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HytrosaviridaeSchemazeichnungSystematikKlassifikation VirenKlasse Naldaviricetes 1 Ordnung Lefavirales 1 Familie HytrosaviridaeTaxonomische MerkmaleGenom dsDNABaltimore Gruppe 1Wissenschaftlicher NameHytrosaviridaeKurzbezeichnungSGHVsLinksNCBI Taxonomy 1285590ViralZone Expasy SIB 2959ICTV Taxon History 201903678Die Hytrosaviridae Hytrosaviren englisch salivary gland hypertrophy viruses SGHVs sind eine Familie von doppelstrangiger DNA Viren die Insekten infizieren 2 Der Name leitet sich ab von Hytrosa einer Abkurzung aus griechisch Hypertrophia fur Hypertrophie und Sialoadenitis fur Speicheldrusenentzundung Die Familie ist Mitglied der 2021 neu geschaffenen Ordnung Lefavirales in der ebenfalls neuen Klasse Naldaviricetes Diese Taxonomie lost provisorische Bezeichnungen ab wie beispielsweise Baculo like viruses 3 Inhaltsverzeichnis 1 Beschreibung 1 1 Aufbau 1 2 Genom 1 3 Wirte und Krankheitsbild 1 4 Vermehrungszyklus 1 5 Ubertragung 2 Systematik 2 1 Aussere Systematik 3 Details und Wirtsspektrum 3 1 Glossina hytrovirus 3 2 Musca hytrovirus 3 3 Merodon equestris hytrosavirus 4 Krankheitsbild und Gewebeaffinitat 4 1 Krankheitsverlauf in den Speicheldrusen 4 2 Krankheitsverlauf in anderen Geweben 4 3 Viruslatenzzeit 5 Diagnose von und Umgang mit Hytrosavirus Infektionen 6 EinzelnachweiseBeschreibung BearbeitenAufbau Bearbeiten Die Virionen von Mitgliedern dieser Familie sind nicht verschlossen umhullt und stabformig bei einer Lange von 500 1000 nm und einem Durchmesser von 50 80 nm Sie enthalten ein dunnes dichtes zentrales Nukleokapsid das den DNA Proteinkern einhullt Der Nukleokapsidkern ist von einer amorphen Proteinschicht Tegument umgeben 4 Die aussere Oberflache der Virionen ist mit einer spiralformigen Strukturen besetzt die aus viral vom Virusgenom kodierten Proteindimeren besteht diese stammen von den Wirten ab Horizontaler Gentransfer Die Virionen enthalten mindestens 35 Polypeptide mit einer Grosse von 10 bis 200 Kilodalton Genom Bearbeiten Das Genom ist ein zirkulares kreisformiges Doppelstrang DNA Molekul dsDNA supercoiled gewickelt und mit einer Grosse von 120 bis 190 Kilobasen Es hat vermutlich 108 174 nicht uberlappende Gene die in unidirektionalen Clustern gleichmassig uber das Genom verteilt sind 5 Der GC Gehalt variiert zwischen 28 und 44 Wirte und Krankheitsbild Bearbeiten Die von Spezies in dieser Familie verursachten Symptome sind in der Hauptsache eine offene Hypertrophie der Speicheldruse bei adulten Diptera Daneben schliessen Infektion und Replikation in Nicht Speicheldrusenzellen bei Tsetsefliegen eine teilweise und bei Stubenfliegen eine vollstandige Unterbrechung der Vitellogenese Dotterbildung ein 6 7 Vermehrungszyklus Bearbeiten Die Replikation erfolgt im Zellkern der sekretorischen Epithelzellen der Speicheldruse Die virale DNA Synthese und Transkription findet innerhalb der Zellkerns statt Die Nucleocapside verlassen den Zellkern in das Zytoplasma durch die Kernporen und lagern sich anschliessend an den Golgi Apparat an So werden sie im Zytoplasma mit einer Hulle versehen und zu kompletten Virionen zusammengebaut assembliert Ubertragung Bearbeiten Die Ubertragung erfolgt entweder horizontal durch Nahrungsaufnahme oder vertikal von der Mutter auf die Nachkommen 8 9 Bei Stubenfliegen wurde auch eine mechanische Ubertragung durch Wunden in der Cuticula vorgeschlagen 10 Systematik