DWV non è un virus specifico delle api, ma piuttosto un virus multi-ospite in grado di infettare una ampia varietà di insetti . In aggiunta DWV si è mostrato in grado di replicarsi anche sull’aracnide Varroa . E’ noto che i virus esistono come quasi specie. Alla base della quasispecie virale vi è il processo di replicazione [ governed by RNA-dependent RNA-polymerases lacking proof reading and repair functions (Holland et al., 1992; Steinhauer et al., 1992) and supporting RNA recombina- tion via a so-called copy-choice mechanism (Lai, 1992). ] che dà luogo ad un numero di mutazioni estremamente alto nella “ progenie “ del virus rispetto al genoma di partenza (Holland et al., 1992; Domingo and Holland, 1997). Queste quasispecie virali formano una sorta di nube mutante caratterizzata da una sequenza genetica predominante circondata da un infinito numero di mutanti (Holland et al., 1992; Domingo and Holland, 1997; Domingo, 2002; Lauring and Andino, 2010). La composizione della nuvola mutante e della sequenza dominante possono variare fra un individuo infettato e l’altro ed è comunque soggetta a continuo cambiamento .
In assenza di V. destructor, DWV è trasmesso per via orizzontale (Yue and Genersch, 2005; Chen et al., 2006; Gisder et al., 2009) e verticale (Yue et al., 2007; De Miranda and Fries, 2008).
Queste vie di trasmissione danno luogo ad infezioni non apparenti asintomatiche (De Miranda and Genersch, 2010; Forsgren et al., 2012). Con la diffusione di V. destructor la trasmissione del DWV da parte dell’acaro ha portato ad una nuova e addizionale via di trasmissione che porta ad infezione evidente : i sintomi dell’infezione evidente prodotta da varroa includono problematiche conseguenti all’infezione del cervello (Fujiyuki et al., 2004; Yue and Genersch, 2005; Fujiyuki et al., 2009; Möckel et al., 2011; Zioni et al., 2011), atassia, addome gonfio , discolorazione e soprattutto ali con malformazioni .
Per cui , più che del virus DWV in sè , si è intrapreso lo studio delle sue varianti , divenute evidenti con l’isolamento e la caratterizzazione del virus Varroa destructor virus-1 (VDV-1), una mutazione del DWV sicuramente in grado di replicarsi nell’acaro V. destructor (Ongus et al., 2004) , ma anche rinvenuto in api affette da paralisi e dotato della capacità di replicarsi nella testa dell’ape (Zioni et al., 2011).
Successivi studi mostrano l’esistenza di almeno tre genotipi maggiori di DWV denominati DWV-A (classico DWV), DWV-B (VDV- 1 relazionato a Varroa ed in esso replicante) e DWV-C (Martin et al., 2012; Mordecai et al., 2016; Wilfert et al., 2016). Queste varianti risultano avere differente virulenza sull’ape e differente associazione con Varroa anche se fra non poche controversie (Yue and Genersch, 2005; Gisder et al., 2009; Moore et al., 2011; Martin et al., 2012; Schöning et al., 2012; Ryabov et al., 2014; McMahon et al., 2016; Mordecai et al., 2016; Natsopoulou et al., 2017).
Risulta invece ampiamente accettato il fatto che V. destructor svolga un ruolo cruciale per l’emergere di differenti varianti di DWV e sulla relativa successiva epidemiologia e virulenza. Alcuni studi mostrano che la replicazione del DWV in V. destructor prima della sua trasmissione a cura dell’acaro risulta correlata ad un aumento di virulenza sull’ape (Yue and Genersch, 2005; Gisder et al., 2009; Schöning et al., 2012; Ryabov et al., 2014). Questi risultati suggeriscono che la replicazione virale in Varroa può portare alla selezione di varianti più virulente del virus ovvero che la virulenza virale risulta accentuata quando il DWV si muove tra ape e acaro .
Con opportune sperimentazioni si è potuto dimostrare che lo spostamento da un tipo di ospite ad un altro del DWV ( tra ape e acaro ) è accompagnato da cambiamenti nella sequenza del virus e dalla sua virulenza. La virulenza di differenti varianti di DWV non può essere valutata utilizzando campioni stratificati ovvero rispondenti al livello di infestazione della famiglia in esame (Ryabov et al., 2014) dato che la propozione di acari in grado di fungere da vettore biologico ( avvero di essere sede della riproduzione del virus ) non è necessariamente relazionata al livello di infestazione dell’alveare ovvero alla presenza di acari e risulta differire da alveare ad alveare e nel tempo (Yue and Genersch, 2005). Per lo studio della patobiologia e della virulenza del virus DWV è vitale differentiare gli acari in base al fatto che essi ospitino o meno virus replicanti (Schöning et al., 2012).