Learning Challenges in Biogas Production for Sustainability : An activity theoretical study of a network from a swine industry chain

This study is about the challenges of learning in the creation and implementation of new sustainable technologies. The system of biogas production in the Programme of Sustainable Swine Production (3S Programme) conducted by the Sadia food processing company in Santa Catarina State, Brazil, is used as a case example for exploring the challenges, possibilities and obstacles of learning in the use of biogas production as a way to increase the environmental sustainability of swine production. The aim is to contribute to the discussion about the possibilities of developing systems of biogas production for sustainability (BPfS). In the study I develop hypotheses concerning the central challenges and possibilities for developing systems of BPfS in three phases. First, I construct a model of the network of activities involved in the BP for sustainability in the case study. Next, I construct a) an idealised model of the historically evolved concepts of BPfS through an analysis of the development of forms of BP and b) a hypothesis of the current central contradictions within and between the activity systems involved in BP for sustainability in the case study. This hypothesis is further developed through two actual empirical analyses: an analysis of the actors senses in taking part in the system, and an analysis of the disturbance processes in the implementation and operation of the BP system in the 3S Programme. The historical analysis shows that BP for sustainability in the 3S Programme emerged as a feasible solution for the contradiction between environmental protection and concentration, intensification and specialisation in swine production. This contradiction created a threat to the supply of swine to the food processing company. In the food production activity, the contradiction was expressed as a contradiction between the desire of the company to become a sustainable company and the situation in the outsourced farms. For the swine producers the contradiction was expressed between the contradictory rules in which the market exerted pressure which pushed for continual increases in scale, specialisation and concentration to keep the production economically viable, while the environmental rules imposed a limit to this expansion. Although the observed disturbances in the biogas system seemed to be merely technical and localised within the farms, the analysis proposed that these disturbances were formed in and between the activity systems involved in the network of BPfS during the implementation. The disturbances observed could be explained by four contradictions: a) contradictions between the new, more expanded activity of sustainable swine production and the old activity, b) a contradiction between the concept of BP for carbon credits and BP for local use in the BPfS that was implemented, c) contradictions between the new UNFCCC1 methodology for applying for carbon credits and the small size of the farms, and d) between the technologies of biogas use and burning available in the market and the small size of the farms. The main finding of this study relates to the zone of proximal development (ZPD) of the BPfS in Sadia food production chain. The model is first developed as a general model of concepts of BPfS and further developed here to the specific case of the BPfS in the 3S Programme. The model is composed of two developmental dimensions: societal and functional integration. The dimension of societal integration refers to the level of integration with other activities outside the farm. At one extreme, biogas production is self-sufficient and highly independent and the products of BP are consumed within the farm, while at the other extreme BP is highly integrated in markets and networks of collaboration, and BP products are exchanged within the markets. The dimension of functional integration refers to the level of integration between products and production processes so that economies of scope can be achieved by combining several functions using the same utility. At one extreme, BP is specialised in only one product, which allows achieving economies of scale, while at the other extreme there is an integrated production in which several biogas products are produced in order to maximise the outcomes from the BP system. The analysis suggests that BP is moving towards a societal integration, towards the market and towards a functional integration in which several biogas products are combined. The model is a hypothesis to be further tested through interventions by collectively constructing the new proposed concept of BPfS. Another important contribution of this study refers to the concept of the learning challenge. Three central learning challenges for developing a sustainable system of BP in the 3S Programme were identified: 1) the development of cheaper and more practical technologies of burning and measuring the gas, as well as the reduction of costs of the process of certification, 2) the development of new ways of using biogas within farms, and 3) the creation of new local markets and networks for selling BP products. One general learning challenge is to find more varied and synergic ways of using BP products than solely for the production of carbon credits. Both the model of the ZPD of BPfS and the identified learning challenges could be used as learning tools to facilitate the development of biogas production systems. The proposed model of the ZPD could be used to analyse different types of agricultural activities that face a similar contradiction. The findings could be used in interventions to help actors to find their own expansive actions and developmental projects for change. Rather than proposing a standardised best concept of BPfS, the idea of these learning tools is to facilitate the analysis of local situations and to help actors to make their activities more sustainable.

