Onderzoek Sophie Gryseels

Abstract

Hybridisatie tussen wilde soorten en hun gedomesticeerde tegenhanger vormt een grote bedreiging voor de wilde populatie. Het kan leiden tot de introductie van schadelijke allelen die vanwege artificiële selectie prevalent zijn in gedomesticeerde soorten en zelfs tot genetische overspoeling van het wilde genotype, wat resulteert in een de facto extinctie van de wilde soort. Daarentegen kan hybridisatie ook resulteren in de introductie van adaptieve allelen die voordelen bieden aan de wilde soort. Contact tussen de twee soorten kan ook leiden tot een uitwisseling van virussen, wat ernstige gevolgen kan hebben in een niet-natuurlijke gastheer. De Europese wilde kat (Felis silvestris) leeft in nauw contact met en is onderhevig aan hybridisatie en mogelijke virusuitwisseling met zijn gedomesticeerde tegenhanger (Felis catus). Het is van cruciaal belang voor het behoud van de soort om de patronen en drijfveren van introgressie en de rol die virussen hierin spelen te begrijpen. Om dit te onderzoeken zal ik whole-genome sequencing data van wilde katten gebruiken en statistische genomische algoritmen toepassen om regio's van adaptieve introgressie en zuiverende selectie te identificeren. Verder zal ik virale genomen van wilde katten karakteriseren en fylodynamica gebruiken om te testen op virusuitwisseling tussen de twee soorten. Om deze doelen te bereiken zal ik een samenwerking opstellen tussen laboratoria aan de UAntwerpen en de ULiège die specialiseren in dit type analysen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Svardal Hannes
• Co-promotor: Gryseels Sophie
• Mandaathouder: Meeus Michaël

Onderzoeksgroep(en)

• Evolutionaire ecologie (EVECO)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het Congobekken is niet alleen een hotspot van biodiversiteit voor verschillende plant- en diersoorten, maar ook voor infectieziekten. Verschillende zoönotische infecties circuleren van nature in de regio en springen regelmatig over wilde dieren op mensen. Veel van deze infecties worden overgedragen via geleedpotige vectoren zoals teken. Huisdieren zoals honden kunnen teken en hun infecties relatief gemakkelijk overbrengen van natuurlijke naar door mensen gedomineerde habitats. Door teken overgedragen infecties die normaal gesproken onder wilde dieren circuleren, hebben dus een belangrijk ecologisch potentieel om op te duiken in menselijke populaties. Om het risico op het opduiken van door teken overgedragen infecties te kunnen beperken, identificeren we twee grote noden in de provincie Tshopo, Democratische Republiek Congo: (1) een verhoogde capaciteit voor het uitvoeren van laboratoriumtesten voor de (vroege) detectie, identificatie en karakterisering van zoönotische infectieziekten en (2) een verhoogd bewustzijn van de risico's die teken bij huisdieren vormen voor zowel mensen als huisdieren zelf. Steve Ngoy, een expert in tekenecologie, bioveiligheidsprocedures en bemonstering van zoogdieren, wordt onze actor van verandering. Hij zal intense opleidingen volgen aan de UAntwerpen en de KU Leuven om geavanceerde moleculaire laboratoriumanalyses uit te voeren op teken die verzameld werden bij huisdieren. Daarnaast zal hij samenwerken met masterstudenten om het bewustzijn over door teken overgedragen infecties in lokale gemeenschappen te verhogen en hen te onderwijzen over veilige technieken om teken te verwijderen, terwijl hij zijn verzameling van teken van huisdieren uitbreidt. De laboratoriumvaardigheden zullen vervolgens worden overgedragen aan andere onderzoekers op CSB-UNIKIS door middel van een lokale laboratoriumtrainingsworkshop. Alles bij elkaar verwachten we dat dit project zal bijdragen aan de paraatheid voor epidemieën en pandemieën in Tshopo, DRC.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Gryseels Sophie

Onderzoeksgroep(en)