BearbeitenIn der Familie Hytrosaviridae Hytrosaviren englisch salivary gland hypertophy viruses SGHVs gibt es mit Stand Marz 2019 vom International Committee on Taxonomy of Viruses ICTV bestatigt zwei Gattungen mit jeweils einer Spezies 11 12 Gattung Glossinavirus 13 Spezies Glossina hytrovirus alias Glossina pallidipes salivary gland hypertophy virus GpSGHV Wirt Tsetsefliege 14 5 Gattung Muscavirus 15 Spezies Musca hytrovirus alias Musca domestica salivary gland hypertophy virus MdSGHV Wirt Stubenfliege 16 nicht klassifizierte oder vorgeschlagene Spezies Merodon equestris hytrosavirus MeSGHV 17 weitere mogliche VertreterMorphologisch und bzgl der Symptome ahnliche Viren wie die SGHVs verursachen SGH Symptome in den Filamenten der mannlichen Nebendrusen der solitaren Braconid Wespe Diachasmimorpha longicuadata Hymenoptera Braconidae was auf die Existenz weiterer Familienmitglieder der Hytrosaviridae hindeutet 18 19 Aussere Systematik Bearbeiten Strukturell ahneln die Hytrosaviren Mitgliedern anderer Arthropoden infizierender Virusfamilien wie Baculoviridae Nudiviridae und Nimaviridae alle in der Klasse Naldaviricetes Hytrosaviren teilen 12 der 38 Kerngene englisch core genes die bei Baculoviren Nudiviren Nimaviren und einigen Bracoviren Gattung Bracovirus gegenwartig Stand Marz 2019 noch klassifiziert in der vermutlich polyphyletischen Familie Polydnaviridae 20 beschrieben wurden Einige der strukturellen und genomischen Merkmale die Hytrosaviren und andere grosse dsDNA Viren gemeinsam haben umfassen umhullte stabchenformige Virionen zirkulares dsDNA Genom Replikation im Zellkern infizierter ZellenHytrosaviren unterscheiden sich jedoch funktional von Baculoviren durch das Fehlen von Okklusionskorpern und eine geringere Letalitat 7 Die kodierte virale viruseigene DNA Polymerase ist vom Typ B der in allen grossen dsDNA Viren vorhanden und konserviert ist Auf Aminosaureebene ist die beste Ubereinstimmung des DNA PolB von Hytrosaviren mit dem im Alcelaphine gammaherpesvirus 1 Alcelaphine herpesvirus 21 gefundenen DNA PolB 14 5 22 Basierend auf dem DNA polB Gen sind Hytrosaviren im Vergleich zu anderen Viren mit zirkularem dsDNA Genom enger mit Wirbellosen Viren mit grosser linearer dsDNA verwandt Einige der linearen dsDNA Viren mit Ahnlichkeiten zu den Hytrosaviren umfassen Mitglieder der folgenden Familien in Klammern die Grosse des ubereinstimmenden Genom Teils 23 Herpesviridae 120 240 kp 24 Iridoviridae 140 303 bp 25 Poxviridae 130 375 kb 26 Phycodnaviridae 100 560 kb 27 Mimiviridae 1200 kb 28 Hytrosaviren kodieren Homologe zu den in anderen dsDNA Viren gefundenen hochkonservierten PIF Genen PIF oral infectivity factor hier die PIFs o P74 1 2 and 3 PIF PIF o P74 1 2 und 3 In Hytrosaviren finden sich auch Homologe zu einigen der in Baculoviren und Nudiviren vorkommenden Untereinheiten des DNA abhangigen RNA Polymerase Komplexes DdRp Die in den Hytrosaviren vorhandenen DdRp Komplexkomponenten umfassen die late expression factors 4 5 8 und 9 LEF 4 LEF 5 LEF 8 und LEF 9 5 Details und Wirtsspektrum BearbeitenGlossina hytrovirus Bearbeiten Die Tsetsefliege Glossina pallidipes ist der naturliche Wirt der Virusspezies Glossina hytrovirus alias Glossina pallidipes salivary gland hypertophy virus GpSGHV bei dem das Virus vorwiegend chronische asymptomatische symptomlos verdeckte Speicheldrusenhypertophie Infektionen SGH Infektionen verursacht GpSGHV ist hochspezifisch