[en] The present Ph.D. dissertation aims to delve into understanding the evolutionary dynamics of porcine reproductive and respiratory virus (PRRSV), within the framework of farms implementing vaccination. Through three studies, it elucidates the virus's evolution in diverse scenarios associated with the infection. The first study focuses on the immediate impact of an outbreak of PRRSV in a farrow-to-fattening farm applying a vaccination program. Over the course of a year, piglets were monitored from birth to nine weeks of age to examine their PRRSV-status using RT-qPCR and serological analyses, together with sequencing (whole genome, nsp2, nsp9, and ORF5), providing an in-depth exploration of the virus's dynamics during the post-outbreak period. The results showed that the initial genetic diversity of the virus within the farm was generated mostly by vertical transmission, with one variant eventually prevailing over time. Additionally, the study's findings suggest that non-responder sows and super-spreaders may play a significant role in the transmission of PRRSV. The second study covers a two-year observation period of a PRRSV-vaccinated farrow-to-finish farm that had remained endemic for an extended period. Similar to the first study, piglets were followed from birth to nine weeks of age to explore the evolution of the infection. By using ORF5 and whole-genome sequencing, the emergence of a viral variant and the lateral introduction of a new strain were explored. A detailed analysis of the viral variants sought to identify the factors that drive their emergence, encompassing replication kinetics, evasion of neutralization, attachment to macrophages, and inhibition of the interferon response. Results spotlighted the abrupt replacement of one viral variant by another and revealed that the emergence of a viral variant, with only twenty-five amino acid differences in the whole genome, can lead to an incidence surge akin to that induced by a new strain, with a 20% nucleotide difference from the previous one. The key factors driving the dominance of these variants were their ability to escape neutralization, plus an enhanced capacity to infect macrophages. The third study investigated the evolution and persistence dynamics of PRRSV-1 within an endemically infected and vaccinated farm that was approaching stabilization. Once again, piglets were followed from birth to nine weeks of age, examining the incidence of the disease, the serological status of the animals, and using sequencing techniques to determine the transmission and evolution of the virus. When the farm was close to achieve herd stabilization, a critical event unfolded: a single failure of recall vaccination of sows related to elevated temperatures during the summer led to a resurgence of the infection. This lapse resulted in a surge to almost 100% incidence at six weeks of age, a drop in maternally-derived immunity, and a rise in genetic diversity within the virus. Notably, prior to this vaccination issue, while transmission was relatively controlled, the genetic diversity of the virus was on a declining trajectory. Furthermore, the study reveals that both selection and recombination contributed to the viral diversity observed in this farm. The findings underscore the importance of strict vaccination adherence in controlling PRRSV incidence and genetic diversity. Overall, the results of this Ph.D. dissertation advance our understanding of the mechanisms underlying PRRSV persistence and its evolution within farms under vaccination pressure.

[es] La presente tesis tiene como objetivo profundizar en la comprensión de la dinámica evolutiva del virus del síndrome reproductivo y respiratorio porcino (acrónimo en inglés, PRRSV) en el contexto de granjas que implementan vacunación. A través de tres estudios, se esclarece la evolución del virus en diversos escenarios relacionados con la infección. El primer estudio se centra en el impacto inmediato de un brote de PRRSV en una granja que aplica vacunación. En el transcurso de un año, se monitorearon lechones desde el nacimiento hasta las nueve semanas de edad para examinar su estado de PRRSV mediante RT-qPCR y análisis serológicos, junto con secuenciación (genoma completo, nsp2, nsp9 y ORF5), analizando en detalle la dinámica del virus durante el período post-brote. Los resultados mostraron que la diversidad genética inicial del virus fue generada principalmente por la transmisión vertical, con una variante que finalmente prevaleció con el tiempo. Además, los hallazgos del estudio sugieren que las cerdas no respondedoras y los superdiseminadores pueden desempeñar un papel significativo en la transmisión de PRRSV. El segundo estudio cubre un período de observación de dos años en una granja que vacunaba contra PRRSV y permanecía endémica desde hacía tiempo. Como en el primer estudio, se siguieron lechones desde el nacimiento hasta las nueve semanas de edad para explorar la evolución de la infección. Mediante la secuenciación de ORF5 y genoma completo, se exploró la emergencia de una variante viral y la introducción lateral de una nueva cepa. Se realizó un análisis de las variantes virales con el propósito de identificar los factores que contribuyen a su emergencia, incluyendo aspectos como la cinética de replicación, la evasión de neutralización, la capacidad de adherencia a macrófagos y la inhibición de la respuesta de interferón. Los resultados destacaron la sustitución abrupta de una variante viral por otra y revelaron que la emergencia de una variante viral, con solo veinticinco diferencias de aminoácidos en el genoma completo, puede provocar un aumento de la incidencia similar al provocado por una nueva cepa con un 20% de diferencia nucleotídica respecto a la anterior. Los factores clave que propiciaron la predominancia de estas variantes fueron su habilidad para escapar de la neutralización y una capacidad mejorada para infectar macrófagos. El tercer estudio investigó la dinámica de evolución y persistencia del PRRSV en una granja endémica y vacunada que se aproximaba a la estabilización. Asimismo, se siguieron lechones desde el nacimiento hasta las nueve semanas de edad, examinando la incidencia de enfermedad, el estado serológico de los animales y utilizando la secuenciación para determinar la transmisión y evolución del virus. Cuando la granja estaba cerca de lograr la estabilización, tuvo lugar un evento crítico: un único fallo en la vacunación de recuerdo de las cerdas relacionado con temperaturas elevadas en verano desencadenó un resurgimiento de la infección. Esta omisión resultó en un aumento de casi el 100% de la incidencia a las seis semanas de edad, una disminución de la inmunidad maternal y un incremento en la diversidad genética del virus. Destacablemente, antes de este problema de vacunación, mientras la transmisión estaba relativamente controlada, la diversidad genética del virus tenía una tendencia decreciente. Además, el estudio revela que tanto la selección como la recombinación contribuyeron a la diversidad viral observada en esta granja. Los hallazgos subrayan la importancia de la estricta adherencia a la vacunación en el control de la incidencia y la diversidad genética de PRRSV. En resumen, los resultados de esta tesis contribuyen en el avance de nuestra comprensión de los mecanismos subyacentes a la persistencia de PRRSV y su evolución dentro de granjas sometidas a la presión de vacunación.