Stress and herpes infections in the frigatebird (Fregata magnificens): an experimental physiological approach

Datum: 6 december 2018

Locatie: Campus Drie Eiken, O.05 - Universiteitsplein 1 - 2610 Antwerpen-Wilrijk (route: UAntwerpen, Campus Drie Eiken)

Tijdstip: 16 uur

Organisatie / co-organisatie: Departement Biologie

Promovendus: Manrico Sebastiano

Promotor: M. Eens, D. Costantini & O. Chastel

Korte beschrijving: Doctoraatsverdediging Manrico Sebastiano - Faculteit Wetenschappen, Departement Biologie



Abstract

Pathogenen oefenen een grote selectiedruk uit op dierpopulaties, en ook infectieziekten kunnen een grote impact hebben op het overleven van vele diersoorten. Een belangrijke uitdaging in de conservatiefysiologie is het acherhalen van de proximale en ultimate factoren die ten grondslag liggen aan de klinische verschijnselen van ziektes bij dieren die in de vrije natuur leven. In deze thesis hebben we correlatieve en experimentele benaderingen gebruikt om te onderzoeken wat de oorzaken en gevolgen zijn van een virale ziekte in een populatie van de Amerikaanse fregatvogel Fregata magnificens (hierna fregatvogel).

Het eerste doel van het onderzoek was het nagaan van de mate waarin infecties met het herpesvirus zijn gelinkt aan veranderingen in de oxidatieve status van organismen. We hebben dit gedaan door alle beschikbare literatuur over dit onderwerp te bestuderen en hier een meta-analyse op uit te voeren. Met deze meta-analyse hebben we het effect van herpesvirusinfectie op oxidatieve stress gekwantificeerd en gekeken naar de eventuele beschermende rol van antioxidanten tegen herpesvirussen.

Vervolgens hebben we de link tussen herpesvirusinfecties en de oxidatieve status van fregatvogelkuikens bestudeerd in Grand Connétable Island (Frans Guiana). Ook andere endogene routes zouden beïnvloed kunnen worden door de ziekte, en daarom hebben we ook stresshormonen (corticosteron), inflammatie, immuniteit, en telomeerlengte vergeleken tussen gezonde en zieke kuikens.

Vervolgens hebben we op een experimentele manier het dieet van de fregatvogelkuikens gemanipuleerd. Onderzoek heeft uitgewezen dat de toediening van bepaalde voedingsstoffen een fundamentele rol zou kunnen spelen  bij dieren die aan virale ziektes zijn blootgesteld. Dit is echter alleen bij een beperkt aantal gedomesticeerde en laboratoriumsoorten aangetoond, en is vrijwel nog niet in het wild bestudeerd. Daarom hebben we twee verschillende experimenten uitgevoerd waarin we ten eerste de inname van een specifieke antioxidant (resveratrol) met antivirale eigenschappen verhoogden, en ten tweede het voedselaanbod verhoogden.

Blootstelling aan omgevingsstressoren speelt mogelijk een belangrijke negatieve rol op de fysiologie van wilde vogels. Deze negatieve effecten zijn echter afhankelijk van de blootstellingsduur en het trofische niveau van de diersoort. We hebben daarom de blootstelling aan organische en anorganische verontreinigende stoffen, en de stabiele isotopen (die een indicatie geven van het trofische niveau) bestudeerd in zes verschillende soorten zeevogels die op Grand Connétable Island broeden. Het doel van dit laatste onderdeel van de thesis was om te identificeren welke verontreinigende stoffen boven en gestelde veiligheidslimiet gaan, en welke essentiële spoorelementen ontbreken in het dieet van de kuikens. Die zouden dan een rol kunnen spelen bij de klinische verschijnselen  in onze studiepopulatie.

De resultaten van deze thesis wijzen naar oxidatieve stress als één van de hoofdmechanismen die ten grondslag ligt aan virale activiteit en de impact op de gezondheid. Daarnaast staan voedingsstoffen centraal in onze bevindingen, omdat deze een grote rol zouden kunnen spelen bij het verlagen van de impact van een virale ziekte op de overlevingskans van vrijlevende dieren. Een voorbeeld hiervan is dat zieke kuikens een significant hoger niveau van oxidatieve schade aan vetten hadden dan gezonde kuikens. Een ander voorbeeld hiervan is de toediening van resveratrol die de schadelijke effecten van de virale infectie op de oxidatieve status in kuikens kon bufferen.

Het voedselsupplementatie experiment toonde aan dat fregatvogelkuikens wellicht onderhevig zijn aan nutritionele stress. Daar waar we lage concentraties van persistente organische verontreinigende stoffen hebben gevonden in onze modelsoort, waren de concentraties van kwik zorgwekkend.

Onze resultaten lijken sterk te suggereren  dat  een hoge blootstelling aan kwik en voedseltekorten omgevingsstressoren zijn die van belang zijn bij de klinische verschijnselen in onze populatie (bijvoorbeeld door een degradatie van de immuun en oxidatieve status, die daardoor herpesinfecties faciliteren). Een causale link is echter nog niet bewezen.

Ons onderzoek toont aan dat uitbraken van infectieziektes, mogelijks begunstigd door veranderingen in de omgeving, desastreuze effecten kunnen hebben op wilde dierpopulaties. Daarnaast geven wij als eerste bewijs dat bij een vrijlevende  vertebraat met een tekort aan antioxidanten en/of voedsel in het dieet, de capaciteit waarmee een organisme kan omgaan met een virale ziekte gereduceerd wordt.



Link: http://www.uantwerpen.be/wetenschappen