The emergence of porcine circovirus 2b genotype (PCV-2b) in swine in Canada.

Since late 2004, the swine industry in the province of Quebec has experienced a significant increase in death rate related to postweaning multisystemic wasting syndrome (PMWS). To explain this phenomenon, 2 hypotheses were formulated: 1) the presence of a 2nd pathogen could be exacerbating the porcine circovirus 2 (PCV-2) infection, or 2) a new and more virulent PCV-2 strain could be infecting swine. In 2005, 13 PMWS cases were submitted to the Quebec provincial diagnostic laboratory and PCV-2 was the only virus that could be found consistently by PCR in all 13 samples. The PCR detection results obtained for other viruses revealed the following: 61.5% were positive for porcine reproductive and respiratory syndrome virus, 30.8% for swine influenza virus, 15.4% for porcine parvovirus, 69.2% for swine torque teno virus (swTTV), 38.5% for swine hepatitis E virus (swHEV) and 84.6% for Mycoplasma hyorhinis; transmissible gastroenteritis virus and porcine respiratory coronavirus (TGEV/PRCV) was not detected. Sequences of the entire genome revealed that these PCV-2 strains belonged to a genotype (named PCV-2b) that has never been reported in Canada. Further sequence analyses on 83 other Canadian PCV-2 positive cases submitted to the provincial diagnostic laboratory during years 2005 and 2006 showed that 79.5% of the viral sequences obtained clustered in the PCV-2b genotype. The appearance of the PCV-2b genotype in Canada may explain the death rate increase related to PMWS, but this relationship has to be confirmed.

Potential use of a recombinant replication-defective adenovirus vector carrying the C-terminal portion of the P97 adhesin protein as a vaccine against Mycoplasma hyopneumoniae in swine.

Mycoplasma hyopneumoniae causes severe economic losses to the swine industry worldwide and the prevention of its related disease, enzootic porcine pneumonia, remains a challenge. The P97 adhesin protein of M. hyopneumoniae should be a good candidate for the development of a subunit vaccine because antibodies produced against P97 could prevent the adhesion of the pathogen to the respiratory epithelial cells in vitro. In the present study, a P97 recombinant replication-defective adenovirus (rAdP97c) subunit vaccine efficiency was evaluated in pigs. The rAdP97c vaccine was found to induce both strong P97 specific humoral and cellular immune responses. The rAdP97c vaccinated pigs developed a lower amount of macroscopic lung lesions (18.5 ± 9.6%) compared to the unvaccinated and challenged animals (45.8 ± 11.5%). rAdP97c vaccine reduced significantly the severity of inflammatory response and the amount of M. hyopneumoniae in the respiratory tract. Furthermore, the average daily weight gain was slightly improved in the rAdP97c vaccinated pigs (0.672 ± 0.068 kg/day) compared to the unvaccinated and challenged animals (0.568 ± 0.104 kg/day). A bacterin-based commercial vaccine (Suvaxyn® MH-one) was more efficient to induce a protective immune response than rAdP97c even if it did not evoke a P97 specific immune response. These results suggest that immunodominant antigens other than P97 adhesin are also important in the induction of a protective immune response and should be taken into account in the future development of M. hyopneumoniae subunit vaccines.