• Evolutionaire ecologie (EVECO)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Arbovirussen zijn afhankelijk van bloed voedende arthropoden als een vector voor de overdracht tussen vertebraten gastheren, hetzij mens of dier. Tijdens enzootische transmissie periodes overleven arbovirussen in sylvatische cycli d.m.v. vertebraten waarvan vele nog onbekend zijn. Dit project is gericht op het verkrijgen van inzicht in de ecologie en levenscyclus van deze virussen en hun vertebraten gastheren. Het onderzoek is gericht op het Afrikaans continent, aangezien meerdere zoönotische virussen hun origine terug te leiden is tot Sub-Sahara Afrika. De focus is voornamelijk op kleine wilde dieren, zoals knaagdieren en vleermuizen, met als doel het bepalen van hun bijdrage tot de aanwezigheid en verspreiding van arbovirussen. Mijn hypothese is dat deze dieren, met hun hoge dichtheid en turnover, een reservoir zijn dat de sylvatische cycli ondersteunt tijdens epizootische periodes. Deze soorten leven vaak in de nabijheid van mensen, waardoor transmissie mogelijk is. Om de hypothesen te testen, zal ik wilde dieren uit Afrika testen en genetische analyseren op arbovirus RNA. Daarnaast zal ik gastheer soorten, verspreiding bereiken en fylogeografische relaties bepalen en transmissiemodellen creëren. Onze resultaten zullen bijdragen tot een beter begrip van het voorkomen en verspreiden van arbovirussen in dieren, wat leidt tot een verbeterde voorspelling, preventie en controle van arbovirus-epidemieën in dieren en in zekere mate bij mensen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Gryseels Sophie
• Mandaathouder: De Kesel Wim

Onderzoeksgroep(en)

• Evolutionaire ecologie (EVECO)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Vele belangrijke zoönotische virussen bij de mens, zoals Ebola, Zika en de HIV-precursoren, zijn afkomstig van Afrotropische zoogdieren uit het Congobekken. Deze regio herbergt ook een van de grootste zoogdierdiversiteit ter wereld, waarvan duizenden specimens bewaard worden in de museumcollecties van KBIN, KMMA en CSB-UNIKIS. Uit hetzelfde Congobekken bewaart de KU Leuven duizenden gearchiveerde pathologische specimens van menselijke origine. Dit zijn niet alleen collecties van zoogdierweefsels en menselijke biopsies: ook het genomisch materiaal van de virussen die deze gastheren bij zich droegen is veilig opgeslagen in deze weefselcollecties. De belangrijkste doelstelling van dit project is het inschatten van het epidemiologisch potentieel van zoönotische virussen uit de Afrotropen. We zullen dit nagaan door de evolutiegeschiedenis van virussen te reconstrueren in relatie tot hun gastheren in het wild en bij de mens en door te testen of bepaalde taxonomische of ecologische groepen van zoogdieren een hogere diversiteit aan virussen herbergen, en/of virussen met een hoger potentieel om verschillende soorten te infecteren. Dit project verenigt een consortium van expert virologen, fylogenetici, museumcuratoren en taxonomen. Wij geloven dat dit inter-disciplinair project zal leiden tot baanbrekende nieuwe inzichten in de relatie tussen gastheerkenmerken en de relatieve waarschijnlijkheid voor verschillende virussen om op te duiken in nieuwe gastheersoorten - zoals de mens.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Gryseels Sophie

Onderzoeksgroep(en)

• Evolutionaire ecologie (EVECO)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

