Experimentelle Untersuchungen an Fledermäusen als potenzielles Reservoir von Ebolaviren
Creators: name: Bokelmann, Marcel
Publisher: name: Humboldt-Universität zu Berlin
Year: 2021
Subjects: subject: Ebolaviren
subject: Natürliches Reservoir
subject: Reservoirwirt
subject: Fledermäuse
subject: Ebola
subject: ebolaviruses
subject: natural reservoir
subject: reservoir host
subject: bats
subject: microbats
subject: 570 Biowissenschaften; Biologie
subject: WS 5850
subject: XD 7954
subject: XG 4904

description: Wenige Studien haben erste Hinweise darauf geliefert, dass die insektivore Fledermausart Mops condylurus ein natürliches Reservoir von Ebolaviren sein könnte. Im Rahmen dieser Doktorarbeit wurden weitere Hinweise gesucht, um die Bedeutung dieser Fledermausart als Reservoirwirt für Ebolaviren besser beurteilen zu können. Dafür wurden die Expressionslevel des Membranproteins Niemann-Pick C1 (NPC1), welches essentiell für den Eintritt von Ebolaviren in ihre Wirtszellen ist, in vitro durch konfokale Mikroskopie und Durchflusszytometrie charakterisiert. In dieser Arbeit generierte Primärzellkulturen aus 12 verschiedenen Organen von M. condylurus zeigten für die meisten Primärzellen deutlich niedrigere Expressionslevel als Kontrollzellen von Mensch, Affe oder einer europäischen Fledermaus. Die untersuchte Replikationskinetik von Ebola virus (EBOV) zeigte in allen Primärzellen von M. condylurus niedrigere Replikationsraten, die meistens mit den niedrigen NPC1 Rezeptor-Expressionsleveln korrelierten. Geringere Mengen von NPC1 könnten in vivo zur Virusreplikation auf niedrigerem Niveau beitragen. Desweiteren zeigten alle Primärzellen von M. condylurus eine hohe Toleranz gegenüber EBOV ohne Zelltot. Eine beobachtete Persistenz in Lungenprimärzellen könnte die intrinsische Fähigkeit widerspiegeln, dass Ebolaviren auch in vivo in dieser Fledermausart persistieren könnten. Mit den geringeren NPC1-Rezeptor-Expressionsleveln, der geringeren Virusreplikation, der hohen Toleranz gegenüber EBOV und der Etablierung von persistenten Infektionen in Primärzellen von M. condylurus wurden in vitro zusätzliche Hinweise gewonnen, die die Wahrscheinlichkeit dieser Fledermausspezies als ein mögliches natürliches Reservoir von Ebolaviren erhöht. Ergebnisse von zusätzlichen Temperaturversuchen lassen vermuten, dass die Heterothermie der Fledermäuse einen Schlüsselfaktor für die Toleranz von Ebolaviren in vivo darstellen und darüber hinaus an der Balance zwischen Viruskontrolle und Virusvermehrung beteiligt sein könnte.
description: Few studies provide first evidence that Mops condylurus, an insectivorous microbat, could be a natural reservoir for ebolaviruses. The aim of this thesis was to investigate indicators to determine the potential role of this bat species in the ecology of ebolaviruses. Therefore, the expression levels of the membrane protein Niemann-Pick C1 (NPC1), essential for the entry of ebolaviruses into their host cells, were characterized in vitro by confocal microscopy and flow cytometry. Our generated primary cell cultures from 12 different organs from M. condylurus showed significantly lower expression levels in most primary cells compared to control cells from human, monkey or a European bat. In most cases, lower Ebola virus (EBOV) replication rates in primary cells from M. condylurus, determined by RT-qPCR, correlated to lower NPC1 receptor expression levels. Low NPC1 receptor expression levels may contribute to decreased virus replication rates also in vivo. Additionally, all primary cells were highly tolerant to EBOV infections without cell death. The observed establishment of persistent EBOV infections in lung primary cells from M. condylurus may reflect the intrinsic ability to persist in vivo in this bat species. With lower NPC1 receptor expression levels, lower virus replication rates, high tolerance to EBOV infections and establishment of persistent infections in primary cells from M. condylurus, the in vitro experiments provided further evidence that this bat species is a potential reservoir of ebolaviruses. Results from additional temperature experiments suggest, that heterothermy of M. condylurus could be a key factor for tolerance to EBOV infections in vivo and be involved in balancing the level of virus replication.