Antimicrobial susceptibility of streptococcus suis isolated from clinically healthy swine in Brazil

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

AÇÃO REGULATÓRIA DO GnRH NO DESENVOLVIMENTO EMBRIONÁRIO PRECOCE E VITRIFICAÇÃO DE EMBRIÕES SUÍNOS PELO MÉTODO DE MICROGOTA (ROLE OF GnRH DURING EARLY EMBRYONIC DEVELOPMENT AND DEVELOPMENT OF SWINE EMBRYOS FOLLOWING VITRIFICATION BY MICRODROPLET METHOD)

The objective of this study was to investigate the role of GnRH on the preimplantation development of mouse embryos in vitro. GnRH-I, GnRH-II, and GnRH agonists: Des-Gly, Des-Trp and histrelin did not improve embryo development. However, treatment with the specific GnRH antagonist SB-75 blocked embryo development at morula stage. The inhibition of embryo development by SB-75 could be rescued by the addition of histrelin. To determine which intracellular signaling cascade is involved following binding of GnRH to the GnRHR, embryos were cultured in the presence of specific PKC (GFX) or PKA (SQ22536) inhibitors. The PKC inhibitor blocked embryo development at a similar stage as SB-75, whereas SQ22536 had an inhibitory effect, diminishing blastocyst formation and hatched rates. There are evidences that GnRH has an essential autocrine effect on mouse embryonic development via GnRHR, probably by activating PKC signaling cascade while the inhibition of the GnRH signaling does not activate apoptotic mechanisms involving caspase-3. In another experiment, development in vitro of embryos from Chinese Meishan (M) and occidental white crossbred (WC) females were investigated after improving the vitrification protocol for pig embryos. Efficient cryopreservation of zona pellucida-intact porcine embryos and studies of the difference among breeds could greatly impact the swine industry. The percentage of embryos surviving 24 h after cryopreservation without lysis or degeneration was higher for M (72%) than WC (44%). However, in vitro development of embryos that survived cryopreservation was not different between M and WC at the expanded (64%) or hatched (22%) blastocyst stages. Developmental rates were significantly higher for control embryos than frozen embryos from both breeds at expanded blastocyst stage, but not at hatched blastocyst stage. Rates of expanded blastocyst formation did not differ between M and WC control embryos (98 and 95%, respectively). With a new procedure to warm vitrified pig embryos, the survival rates may be improved. The optimal stages to vitrify pig embryos using the microdroplet method ranges from late compact morula to early expanded blastocyst. The results suggest that M embryos have a higher capacity to survive the vitrification process than WC embryos. O objetivo do presente estudo foi investigar a importância do GnRH no desenvolvimento embrionário precoce em camundongos. GnRH-I, GnRH-II e os GnRH agonistas: Des-Gly, Des-Trp e histrelina não incrementaram o desenvolvimento embrionário. Entretanto, o tratamento com SB-75, um antagonista específico do GnRH, bloqueou o desenvolvimento embrionário no estádio de mórula. A inibição do desenvolvimento embrionário pelo SB-75 pôde ser revertida com a adição de histrelina. Para determinar a cascata do sinal intracelular desencadeada pela ligação do GnRH com o seu receptor, embriões foram cultivados na presença de inibidores específicos da PKC (GFX) e da PKA (SQ22536). O inibidor da PKC bloqueou o desenvolvimento embrionário em estádio similar ao bloqueio mediado pelo SB- 75, enquanto o SQ22536 teve efeito inibitório diminuindo a formação de blastocisto e taxas de eclosão. Os resultados sugerem que o GnRH tem um efeito autócrino essencial no desenvolvimento embrionário através do GnRHR, provavelmente, ativando a cascata da PKC. Por outro lado, a inibição do sinal do GnRH não ativa mecanismos apoptóticos que involvam caspase-3. Em outro experimento, foi investigado o desenvolvimento in vitro de embriões da raça Meishan (M) e branco cruzado (WC) após vitrificação pelo método microgota. O desenvolvimento de protocolos eficientes para criopreservação de embriões suínos com a zona pelúcida intacta e a avaliação das diferenças entre raças pode ter um significativo impacto na suinocultura. A percentagem de embriões que sobreviveram à criopreservação depois de 24 h foi maior na M (72%) do que na WC (44%). No entanto, o desenvolvimento in vitro dos embriões que sobreviveram à criopreservação não foi diferente entre M e WC nos estádios de blastocisto expandido (64%) ou eclodido (22%). Os índices de desenvolvimento foram significativamente mais altos para os embriões controle do que para os embriões vitrificados nas duas raças no estádio de blastocisto expandido, porém não foram diferentes para o estádio de blastocisto eclodido. A formação de blastocisto expandido não diferiu entre os embriões controle M e WC (98 e 95%, respectivamente). Com o novo procedimento (“hot warm”) para descongelar embriões vitrificados pelo método de microgota, pode-se aumentar dos índices de sobrevivência. Os melhores estádios embrionários para a vitrificação de embriões suínos variam de mórula compacta tardia até blastocisto expandido inicial. Os resultados sugerem que embriões M têm mais capacidade de sobreviver ao processo de vitrificação do que embriões WC.