RNA virussen hebben een grote impact op de menselijke gezondheid en de samenleving. Met name virussen die voorheen onbekend waren en die plots bij mensen opduiken vanuit een dierlijke bron, kunnen catastrofale gevolgen hebben voor de menselijke populatie. Virologen zijn zich er terdege van bewust dat het grootste deel van de virusdiversiteit die niet-menselijke dieren infecteert voor ons onbekend is, maar de omvang van de discrepantie tussen onze veronderstelde kennis over RNA-virusdiversiteit en wat er nog moet worden ontdekt, is recentelijk pijnlijk duidelijk geworden door de karakterisering van verwanten van bekende zoogdier- en menselijke virussen - zoals influenza, filovirussen, coronavirussen - in zeer verschillende vertebraten-groepen zoals reptielen en vissen. In dit doctoraatsproject, stel ik voor dat een doctoraatsstudent RNA-virussen zoekt in sequentiedatasets - zowel diegene die openbaar beschikbaar zijn als die we zelf genereren uit onze uitgebreide verzamelingen van vertebraten stalen. Om deze zoektocht efficiënt uit te voeren, zullen we gebruik maken van recente vorderingen in sequentietechnologieën om protocollen te optimaliseren voor objectieve detectie van diverse leden van belangrijke virusfamilies zoals Arenaviridae, Coronaviridae, Hantaviridae, Paramyxoviridae en Retroviridae, in gearchiveerde dierenspecimens. We willen aantonen dat (potentieel divergente) verwanten van bekende leden van deze veel voorkomende virusfamilies ook vertebraten fylogroepen infecteren die gewoonlijk worden verwaarloosd bij virussurveillance. Met behulp van de nieuwe genomische diversiteitsgegevens van vertebraten-virussen, willen we ons begrip van de evolutionaire geschiedenis van belangrijke virusfamilies bijwerken en de 'prisoner of war'-hypothese testen, namelijk dat virusevolutie over lange evolutionaire tijdschalen wordt gestuurd door adaptatie aan de gastheer, hetgeen uiteindelijk zou leiden tot beperking van de snelheid van virale evolutie door de snelheid van evolutie van hun gastheren. Ik verwacht dat uit dit doctoraatsproject vier manuscripten met een hoge impact komen, en dat het ons begrip van de drijvende krachten achter evolutionaire divergentie en adaptaties van RNA-virussen aanzienlijk zal verbeteren.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Gryseels Sophie
• Mandaathouder: Dharmadhikari Tanmay

Onderzoeksgroep(en)

• Evolutionaire ecologie (EVECO)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

OMEgA bestudeert opkomende zoönotische ziekten bij Afrotropische zoogdieren door de ecologie van de infecties en de evolutionaire aspecten van de diversiteit van de pathogenen en hun geassocieerde natuurlijke gastheren te onderzoeken. Onze twee belangrijkste doelstellingen zijn (i) te ontrafelen hoe de fylogeografie, de evolutionaire geschiedenis en de ecologie van de gastheren inzicht kunnen geven in de diversiteit, de oorsprong en de verspreiding van deze zoönoseverwekkers; (ii) te onderscheiden welke ecologische mechanismen en milieuveranderingen (klimaat, landschap, verlies aan biodiversiteit, ...) de spill-over van de gastheren kunnen vergemakkelijken of de gastheerspecificiteit in stand kunnen houden, zelfs als er geen sterke moleculaire barrière is. Om deze vragen te beantwoorden, zullen we gebruik maken van Next-generation sequencing (NGS) methodes om specimens en weefsels uit museumcollecties en vers verzameld materiaal te screenen op de aanwezigheid van pathogenen, om de taxonomie van de gastheer, de fylogenetische en ecologische relaties tussen gastheersoorten en de verspreidingsgebieden van de genetisch gescheiden gastheerpopulaties te verifiëren. De resulterende informatie over de taxonomie van de gastheer, de biologie, de transmissie-ecologie van betrouwbaar geïdentificeerde pathogenen, afgeleid uit hun aanwezigheid, diversiteit, gastheerspecificiteit en evolutie, zal ons toelaten om de belangrijkste doelstellingen van de profielen te beantwoorden. Deze bevindingen zullen niet alleen onze fundamentele kennis over parasieten/pathogenendiversiteit vergroten, maar ook belangrijke gezondheidsaspecten aan de orde stellen, aangezien ze een nieuw licht zullen werpen op de omstandigheden die ertoe leiden dat zoönoseverwekkers van de mens in het wild van gastheer wisselen. Onze resultaten zullen bijdragen tot een beter begrip van de relatieve bijdragen van antropogene mondiale veranderingen (klimaatverandering, erosie van tropische bossen, veranderende landschapspatronen en menselijke activiteitspatronen) aan het ontstaan van nieuwe zoönotische ziekteverwekkers, waarvan sommige potentiële wereldwijde gezondheidsrisico's met zich meebrengen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Leirs Herwig
• Mandaathouder: Gryseels Sophie