fur Glossina Arten Es gibt keine verfugbaren Hinweise auf GpSGHV Infektionen oder Replikationen bei anderen heterologen Wirtsspezies wie beispielsweise der Stubenfliege Die Anfalligkeit des Tsetsefliege fur GpSGHV Infektionen ist bei verschiedenen Glossina Arten sehr unterschiedlich wobei Glossina pallidipes am anfalligsten ist In der Wildpopulation von Tsetsefliegen in Ost Mittel und Westafrika wurde von bis zu 15 verschiedene GpSGHV Haplotypen mit unterschiedlicher Pravalenz berichtet 29 30 Die Pravalenz Krankheitshaufigkeit dieses Virus ist bei Glossina pallidipes hoch 80 31 Musca hytrovirus Bearbeiten Die Gemeine Stubenfliege Musca domestica ist der naturliche Wirt der Virusspezies Musca hytrovirus alias Musca domestica salivary gland hypertophy virus MdSGHV Das Virus verursacht bei dem Wirt nur akute symptomatische offene SGH Infektionen 32 16 Innerhalb der Stubenfliegenpopulationen induziert MdSGHV Raten offener SGH Symptome zwischen 0 und 40 Diese hohe Variabilitat ist bedingt durch die unterschiedliche saisonalen Dichte der Fliegenpopulationen an den verschiedenen Probenahmestellen 31 Unter Laborbedingungen kann MdSGHV auch andere Insekten infizieren einschliesslich 33 Musca autumnalis Herbstfliege oder Herbststubenfliege Stomoxys calcitrans Wadenstecher auch Wadenbeisser Gemeine Stechfliege oder Brennfliege genannt Hydrotaea aenescens englisch black dump fly black garbage fly Larvenjager der Stubenfliege MdSGHV induziert bei anderen Wirten als der Stubenfliege jedoch keine offen zutage tretende SGH Symptome es beeinflusst jedoch erheblich die Entwicklung der Eierstocke und kann bei einigen Muscidae auch zum Tod fuhren wie beim Wadenstecher Stomoxys calcitrans und der Kippenfliege Hydrotaea aenescens Merodon equestris hytrosavirus Bearbeiten Dieses vorgeschlagene Mitglied der Hytrosaviridae infiziert die Grosse Narzissenfliege Merodon equestris eine Schwebfliege verwandt mit der Zwiebel Schwebfliege Merodon trochantericus Eine genauere Charakterisierung steht noch aus 17 Krankheitsbild und Gewebeaffinitat BearbeitenAlle Hytrosaviren SGHVs bewirken ein grob gesehen ahnliches Krankheitsbild SGH Symptome in den Speicheldrusen ihrer jeweiligen adulten Insektenwirte nur auf zellularer Ebene gibt es zwischen den beiden bekannten Gattungen Glossinavirus und Muscavirus Unterschiede Beide Paare des Speicheldrusengewebes sind gleichermassen betroffen und bis zum Vierfachen ihrer normalen Grosse geschwollen wobei sich die Vergrosserung uber die gesamte Lange der distalen Bereiche der Speicheldrusen erstreckt Infektionen von anderen Geweben als den Speicheldrusen gehen mit verschiedenen Pathologien einher wie z B Reproduktionsstorungen Unfruchtbarkeit bei Weibchen und ein gestortes Paarungsverhalten Krankheitsverlauf in den Speicheldrusen Bearbeiten GpSGHV verursacht bei den infizierten Tsetsefliegen eine Speicheldrusenhyperplasie d h nur das zytoplasmatische nicht aber das Kernkompartiment der Drusen ist vergrossert 7 Die infizierten Speicheldrusenzellen konnen sich jedoch teilen Es wird angenommen dass diese Pathologie auf die virusinduzierte Reprogrammierung der ausdifferenzierten Speicheldrusenzellen zuruckzufuhren ist Insgesamt ist das Auftreten offenkundiger SGH Symptome eher die Ausnahme als die Regel Nur unter einigen unbekannten Bedingungen geht der asymptomatische symptomfreie Infektionszustand in einen symptomatischen Infektionszustand mit den Symptomen