Afrikkalaisen sikaruton mahdollisia maahantuloreittejä

Afrikkalainen sikarutto on lakisääteisesti vastustettava helposti leviävä sikojen ja villisikojen virustauti, jolla on myös vakavia sosioekonomisia vaikutuksia. Akuutissa tautimuodossa eläimillä esiintyy syömättömyyttä, korkeaa kuumetta, verenpurkaumia iholla, veristä ulostetta sekä mahdollisesti ripulia. Kuolleisuus on lähes 100 % ja tauti johtaa kuolemaan 7-10 vrk tartunnan jälkeen. Tauti ei tartu ihmisiin. Tautia esiintyy sekä kesy- että villisioissa suurimmassa osassa Saharan eteläpuolista Afrikkaa ja Sardiniassa. Vuodesta 2007 lähtien tautia on esiintynyt Kaukasuksen alueella ja vuonna 2011 lähellä Suomen rajaa: Leningradin alueella ja Kuolan niemimaalla. Tässä riskiprofiilissa kartoitetaan reitit ja tapahtumasarjat, jotka voivat johtaa siihen, että afrikkalainen sikarutto tulee Suomeen ensimmäisen kerran. Näistä oleellisimmat ovat: maahantulo infektioalueella matkustaneiden ihmisten mukana, infektoituneen lihan tai lihatuotteen mukana, elävien kesysikojen ja sperman mukana, kontaminoituneiden eläinkuljetusajoneuvojen mukana, kansainvälisen liikenteen ruokajätteen mukana ja Suomeen vaeltavan infektoituneen villisian mukana. Tilatason tautisuojaus sekä tehokas ja kohdennettu tiedottaminen taudin vaaroista ovat avainasemassa, kun halutaan suojata Suomen sikaelinkeinoa afrikkalaiselta sikarutolta.

Temporal distribution of porcine circovirus 2 genogroups recovered from postweaning multisystemic wasting syndrome-affected and -nonaffected farms in Ireland and Northern Ireland

Porcine circovirus type 2 (PCV2) is now recognized as the essential infectious component of porcine postweaning multisystemic wasting syndrome (PMWS). PMWS was first recognized in high-status, specific pathogen-free pigs in Canada in 1991 and is now an economically important disease that affects the swine industry around the world. Recently, reports of genomic studies on PCV2 viruses indicated that 2 distinctive genogroups of PCV2 exist.(4,10) This report involves the results of a study on the distribution of predominant PCV2 genogroups recovered from samples taken from PMWS-affected and PMWS-nonaffected farms on the island of Ireland over a 9-year period and the results of a study on PCV2 genogroup recovery from fecal samples taken from a farm in Northern Ireland from 2003 to 2005 that was first diagnosed as PMWS positive in August 2005. The results indicate that, although at least 2 distinct genogroups of PCV2 have been circulating on pig farms on the island of Ireland, there does not appear to be a direct relationship between infection with these different genogroups of PCV2 and the development of PMWS.