Onderzoeksgroep(en)

• Evolutionaire ecologie (EVECO)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

De laatste jaren is er een groeiende aandacht voor wetenschappelijk onderzoek naar zoönotische en dierlijke pathogenen; nog meer toegenomen door de huidige pandemie van het zoönotische virus SARS-CoV-2. Dankzij een aanhoudende reeks succesvolle onderzoeksprojecten gefinanciers door derden heeft onze onderzoeksgroep Evolutionaire Ecologie haar onderzoek naar zoönotische en dierlijke pathogenen aanzienlijk uitgebreid, met een groeiende groep doctoraatstudenten, postdocs en zelfs ZAP die aan deze onderwerpen werken. Tegelijkertijd wordt er steeds meer verwacht van de veilige verwerking van weefselstalen van wilde dieren in condities van ten minste bioveiligheidsniveau 2. Om deze redenen ontbreekt het ons momenteel aan voldoende infrastructuur om stalen van onze uitgebreide en groeiende collectie zoogdieren te verwerken voor de verschillende, tegelijk-lopende projecten en onder de vereiste bioveiligheidsvoorwaarden; dit belemmert de voortgang van ons onderzoek naar wilde dieren en pathogenen aanzienlijk. Daarom vragen wij een bundel van apparatuur aan die samen de veiligheid van onze werkprocedures zullen verhogen en zal zorgen voor een opschaling van de stalen van wilde dieren die wij kunnen verwerken voor de opsporing en karakterisering van pathogenen. De gevraagde bundel is bedoeld om onze huidige beschikbare infrastructuur uit te breiden, en bevat apparatuur om een onlangs gerenoveerde laboratoriumruimte verder uit te rusten, speciaal voor het verwerken van potentieel besmettelijke en/of contaminatiegevoelige stalen (een bioveiligheidskabinet, gekoelde centrifuge, thermoshaker), voor het opslaan van nieuw verzamelde stalen en RNA-extracten (een -80°C ultravriezer), en voor het uitvoeren van sequencing van het volledige genoom van pathogenen (een PCR-kabinet, een Nanodrop). De resulterende state-of-the-art laboratoriumfaciliteiten zullen een succesvolle voortzetting van de huidige meer dan 10 projecten over infectiziekten mogelijk maken en zullen een hefboomeffect hebben op de groeiende expertise van de Evolutionaire Ecologie-groep op het gebied van zoönotisch onderzoek en onderzoek naar ziekteverwekkers bij in het wild levende dieren.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Gryseels Sophie

Onderzoeksgroep(en)

• Evolutionaire ecologie (EVECO)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Arbovirussen zijn afhankelijk van bloed voedende arthropoden als een vector voor de overdracht tussen vertebraten gastheren, hetzij mens of dier. Tijdens enzootische transmissie periodes overleven arbovirussen in sylvatische cycli d.m.v. vertebraten waarvan vele nog onbekend zijn. Dit project is gericht op het verkrijgen van inzicht in de ecologie en levenscyclus van deze virussen en hun vertebraten gastheren. Het onderzoek is gericht op het Afrikaans continent, aangezien meerdere zoönotische virussen hun origine terug te leiden is tot Sub-Sahara Afrika. De focus is voornamelijk op kleine wilde dieren, zoals knaagdieren en vleermuizen, met als doel het bepalen van hun bijdrage tot de aanwezigheid en verspreiding van arbovirussen. Mijn hypothese is dat deze dieren, met hun hoge dichtheid en turn-over, een reservoir zijn dat de sylvatische cycli ondersteunt tijdens epizootische periodes. Deze soorten leven vaak in de nabijheid van mensen, waardoor transmissie mogelijk is. Om de hypothesen te testen, zal ik wilde dieren uit Afrika testen en genetische analyseren op arbovirus RNA en antilichamen. Daarnaast zal ik gastheer soorten, verspreidings bereiken en fylogeografische relaties bepalen en transmissiemodellen creëren. Onze resultaten zullen bijdragen tot een beter begrip van het voorkomen en verspreiden van arbovirussen in dieren, wat leidt tot een betere voorspelling, controle en preventie van arbovirus-epidemieën bij mensen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Gryseels Sophie
• Mandaathouder: De Kesel Wim

