The NS segment of H5N1 avian influenza viruses (AIV) enhances the virulence of an H7N1 AIV in chickens

Abstract

Some outbreaks involving highly pathogenic avian influenza viruses (HPAIV) of subtypes H5 and H7 were caused by avian-to-human transmissions. In nature, different influenza A viruses can reassort leading to new viruses with new characteristics. We decided to investigate the impact that the NS-segment of H5 HPAIV would have on viral pathogenicity of a classical avian H7 HPAIV in poultry, a natural host. We focussed this study based on our previous work that demonstrated that single reassortment of the NS-segment from an H5 HPAIV into an H7 HPAIV changes the ability of the virus to replicate in mammalian hosts. Our present data show that two different H7-viruses containing an NS-segment from H5-types (FPV NS GD or FPV NS VN) show an overall highly pathogenic phenotype compared with the wild type H7-virus (FPV), as characterized by higher viral shedding and earlier manifestation of clinical signs. Correlating with the latter, higher amounts of IFN-β mRNA were detected in the blood of NS-reassortant infected birds, 48 h post-infection (pi). Although lymphopenia was detected in chickens from all AIV-infected groups, also 48 h pi those animals challenged with NS-reassortant viruses showed an increase of peripheral monocyte/macrophage-like cells expressing high levels of IL-1β, as determined by flow cytometry. Taken together, these findings highlight the importance of the NS-segment in viral pathogenicity which is directly involved in triggering antiviral and pro-inflammatory cytokines found during HPAIV pathogenesis in chickens. © 2014 Vergara-Alert et al.; licensee BioMed Central Ltd.

Algunos brotes relacionados con los virus de la gripe aviar altamente patógena (VIAAP) de los subtipos H5 y H7 fueron causados por transmisiones de aves a seres humanos. En la naturaleza, los diferentes virus de la gripe A pueden reordenarse, lo que da lugar a nuevos virus con nuevas características. Decidimos investigar el impacto que el segmento NS del VIAAP H5 tendría en la patogenicidad viral del VIAAP H7 clásico en las aves de corral, un huésped natural. Enfocamos este estudio basándonos en nuestro trabajo previo que demostró que el simple reordenamiento del segmento NS de un VIAAP H5 a un VIAAP H7 cambia la capacidad del virus de replicarse en los huéspedes mamíferos. Nuestros datos actuales muestran que dos virus H7 diferentes que contienen un segmento NS de los tipos H5 (FPV NS GD o FPV NS VN) muestran un fenotipo general altamente patógeno en comparación con el virus tipo salvaje H7 (FPV), caracterizado por una mayor descamación viral y una manifestación más temprana de los signos clínicos. En relación con este último, se detectaron mayores cantidades de ARNm del IFN-β en la sangre de aves infectadas con NS, 48 h después de la infección (pi). Aunque se detectó linfopenia en pollos de todos los grupos infectados por el virus de la inmunodeficiencia humana (VIA), también 48 h pi los animales desafiados con virus resistentes al síndrome nefrótico mostraron un aumento de células periféricas similares a monocitos/macrófagos que expresaban altos niveles de IL-1β, según se determinó mediante citometría de flujo. En conjunto, estos hallazgos destacan la importancia del segmento NS en la patogenicidad viral, que está directamente involucrado en el desencadenamiento de las citoquinas antivirales y pro-inflamatorias encontradas durante la patogénesis del HPAIV en los pollos.