Caractérisation phénotypique et génotypique d’isolats de Salmonella Typhimurium provenant de porcs sains ou septicémiques

Les infections à Salmonella Typhimurium constituent un problème de taille pour l’industrie porcine et la santé publique car cet animal est un réservoir pour les infections chez l’homme. De plus, on observe, chez des souches appartenant au lysotype (LT) 104, des résistances multiples aux antimicrobiens associées à des septicémies chez les porcs en engraissement, ce qui peut contribuer à la contamination des carcasses. Il faut donc contrôler l’infection au niveau du troupeau. Pour ce faire, il importe donc de mieux caractériser ces souches, comprendre la pathogénie de l’infection et identifier des facteurs de virulence. L’objectif principal de cette étude était de caractériser des isolats de S. Typhimurium provenant de porcs septicémiques et de les comparer avec ceux de porcs sains. Une banque d’isolats provenant de porcs septicémiques (ASC) et de porcs sains à l’abattoir (SSC) était constituée. Le lysotype des isolats a été identifié et ceux-ci ont été caractérisés selon le profil de résistance aux antimicrobiens, le SDS-PAGE et l’immunobuvardage et le PFGE. Chez les isolats ASC, LT 104 représentait 36.4% des isolats et chez les isolats SSC la proportion était de 51.5%. Les isolats pouvaient être résistants jusqu’à douze antimicrobiens, peu importe leur origine. Il n’a toutefois pas été possible d’associer une protéine spécifique au groupe d’isolats ASC. Parmi les souches LT 104, plusieurs groupes génétiques ont été identifiés. Les différentes étapes de la pathogénie de Salmonella ont ensuite été évaluées, dont l’adhésion et l’invasion des isolats des deux banques sur des cellules intestinales humaines. Nos résultats ont démontré que les isolats ASC avaient un pouvoir accru d’invasion comparés aux isolats SSC (P=0.003). Pour un sous-groupe d’isolats sélectionnés selon leur taux d’invasion, des tests de phagocytose, d’apoptose et d’adhésion au mucus intestinal ont été effectués en utilisant la cytométrie en flux. La survie des bactéries après la phagocytose a aussi été évaluée et la méthode MATS a été utilisée pour évaluer l'adhésion aux solvants. Les pourcentages de phagocytose chez les isolats SSC par les monocytes porcins étaient plus élevés que chez les isolats ASC à 15 minutes (P=0.02). Nous n’avons trouvé aucune différence significative pour les autres méthodes utilisées. Nous avons ensuite comparé le génome d’un isolat ASC (#36) à celui d’un isolat SSC (#1) par le SSH pour identifier des facteurs de virulence potentiels. Des clones correspondant à des gènes retrouvés sur le chromosome ainsi que sur des plasmides ont été identifiés. Ces résultats nous ont dirigés vers l’analyse des profils plasmidiques de tous les isolats. Les différents profils étaient retrouvés autant chez les isolats ASC que chez les isolats SSC. Deux profils (PL14 et PL20) étaient observés plus fréquemment chez les isolats LT 104 que chez les isolats d’autres lysotypes (P=0.01 et P=0.01, respectivement). Le séquençage d’un des plasmides de l’isolat ASC, démontrait la présence d’informations génétiques codant pour la réplication et une bêta-galactosidase-α. Il serait intéressant de préciser le rôle exact de ces gènes dans l’infection. Nos travaux suggèrent que les isolats de S. Typhimurium provenant de porcs septicémiques se distinguent par un pouvoir d’invasion accru ainsi que par des taux de phagocytose plus faibles dans les phases initiales de l’infection. Cette étude aura donc permis d’accroître les connaissances sur la pathogénie des infections à S. Typhimurium chez le porc.

