Ureaplasma diversum- ja Mycoplasma bovigenitalium -sukuelintartunnat suomalaisissa lypsykarjoissa ja sonneissa

Summary: Ureaplasma diversum and Mycoplasma bovigenitalium genital tract infections in Finnish dairy herds and bulls

Two-photon excitation fluorometry in detection of infectious diseases

Because of the heavily overlapping symptoms, pathogen-specific diagnosis and treatment of infectious diseases is difficult based on clinical symptoms alone. Therefore, patients are often treated empirically. More efficient treatment and management of infectious diseases would require rapid point-of-care compatible in vitro diagnostic methods. However, current point-of-care methods are unsatisfactory in performance and in cost structure. The lack of pointof- care methods results in unnecessary use of antibiotics, suboptimal use of virus-specific drugs, and compromised patient care. In this thesis, the applicability of a two-photon excitation fluorometry is evaluated as a tool for rapid detection of infectious diseases. New separation-free immunoassay methodologies were developed and validated for the following application areas: general inflammation markers, pathogen-specific antibodies, pathogen-specific antigens, and antimicrobial susceptibility testing. In addition, dry-reagent methodology and nanoparticulate tracers are introduced in context to the technique. The results show that the new assay technique is a versatile tool for rapid detection of infectious diseases in many different application areas. One particularly attractive area is rapid multianalyte testing of respiratory infections, where the technique was shown to allow simple assay protocols and comparable performance to the state-of-the-art laboratory methods. If implemented in clinical diagnostic use, the new methods could improve diagnostic testing routines, especially in rapid testing of respiratory tract infections.

From genotype to phenotype : diversity and population structure of Flavobacterium psychrophilum

Flavobacterium psychrophilum is the etiological agent of bacterial cold-water disease (BCWD) causing high fish mortalities and significant economic losses to the freshwater salmonid aquaculture industry around the world. Today BCWD outbreaks are mainly treated with environmentally hazardous antimicrobial agents and alternative preventative measures are urgently needed in order to ensure the well-being of animals and the sustainability of aquaculture. The diversity of pathogenic bacteria challenges the development of universal control strategies and in many cases the pathogen population structure, i.e. the total genetic diversity of the species must be taken into account. This work integrates the tools of modern molecular biology and conventional phenotypic microbiology to gain knowledge about the diversity and population structure of F. psychrophilum. The present work includes genetic characterization of a large collection of isolates collected from diverse origins and years, from aquaculture in a whole region including different countries, and provides the first international validation of a universal multilocus sequence typing (MLST) approach for unambiguous genetic typing of F. psychrophilum. Population structure analyses showed that the global F. psychrophilum population is subdivided into pathogenic species-specific clones, of which one particular genetic lineage, clonal complex CC-ST2, has been responsible for the majority of BCWD outbreaks in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) in European aquaculture facilities over several decades. Genotypic and phenotypic population heterogeneity affecting antimicrobial resistance in F. psychrophilum within BCWD outbreaks was discovered. Specific genotypes were associated with severe infections in farmed rainbow trout and Atlantic salmon (Salmo salar), and in addition to high adherence, antimicrobial resistance was strongly associated with outbreak strains. The study brought additional support for the hypothesis of an epidemic F. psychrophilum population structure, where recombination is an important force for the generation and maintenance of genetic diversity, and a significant contribution towards mapping the genetic diversity of this important fish pathogen. Evidence indicating dissemination of virulent strains with commercial movement of fish and fish products was strengthened.

Virus Infections in Early Childhood, Cow’s Milk Formula Exposure and Genetic Predisposition in the Development of Diabetes-Associated Autoimmunity

Varhaislapsuuden virusinfektioiden, lehmänmaitopohjaisen äidinmaitovastikeen ja geneettisen alttiuden merkitys diabetekseen liittyvän autoimmuniteetin kehittymisessä Tyypin 1 diabetes on autoimmuunisairaus, joka syntyy haiman insuliinia tuottavien beta-solujen tuhouduttua elimistön oman immuunipuolustusjärjestelmän hyökkäyksen seurauksena. Sekä perimän että ympäristötekijöiden arvellaan vaikuttavan tautiprosessiin, mutta taudin tarkkaa syntymekanismia ei tunneta. Tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää varhaislapsuuden ympäristötekijöiden vaikutusta beta-soluautoimmuniteetin syntyyn, erityispaino tutkimuksessa oli ympäristötekijöiden yhteisvaikutuksessa sekä geneettisten riskitekijöiden ja ympäristötekijöiden vuorovaikutuksessa. Varhaislapsuudessa sairastettu sytomegalovirus- tai enterovirusinfektio ei lisännyt beta-soluautoimmuniteetin riskiä lapsilla, joilla on geneettisesti kohonnut riski sairastua tyypin 1 diabetekseen. Ennen puolen vuoden ikää sairastettu rotavirusinfektio lisäsi hieman tyypin 1 diabetekseen liittyvän autoimmuniteetin riskiä. Tarkemmassa analyysissa varhaislapsuuden enterovirusinfektio osoittautui kuitenkin autovasta-aineiden muodostumisen riskitekijäksi niiden lasten joukossa, jotka olivat saaneet lehmänmaitopohjaista äidinmaidon vastiketta ensimmäisten elinkuukausien aikana. Tämä löydös viittaa enterovirusinfektion ja lehmänmaitopohjaisen vastikkeen yhteisvaikutukseen tyypin 1 diabetekseen liittyvän autoimmuniteetin synnyssä. Löydösten mukaan PTPN22 geenin C1858T polymorfismi vaikuttaa CD4+ T solujen aktivaatioon ja proliferaatiovasteeseen, 1858T alleeliin liittyy alentunut T-soluresepto-rivälitteinen aktivaatio. 1858T alleelin kantajuuteen liittyy lisäksi lisääntynyt autovasta-aineiden ja kliinisen diabeteksen ilmaantuvuus. Tämä yhteys rajoittui yksilöihin, jotka olivat altistuneet lehmänmaitopohjaiselle vastikkeelle ennen kuuden kuukauden ikää. Tulosten mukaan sekä ympäristötekijöiden väliset yhteisvaikutukset että perimä vaikuttavat yksittäisen ympäristötekijän merkitykseen tyypin 1 diabetekseen liittyvän autoimmuniteetin synnyssä. Nämä yhteisvaikutukset ympäristötekijöiden kesken ja perimän ja ympäristötekijöiden välillä selittävät aiemmin julkaistujen tulosten ristiriittaisuutta tutkimuksissa, joissa on analysoitu vain yhden ympäristötekijän vaikutusta diabeteksen ilmaantuvuuteen.