Studie belegt Übertragung des felinen Coronavirus zwischen Haus- und Wildkatze

Eine neue Studie von Forschern der Veterinärmedizinischen Fakultät findet den ersten genetischen Beweis für die Übertragung des felinen Coronavirus (FCoV) zwischen einer in Gefangenschaft lebenden Wildkatze und einer Hauskatze.

Die Entdeckung, die durch einen neuartigen Ansatz unter Verwendung der Hybridisierungs-Erfassungs-Gensequenzierung der nächsten Generation ermöglicht wurde, hat Auswirkungen auf die Bekämpfung dieses wenig verstandenen Virus und seiner Folgen sowie anderer Krankheiten.

„Wir wissen nicht genau, wozu FCoV fähig ist und wie es sich überträgt“, sagte Gary Whittaker, James Law Professor für Virologie in den Abteilungen Mikrobiologie und Immunologie sowie öffentliche und Ökosystemgesundheit und korrespondierender Autor des Papiers, das veröffentlicht In Mikrobiologie-Spektrum.

Die Erstautorin des Artikels ist Ximena Olarte Castillo, Postdoktorandin im Labor der Co-Autorin Laura Goodman, Ph.D. ’07, Assistenzprofessorin in der Abteilung für öffentliche und Ökosystemgesundheit und am Baker Institute for Animal Health.

Frühere Forschungen haben zwei verschiedene Genotypen von FCoV identifiziert, die als Typ 1 und 2 bezeichnet werden. Sie unterscheiden sich in ihrem viralen Spike-Protein (S), das bestimmt, welche Arten von Zellen das Virus infizieren kann. Aktuelle Erkenntnisse deuten darauf hin, dass bestimmte Mutationen in beiden Versionen von FCoV es einigen Subtypen ermöglichen können, unterschiedliche Zelltypen anzugreifen und das Virus von einer wenig pathogenen in eine hoch pathogene Form umzuwandeln.

Während FCoV normalerweise nur leichte Symptome verursacht und bei den meisten Hauskatzen jahrelang vorhanden sein kann, ohne Probleme zu verursachen, mutieren einige Stämme und verursachen anschließend die infektiöse Peritonitis der Katze (FIP).

FIP wurde erstmals 1963 von Dr. Jean Holzworth, DVM ’50, beschrieben. Es verursacht häufig systemische und neurologische Symptome und galt bis zur relativ neuen Entwicklung sicherer und wirksamer antiviraler Medikamente (am wirkungsvollsten eine Verbindung namens GS-441524) als fast immer tödlich. Derzeit gibt es keinen wirksamen Impfstoff zur Vorbeugung von FIP bei Katzen.

Da wilde Katzen genetisch eng mit Hauskatzen verwandt sind, können sie besonders anfällig für eine Infektion mit Krankheiten wie FCoV sein und in der Folge an FIP erkranken. Katzenfutter, das beispielsweise für Streunerkatzen gedacht ist, kann wilde Katzen anlocken und so das Übertragungsrisiko erhöhen.

Vor kurzem haben Whittaker und andere Forscher kennzeichnen einen anhaltenden Ausbruch eines neuartigen FCoV-2 bei wilden, streunenden und freilaufenden Katzen auf Zypern, was zu einer 40-fachen Zunahme der gemeldeten virusbedingten Todesfälle auf der Insel führte.

Die aktuelle Arbeit befasst sich mit einem Fall der Übertragung von FCoV-1 zwischen einer Hauskatze und einer Wildkatze, der sich 2008 in einer US-amerikanischen zoologischen Einrichtung ereignete. Die Hauskatze und eine junge Manulkatze – eine in Zentral- und Westasien heimische Art – teilten sich ein Zimmer und starben beide an FIP. Durch die Untersuchung gefrorener Gewebeproben beider Tiere hofften die Forscher, ein wichtiges Rätsel um das feline Coronavirus zu lösen.

Obwohl FCoV bei vielen wildlebenden Katzenarten nachgewiesen wurde, blieb der spezifische Genotyp (FCoV-1 oder FCoV-2) aufgrund der technischen Herausforderungen bei der Sequenzierung des hochvariablen S-Gens unbekannt.

„Durch die Verwendung eines halbzielgerichteten Ansatzes – bekannt als Hybridisierungserfassung – zusammen mit Sequenzierung der nächsten Generation konnten wir das gesamte Genom von FCoV-1 sowohl im Gewebe der Hauskatze als auch im Gewebe der Manulkatze erkennen und sequenzieren“, sagte Olarte Castillo. „Die Hauptunterschiede zwischen FCoV-1 und FCoV-2 liegen in sehr variablen Regionen. Wir müssen also von der gezielten Erkennung spezifischer Gene zur Sequenzierung des gesamten Genoms übergehen, und diese Technik scheint sehr vielversprechend.“

Obwohl es sich bei der aktuellen Studie um eine retrospektive Studie handelte, „wurde uns jetzt, da wir über die Technologie verfügen, klar, dass diese Probe als Machbarkeitsnachweis für eine effektive Reaktion auf einen Krankheitsausbruch dienen könnte“, sagte Whittaker.

Zu diesem Zweck stellte das Cornell Feline Health Center (FHC) kürzlich kurzfristig Mittel für einen NextSeq 1000-Sequenzer der neuesten Generation bereit, der in den Laboren des Baker Institute untergebracht ist.

„Das FHC hat große Investitionen getätigt, damit wir im Falle eines zukünftigen Ausbruchs vorbereitet sind und sehr schnell feststellen können, mit welchem ​​Stamm wir es zu tun haben“, sagte Goodman. „Wir hoffen, dass wir den Ärzten so schnell wie möglich die Informationen geben können, die sie brauchen, um zu reagieren und die sich entwickelnde Situation einzudämmen.“

„Diese Studie ist insofern äußerst wirkungsvoll, als sie nicht nur den ersten Beweis für die Übertragung von FCoV-1 zwischen einer Hauskatze und einer Wildkatze liefert, sondern auch, weil dabei modernste Technologie zum Einsatz kommt, die zur Verbesserung der Überwachungsbemühungen hinsichtlich FCoV und anderer Krankheitserreger bei Haus- und Wildkatzenarten weltweit eingesetzt werden kann“, sagte Bruce Kornreich, DVM ’92, Ph.D. ’05, Direktor des FHC.

Auf lange Sicht hoffen die Forscher, dass ihre Bemühungen bei der Sequenzierung von FCoV – und anderen Krankheiten – dazu beitragen werden, das Potenzial für eine Arzneimittelresistenz des Virus besser zu verstehen, da der Einsatz antiviraler Mittel gegen FIP inzwischen weit verbreitet ist, und die besten Managementpraktiken für die Eindämmung der Krankheit zu bestimmen.

„Wir müssen uns grundlegendes Wissen aneignen, um herauszufinden, welche Art von Verwaltung für die Zukunft erforderlich ist“, sagte Whittaker.