Caractérisation des souches de Salmonella Typhimurium responsables de septicémies chez le porc

Depuis quelques années, il y a émergence de souches de Salmonella enterica sérovar Typhimurium multirésistantes causant une septicémie et la mort chez le porc. Ceci constitue un problème majeur pour l’industrie porcine et possiblement pour la santé publique. L’objectif de ce projet était de comparer et de caractériser une souche capable de causer une septicémie chez le porc et une souche commensale, en observant l’interaction avec des cellules épithéliales, des macrophages humains et d’identifier des gènes exprimés par les souches septicémiques et les souches commensales. Tout d’abord, l’infection de cellules épithéliales permet d’observer l’adhérence et l’invasion des bactéries, pour ainsi mettre en évidence la capacité des souches à coloniser le tractus gastro-intestinal. La souche commensale possède un pouvoir d’adhésion supérieur à la souche septicémique. Par la suite, l’infection de macrophages permet de caractériser le niveau de phagocytose et de survie. L’importance de la survie dans les macrophages pourrait permettre de faire un lien avec la septicémie. Toutefois, aucune différence n’est observable dans les conditions qui ont été testé. Ensuite, la technique SCOTS (Selective Capture of Transcribed Sequences) est utilisée pour capturer des gènes uniques à la souche septicémique et un autre SCOTS est fait pour capturer les gènes spécifiques à la souche commensale. Finalement, les gènes sont clonés, leur spécificité face aux souches est analysé par dot blot et ils sont identifiés par séquençage suivient d’une analyses bioinformatiques. Les gènes identifiés par SCOTS, lors des captures pour la souche septicémique et la souche commensale, se trouvent à être des gènes communs aux Salmonella. Toutefois, la différence de pathologie causée par les deux souches, n’est peut-être pas l’acquisition de nouveaux gènes, mais plutôt une différence d’expression entre les deux souches.

Épidémiologie du syndrome reproducteur et respiratoire porcin dans deux régions de densités porcines différentes au Québec

Le virus du syndrome reproducteur et respiratoire porcin (SRRP) est actuellement l’une des principales menaces pour la santé des troupeaux porcins. Les multiples voies de transmission complexifient l’épidémiologie de l’infection et en font une maladie particulièrement difficile à contrôler. L’objectif général de ce projet de recherche était de déterminer les facteurs associés au statut SRRP des sites de production afin de mieux comprendre l’épidémiologie de cette maladie au sein de deux régions du Québec ayant des densités porcines différentes. Les stratégies d’introduction des cochettes de remplacement ont d’abord été examinées. Des lacunes importantes ont été identifiées représentant un risque potentiel pour l’introduction du virus ou pour la recirculation d’une souche endémique au sein d’un troupeau reproducteur. Ainsi, appliquée à titre de stratégie de contrôle, l’acclimatation s’est révélée particulièrement problématique. Les principes de base étaient peu respectés, pouvant donc avoir un impact négatif considérable sur la circulation virale au sein du troupeau et potentiellement sur le voisinage immédiat. La fréquence de plusieurs mesures de biosécurité externe a ensuite été évaluée, permettant d’identifier certains problèmes dont ceux touchant principalement les mesures d’hygiène relatives au protocole d’entrée. Des différences de fréquence entre les régions et les types de production ont également été notées, ce qui peut orienter les interventions de rehaussement. Une classification multivariée a permis de grouper les sites en différents patrons de biosécurité pour constituer par le fait même un index de biosécurité. Cette étape a permis d’évaluer l’association entre certaines caractéristiques de l’élevage et le niveau de biosécurité indiqué par l’index. La distribution géographique des patrons au sein des deux régions, couplée à la détection d’agrégats spatiaux de sites ayant un patron similaire, a également permis de cibler davantage les interventions en fonction de la localisation des sites. Suite à l’investigation du statut SRRP des sites, une prévalence apparente très élevée a été obtenue pour les deux régions, complexifiant le contrôle de la maladie. L’étude de facteurs de risque dans la région de densité modérée a mis en évidence quatre facteurs associés au statut SRRP positif des sites, soit un inventaire important, la proximité du site porcin immédiat, l’absence de douche ainsi que le libre accès au site par l’équarrisseur. Une action préventive intégrant des mesures de biosécurité spécifiques peut donc être entreprise directement à la ferme au regard des deux derniers facteurs. Le fait d’utiliser un index de biosécurité plutôt que des mesures de biosécurité spécifiques a également été évalué. Les résultats ne supportent pas l’index global dans l’évaluation de l’association entre la biosécurité et le statut SRRP des sites de production. Finalement, la corrélation entre les distances génétique, euclidienne et temporelle des souches de SRRP, considérant également l’appartenance au même ou à des propriétaires différents, a été évaluée au sein de la région de haute densité. Une corrélation positive entre la distance génétique et euclidienne observée jusqu’à 5 km a souligné l’importance de la propagation régionale impliquant les aérosols, les insectes, d’autres espèces animales ou les objets inanimés. De plus, les souches génétiquement similaires appartenaient davantage à des sites ayant le même propriétaire, ce qui sous-tend des mécanismes de transmission impliquant une source commune d’animaux, d’employés, d’équipement, voire de véhicules.

