Exemplary investigations of squirrels and shrews as relevant virus reservoir hosts
Rodents and other small mammals, such as shrews, are important reservoirs for numerous zoonotic pathogens. In addition, also various non-zoonotic agents such as polyomaviruses and herpesviruses have been described in these species. The development and broad availability of new methods, in particular High-Throughput Sequencing, has led to a growing number of newly discovered viruses in recent years. This knowledge about novel viruses is of great importance for the development of appropriate diagnostics and control or prevention measures. Nevertheless, it is assumed that only a very small part of the existing viruses is known so far and that the number of other currently unknown pathogens is enormous. The aim of the present work was to exemplary investigate the reservoir function of squirrels and shrews for selected viruses. These investigations led to the discovery and further characterization of novel polyomaviruses and beta- and gammaherpesviruses in different squirrel species of the family Sciuridae with conventional polymerase chain reactions (PCRs) and subsequent sequencing using a primer-walking strategy. Full genomes of three squirrel polyomaviruses could be generated this way. In the course of further characterization, splice products of the early and late gene region were identified for Sciurus carolinensis polyomavirus 1 (ScarPyV1). Furthermore, the application of polyomavirus-, betaherpesvirus- and gammaherpesvirus-specific PCRs led to a first prevalence estimation of the occurrence of these viruses in their potential reservoir hosts. The multiple detection of the pathogens and high prevalences within the selected species provided indications for the conspicuous host association of these viruses. In addition, the role of the bicolored white-toothed shrew, Crocidura leucodon, in transmission processes of zoonotic bornaviruses was further analysed based on an outbreak of the Borna disease on an alpaca farm in the federal state of Brandenburg, Germany. The present results identify Brandenburg as a previously undescribed endemic area for the borna disease virus 1 (BoDV-1) and confirm the bicolored white-toothed shrew, Crocidura leucodon, as the so far only known reservoir host for BoDV-1. In summary, the data collected in this thesis contribute to a deeper understanding of the virus diversity in squirrels and the remarkable host specificity of the analysed example viruses. In addition, the studies provide important insights into the role of squirrels as potential virus reservoirs, as well as the bicolored white-toothed shrew as known reservoir host for BoDV-1.
Nagetiere und andere Kleinsäuger, wie Spitzmäuse, stellen wichtige Reservoire für zahlreiche Zoonoseerreger dar. Darüber hinaus sind bei diesen Arten auch verschiedene nicht-zoonotische Erreger, wie Polyoma- und Herpesviren beschrieben worden. Die Entwicklung und breite Verfügbarkeit von neuen Methoden, insbesondere die Hochdurchsatz-Sequenzierung, führte in den vergangenen Jahren zu einer wachsenden Zahl neuentdeckter Viren. Diese Kenntnisse über neue Viren sind von großer Bedeutung für die Entwicklung von geeigneter Diagnostik und Kontroll- oder Präventionsmaßnahmen. Nichtsdestotrotz wird davon ausgegangen, dass bisher nur ein sehr kleiner Teil der existierenden Viren bekannt und die Zahl an weiteren derzeit noch unbekannten Erregern enorm ist. Das Ziel der vorliegenden Arbeit bestand in der exemplarischen Untersuchung der Reservoirfunktion von Hörnchen und Spitzmäusen für ausgewählte Viren. Diese Untersuchungen führten zur Entdeckung und weiteren Charakterisierung von neuen Polyoma-, und Betaherpesviren und Gammaherpesviren in verschiedenen Hörnchenspezies der Familie Sciuridae mithilfe von konventionellen PolymeraseKettenreaktionen (PCRs) und anschließender Sequenzierung mittels Primer-WalkingStrategie. Für drei Hörnchen-Polyomaviren konnten auf diese Weise Vollgenome generiert werden. Im Rahmen der weiteren Charakterisierung wurden für Sciurus carolinensis Polyomavirus 1 (ScarPyV 1) Spleiß-Produkte der frühen und späten Genregion identifiziert. Des Weiteren führte die Verwendung von Polyomavirus-, Betaherpesvirus- und Gammaherpesvirus-spezifischen PCRs zu einer ersten Prävalenzabschätzung des Vorkommens dieser Viren in ihren potentiellen Reservoirwirten. Der multiple Nachweis der Erreger und die hohe Prävalenz innerhalb der ausgewählten Arten lieferten Hinweise zur spezifischen Wirtsassoziation dieser Viren. Darüber hinaus wurde anhand eines Ausbruchs der Borna’schen Krankheit in einer Alpakahaltung in Brandenburg, die Rolle der Feldspitzmaus, Crocidura leucodon, im Rahmen des Transmissionsgeschehens von zoonotischen Bornaviren weiter analysiert. Die vorliegenden Ergebnisse identifizieren Brandenburg als ein vorher nicht beschriebenes Endemiegebiet für das Borna Disease Virus 1 (BoDV-1) und bestätigen die Feldspitzmaus, Crocidura leucodon, als einzigen bisher bekannten Reservoirwirt für BoDV-1. Zusammenfassend tragen die in dieser Dissertation erhobenen Daten zu einem tieferen Verständnis der Virusvielfalt in Hörnchen und der stark ausgeprägten Wirtsspezifizität der Beispielviren bei. Darüberhinaus liefern die Studien wichtige Erkenntnisse zur Rolle von Hörnchen als potenzielle Virusreservoire, sowie zur Feldspitzmaus, Crocidura leucodon, als bekanntem Reservoir für BoDV-1.
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