Untersuchung verschiedener Virusspezies in neotropischen Nagetieren und den Einflüssen ökologischer Faktoren

Abstract

Im Rahmen dieser Dissertation wurde ein breites Spektrum an Nage- und Beuteltierproben analysiert. Dies führte zu vielen Interessanten Entdeckungen, wie etwa die große Prävalenz an Picobirnaviren oder die Detektion von mindestens zwei, bis dato unbekannten, neuen Genera aus der Familie Picornaviridae. Zudem gelang erstmaligen Nachweis eines Deltavirus aus einem Säugetier abseits vom Menschen, sowie dessen molekularbiologische Charakterisierung und Unterschied im Replikationsverhalten gegenüber Hepatitis Deltaviren. Darüber hinaus brachte die Detektion und bioinformatische Analyse der Hepaciviren einen enorm großen Wissensgewinn. Darüber hinaus konnte die Theorie, die hinter dem ökologischen „Verdünnungseffekt“, nämlich die Abhängigkeit von Speziesdiversität zu Prävalenz, klar bestätigt werden. All diese Untersuchungen verschiedener Proben um den Gatún See in Panama zeigten viele, menschengemachte Einflüsse auf die ansässigen Viruspopulationen auf. Durch den Bau des Panama Kanals wurden weite Teile des Urwalds überflutet, woraufhin der Gatún See entstand. Zusätzlich zu diesem initialen Terraforming, kam es durch den wirtschaftlichen Aufschwung zu einer Ausbreitung urbaner Flächen. All dies führte dazu, dass der Mensch mehr Kontakt zu diversifizierenden, potenziell zoonotischen, sowie bislang noch unbekannten Viruspopulationen hat. Und wie uns die jüngste Zeit zeigt, ist die Gefahr einer Pandemie mit zoonotischen Ursprung allgegenwärtig und sollte nicht unterschätzt werden. Aus diesem Grund ist es wichtiger denn je die Zusammenhänge zwischen verschiedenen Einflussfaktoren zu verstehen und eine Ausbreitung beziehungsweise das Erscheinen neuer zoonotischer Erreger vorhersagen zu können. Die aktuelle Pandemie zeigt wie relevant das Wissen um die Auswirkungen dieser Faktoren auf Pathogenität und Infektiosität (bzw. Infektionsrisiko) ist. Die Ergebnisse dieser Arbeit sollen dazu dienen, wie im Fall der Deltaviren, den bislang unbekannten Ursprung dieser Familie Deltaviren zu ergründen. All diese Grundlagen können in weiterführenden Studien nicht nur helfen, Pathogen-Wirts Interaktionen besser zu verstehen, sondern auch mögliche medizinische und ökologische Relevanzen für den Menschen abzuschätzen.

In this dissertation, a wide range of rodent and marsupial samples were analyzed. This led to many interesting discoveries, such as the high prevalence of picobirnaviruses or the detection of at least two, previously unknown, new genera from the family Picornaviridae. In addition, the first detection of deltavirus outside of humans was achieved, as well as its molecular characterization and difference in replication behavior compared to hepatitis deltaviruses. Furthermore, the detection and bioinformatic analysis of hepaciviruses provided a tremendous increase in knowledge. Moreover, the theory behind the ecological "dilution effect", namely the dependence of species diversity on prevalence, was clearly confirmed. All these studies of different samples around Lake Gatún in Panama revealed many, man-made influences on the resident virus populations. The construction of the Panama Canal flooded large areas of virgin forest, resulting in the creation of Lake Gatún. In addition to this initial terraforming, an expansion of urban areas occurred as a result of the economic boom. All of this led to humans having more contact with diversifying, potentially zoonotic, as well as yet unknown viral populations. And as recent times have shown us, the threat of a pandemic of zoonotic origin is ever-present and should not be underestimated. For this reason, it is more important than ever to understand the interrelationships between different influencing factors and to be able to predict the spread or emergence of new zoonotic pathogens. The current pandemic shows how relevant the knowledge of the impact of these factors on pathogenicity and infectivity (or risk of infection) is. The results of this work will be used, as in the case of deltaviruses, to elucidate the hitherto unknown origin of this family of deltaviruses. All these fundamentals can help in further studies not only to better understand pathogen-host interactions, but also to assess possible medical and ecological relevance for humans.