uber 34 Wenn GpSGHV in adulte Stadien der Tsetsefliege kunstlich eingeimpft wird entwickeln sich bei den Nachkommen der ersten Generation F1 Nachkommen der injizierten Muttertiere offensichtliche SGH Symptome nicht jedoch bei den Eltern selbst 8 MdSGHV induziert eine Speicheldrusenhypertrophie in der Stubenfliege d h sowohl das zytoplasmatische als auch das Kernkompartiment des Speicheldrusengewebes vergrossern sich und die infizierten Zellen konnen sich nicht mehr teilen Wenn MdSGHV Suspensionen in adulten Stubenfliegen kunstlich injiziert werden bewirkt das Virus bei 100 der infizierten Fliegen innerhalb von drei Tagen nach der Infektion offensichtliche SGH Symptome 35 Erwachsene Stubenfliegen entwickeln mit zunehmendem Alter eine erhohte Resistenz gegen MdSGHV Infektionen Krankheitsverlauf in anderen Geweben Bearbeiten Infektionen andrer Gewebeteile der Tsetsefliegen durch GpSGHV sind konnen Hodendegeneration Ovarienanomalien schwere Nekrose und einer Verschlechterung der Entwicklung des Uberlebens und der Fruchtbarkeit der Fliege verbunden Infektionen der Milchdrusen verursachen Nekrose und Erschopfung der Milchreservoirorganellen 36 37 In der Stubenfliege blockiert MdSGHV in anderen Gewebeteilen die Produktion von Sesquiterpenoiden 38 was wiederum zum vollstandigen Zusammenbruch der Vitellogenese Eidotterbildung fuhrt 6 Viruslatenzzeit Bearbeiten Der symptomlose GpSGHV Infektionszustand bedeutet entweder dass die Viren dauerhaft vorhanden sind ohne zu einer Erkrankung zu fuhren subletale Persistenz oder dass das Virus schlaft sich versteckt halt Viruslatenz 39 RNA Interferenz RNAi des Wirts als auch kleinen interferierende RNA englisch small interfering RNA siRNA und Mikro RNA miRNA konnen offenbar eine GpSGHV Infektionen unter Kontrolle halten 40 41 Diagnose von und Umgang mit Hytrosavirus Infektionen BearbeitenBei der Massenaufzucht von Tsetsefliegen zum Beispiel fur die Sterile Insekten Technik fuhren Infektionen mit Hytrosaviren zu einer Verringerung der Kolonieproduktivitat was zum Kollaps der Kolonien fuhren kann 9 Das Virus wird unabsichtlich aus symptomfreien vor Ort gesammelten Tieren oder aus bereits vorhandenen Kolonien in die Massenaufzuchtanlagen eingeschleust wenn neue Kolonien zu errichtet oder vorhandene Kolonien aufgefullt werden sollen Das Virus wird danach in den Kolonien durch vertikale Ubertragung von Eltern auf die Nachkommen verbreitet Verschiedene Faktoren z B Stress oder genetische Faktoren oft aber unbekannt konnen die Expression von offenen SGH Symptomen auslosen und entweder zum Tod der Fliegen fuhren oder zumindest die Fruchtbarkeit verringern und schliesslich zum Zusammenbruch von Kolonien fuhren Wegen des Fehlens ausserer klinischen Anzeichen einer symptomfreien Hytrosavirus Infektionen wird eine Hytrosavirus Infektion bei Tsetsefliegen mithilfe eines einfachen und zuverlassigen zerstorungsfreien PCR Tests diagnostiziert Dies ermoglicht das Screening des Virus an einzelnen lebenden Fliegen 42 Die Bekampfung von Hytrosavirus Infektionen bei Tsetsefliegen in Massenhaltung kann durch einen integrierten Ansatz wirksam bekampft werden Dieser sollte folgende Massnahmen umfassen 43 ein sauberes Futterungssystem englisch Clean Feeding System CFS strenge Hygiene regelmassige und routinebasierte Uberwachung von Virusinfektionen s o und erst recht vom Auftreten offener SGH SymptomeDas CFS kann mit der Erganzung von Blutmahlzeiten