Genetische diversiteit en klassificatie van menselijke en dierlijke rotavirussen.

Rotavirusinfecties veroorzaken jaarlijks meer dan 600.000 overlijdens bij jonge kinderen. Het rotavirusgenoom bestaat uit 11 segmenten van dubbelstengig RNA, coderend voor 6 structurele (VP) en 6 niet-structurele (NSP) proteïnen. VP7 en VP4 vormen de buitenste laag van het viruspartikel en worden gebruikt om respectievelijk G- en P-types te definiëren, die gebruikt worden voor een dubbel classificatiesysteem. G1P[8], G2P[4], G3P[8], G4P[8] en G9P[8] zijn wereldwijd de meest voorkomende menselijke rotavirus genotypes. Het G9 VP7-genotype is nog maar recent opgedoken in de menselijke populatie en is vermoedelijk afkomstig van varkens. Rotavirussen gebruiken verschillende strategieën om genetische diversiteit te genereren en zich aan te passen aan veranderende omstandigheden. De meest algemene manier voor virussen om hun genetisch materiaal te veranderen is de accumulatie van puntmutaties veroorzaakt door fouten tijdens de replicatie van het virus. Deze "genetisch drift" is een traag, constant proces dat resulteert in nakomelingen die een klein beetje verschillen van hun voorouders. Een tweede belangrijk mechanisme dat rotavirussen gebruiken om genetische diversiteit te generen is reassortering. Reassortering is een natuurlijk proces en kan enkel gebruikt worden door virussen met een gesegmenteerd genoom zoals rotavirussen gebruiken om genetische diversiteit te generen is reassortering. Reassortering is een natuurlijk proces en kan enkel gebruikt worden door virussen met een gesegmenteerd genoom zoals rotavirussen of influenzevirussen. Reassortering kan voorkomen als twee virussen dezelfde cel infecteren, en kan resulteren in nieuwe virussen met een mix van de genen en fenotypische eigenschappen van beide ouderstammen. Aangezien reassortering van drastische verandering in het rotavirusgenoom veroorzaakt, wordt het ook "genetische shift" genoemd. Reassorteringen gebeuren meestal tussen rotavirusstammen die in dezelfde soort circuleren, maar kan ook gebeuren tussen virussen van verschillende soorten, nadat één virus erin slaagt om een andere soort te infecteren. De frequentie van dergelijke infecties van een andere gastheersoort is onbekend, aangezien in de meeste gevallen het zal leiden tot een asymptomatische, zich niet verder verspreidende infectie, die meestal niet zal worden gedetecteerd. Als een virus er echter in slaagt om na het infecteren van een andere soort een reassortering te ondergaan met een endemische rotavirusstam, is de kans veel groter dat het zich in de nieuwe soort kan handhaven en verspreiden. Waarschijnlijk lag dit mechanisme aan de basis van de introductie van het (varkens) G9-genotype in de menselijke populatie. Twee andere, minder belangrijke mechanismen voor het generen van genetische diversiteit zijn herschikking en recombinatie. Herschikkingen kunnen aanleiding geven tot deleties, inserties en (gedeeltelijke) duplicaties, en vooral gedeeltelijke duplicaties van rotavirusgenen werden reeds verschillende malen in de literatuur beschreven. Recombinatie tussen hetzelfde gensegment van verschillende virussen leidt tot een mozaïek-gen gedeeltelijk afkomstig van beide ouderstammen. Het doel van deze thesis was het bestuderen van de genetische diversiteit van rotavirussen, en de mechanismen die ze voor het ontstaan van deze genetische diversiteit gebruiken. Ons labo speelt een pioniersrol in het sequeneren en de fylogenetische analyse van volledige rotavirusgenomen. In het verleden werden slechts enkele van de rotavirus gensegmenten onderzocht, of werden genomen vergeleken d.m.v. RNA-RNA-hybridisaties. Door gebruik te maken van deze hybridisaties werden 2 majeure menselijke genogroepen onderscheiden, met als referentiestammen Wa en DS-1, en één mineure genogroep, met als referentiestam AU-1. Tegenwoordig is het sequeneren van genomen de standaard geworden voor de volledige moleculaire karakterisering van nieuwe rotavirussen. Door de toenemende hoeveelheid aan sequentiedata van volledige rotavirusgenomen, werd een classificatiesysteem voor aal 11 gensegmenten een noodzaak.

Trefwoorden:Rotaviruses, Epidemiology, Classification, Reassortment, Gastroenteritis

Disciplines:Laboratoriumgeneeskunde, Palliatieve zorg en zorg rond het levenseinde, Regeneratieve geneeskunde, Andere basiswetenschappen, Andere gezondheidswetenschappen, Verpleegkunde, Andere paramedische wetenschappen, Andere translationele wetenschappen, Andere medische en gezondheidswetenschappen, Scientific computing, Bio-informatica en computationele biologie, Maatschappelijke gezondheidszorg, Publieke medische diensten, Microbiologie, Systeembiologie, Immunologie