Onderzoeksgroep(en)

• Evolutionaire ecologie (EVECO)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Onderzoek naar de eco-epidemiologie van vleermuis-virussen wordt meestal uitgevoerd op basis van "één gastheer - één virus" -systemen. Wij stellen in dit project voor om dit soort onderzoek uit te breiden naar echte realistische natuurlijke systemen virus-gemeenschappen (viromen) op het niveau van vleermuisgemeenschappen te bestuderen. We zullen gebruik maken van de nieuwste metagenomica technieken om de viromen in verschillende vleermuisgemeenschappen in Tanzania, en in vee dat met vleermuizen in aanraking komt, te karakteriseren. Zo zullen we de rol van de samenstelling van de vleermuisgemeenschappen, het verblijfshabitat, de onderlinge fylogenetische verwantschappen en de seizoenale voortplantingscycli op de abundantie en diversiteit van virussen nagaan. Door vee regelmatig te testen op virussen die normaal in vleermuizen voorkomen, kunnen we nagaan of de transmissie van vleermuis-virussen naar andere gastheren eerder zeldzame stochastische gebeurtenissen zijn of indien de frequentie van deze gebeurtenissen wordt onderschat. We verwachten dat dit project zal leiden tot de identificatie van de eco-evolutionaire drijfveren van virus-diversiteit in de natuur, en belangrijke inzichten zal leveren over het risico op overdracht van virussen van vleermuizen naar andere zoogdieren, inclusief de mens.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Leirs Herwig
• Co-promotor: Gryseels Sophie
• Mandaathouder: Joffrin Léa

Onderzoeksgroep(en)

• Evolutionaire ecologie (EVECO)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

De evolutionaire interacties van gastheer-pathogeen systemen zijn fundamenteel biologisch gezien zeer interessant, maar dragen ook bij tot een beter begrip van de ecologie en epidemiologie van infecties. Het Mopeia virus (MOPV) is nauw verwant aan het voor de mens gevaarlijke Lassa virus (LASV) en heeft dezelfde knaagdier gastheer, Mastomys natalensis. MOPV is echter niet pathogeen voor de mens wat de studie van de ecologie en evolutie van deze arenavirussen in natuurlijke gastheerpopulaties vergemakkelijkt. Het doel van dit doctoraatsvoorstel is om de genetische basis van de MOPV-Mastomys natalensis interactie te achterhalen, om uiteindelijk de MOPV dynamica in termen van evolutie en populatie-ecologie in zijn gastheerpopulatie na te gaan.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Leirs Herwig
• Co-promotor: Gouy de Bellocq Joëlle
• Mandaathouder: Gryseels Sophie

Onderzoeksgroep(en)

• Evolutionaire ecologie (EVECO)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

De evolutionaire interacties van gastheer-pathogeen systemen zijn fundamenteel biologisch gezien zeer interessant, maar dragen ook bij tot een beter begrip van de ecologie en epidemiologie van infecties. Het Mopeia virus (MOPV) is nauw verwant aan het voor de mens gevaarlijke Lassa virus (LASV) en heeft dezelfde knaagdier gastheer, Mastomys natalensis. MOPV is echter niet pathogeen voor de mens wat de studie van de ecologie en evolutie van deze arenavirussen in natuurlijke gastheerpopulaties vergemakkelijkt. Het doel van dit doctoraatsvoorstel is om de genetische basis van de MOPV-Mastomys natalensis interactie te achterhalen, om uiteindelijk de MOPV dynamica in termen van evolutie en populatie-ecologie in zijn gastheerpopulatie na te gaan.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Leirs Herwig
• Co-promotor: Gouy de Bellocq Joëlle
• Mandaathouder: Gryseels Sophie

Onderzoeksgroep(en)

• Evolutionaire ecologie (EVECO)

Project type(s)

• Onderzoeksproject