mit antiviralen Arzneimitteln wie Valaciclovir kombiniert werden die in so geringen Dosen verabreicht werden dass die die DNA Synthese der Fliege nicht beeintrachtigt wird 44 Bei der Verabreichung wird das antivirale Arzneimittel durch die viral kodierte Thymidylatsynthase in aktive Metaboliten umgewandelt Diese blockieren anschliessend die Virusreplikation was zu einer Verringerung der Virustiter und der Abgabe von Viren fuhrt Einzelnachweise Bearbeiten a b ICTV ICTV Master Species List 2020 v1 New MSL including all taxa updates since the 2019 release March 2021 MSL 36 Abd Alla A Vlak J Bergoin M Maruniak J Parker A Burand J Jehle J Boucias D et al Hytrosaviridae A proposal for classification and nomenclature of a new insect virus family in Arch Virol 154 2009 S 909 918 PMID 19458899 Hytrosavirus Study Group of the ICTV SIB Double Strand DNA Viruses auf ViralZone Henry M Kariithi Jan W M van Lent Sjef Boeren Adly M M Abd Alla Ikbal Agah Ince Monique M van Oers Just M Vlak Correlation between structure protein composition morphogenesis and cytopathology of Glossina pallidipes salivary gland hypertrophy virus In Journal of General Virology 94 Jahrgang Nr 1 2013 S 193 208 doi 10 1099 vir 0 047423 0 PMID 23052395 a b c d Adly M M Abd Alla Henry M Kariithi Francois Cousserans Nicolas J Parker Ikbal Agah Ince Erin D Scully Sjef Boeren Scott M Geib Solomon Mekonnen Just M Vlak Andrew G Parker Marc J B Vreysen Max Bergoin Comprehensive annotation of Glossina pallidipes salivary gland hypertrophy virus from Ethiopian tsetse flies a proteogenomics approach In Journal of General Virology 97 Jahrgang Nr 4 2016 ISSN 1465 2099 S 1010 1031 doi 10 1099 jgv 0 000409 PMID 26801744 PMC 4854362 freier Volltext a b Henry M Kariithi Xu Yao Fahong Yu Peter E Teal Chelsea P Verhoeven Drion G Boucias Responses of the Housefly Musca domestica to the Hytrosavirus Replication Impacts on Host s Vitellogenesis and Immunity In Frontiers in Microbiology 8 Jahrgang 5 April 2017 ISSN 1664 302X S 583 doi 10 3389 fmicb 2017 00583 PMID 28424677 PMC 5380684 freier Volltext a b c Henry M Kariithi Irene K Meki Drion G Boucias Adly MM Abd Alla Hytrosaviruses current status and perspective In Current Opinion in Insect Science 22 Jahrgang 1 August 2017 ISSN 2214 5745 S 71 78 doi 10 1016 j cois 2017 05 009 PMID 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November 2013 ISSN 2075 4450 S 683 693 doi 10 3390 insects4040683 PMID 26462530 PMC 4553510 freier Volltext Henry M Kariithi Hytrosaviridae Hytrosaviridae dsDNA Viruses In International Committee on Taxonomy of Viruses ICTV International Committee on Taxonomy of Viruses ICTV Juni 2019 abgerufen im 1 Januar 1 englisch ViralZone Hytrosaviridae SIB SIB Glossinavirus auf ViralZone a b Adly M M Abd Alla Francois Cousserans Andrew G Parker Johannes A Jehle Nicolas J Parker Just M Vlak Alan S Robinson Max Bergoin Genome analysis of a Glossina pallidipes salivary gland hypertrophy virus reveals a novel large double stranded circular DNA virus In Journal of Virology 82 Jahrgang Nr 9 2008 ISSN 1098 5514 S 4595 4611 doi 10 1128 JVI 02588 07 PMID 18272583 PMC 2293021 freier Volltext Alcelaphine fehlgeschrieben als Acelaphine SIB Muscavirus auf ViralZone a b Alejandra Garcia Maruniak James E Maruniak William Farmerie Drion G Boucias Sequence analysis of a non classified non occluded DNA virus that 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