Création d'un modèle cellulaire des voies respiratoires du porc pour étudier les effets d'une co-infection virale au virus du syndrome reproducteur et respiratoire porcin et au circovirus porcin

Le circovirus porcin de type 2 (PCV2) est un pathogène majeur pour l’industrie porcine et est associé à une longue liste de maladies associées au circovirus porcin (MACVP). Les premières tentatives pour reproduire ces maladies ont montré que le virus doit être combiné à d’autres agents pathogènes du porc ou à différents stimulants du système immunitaire. De ces agents, le virus du syndrome reproducteur et respiratoire porcin (VSRRP) est celui qui est le plus souvent co-isolé avec le PCV dans les fermes. Une grande partie des efforts faits pour étudier les interactions entre ces deux virus ont été menés in vivo. Les interactions in vitro ont jusqu’à maintenant été peu étudiées du fait qu’il n’existe pas de modèle cellulaire permettant la réplication efficace des deux virus. L’objectif de ce projet était donc de développer un modèle cellulaire propice à la réplication des deux virus et d’étudier leur interaction en co-infection. Une lignée cellulaire provenant de la trachée d’un porcelet nouveau-né (NPTr), permissive au PCV, a été génétiquement modifiée pour exprimer la protéine CD163, un récepteur majeur du VSRRP. Ce projet a montré que cette nouvelle lignée cellulaire (NPTr-CD163) est permissive au VSRRP ainsi qu’à plusieurs génotypes de PCV (PCV1, PCV2a, PCV2b et PCV1/2a). De plus, les résultats obtenus lors d’infections mixtes suggèrent que la réplication du VSRRP et du PCV conditionne de façon génotype-dépendante celle du PCV puisque la réplication du PCV1 est inhibée en présence de VSRRP, alors que celle du PCV2b est significativement augmentée dans les mêmes conditions. Ni la mortalité cellulaire, ni la réponse cellulaire en cytokines n’a permis d’expliquer ces résultats. La modulation de la réplication du PCV par le VSRRP serait donc liée à un mécanisme spécifique qui demeure inconnu. De plus, cet effet varierait en fonction du génotype de PCV.

Interaction entre le virus SRRP et Actinobacillus pleuropneumoniae dans un modèle d'infection en culture cellulaire

Le virus du syndrome reproducteur et respiratoire porcin (VSRRP) est un pathogène d’importance dans l’industrie porcine et est responsable d’importantes pertes économiques. Il n’existe pas d’antiviral efficace contre celui-ci. Il a récemment été mis en évidence que le surnageant de culture d’Actinobacillus pleuropneumoniae, l’agent étiologique de la pleuropneumonie porcine, possédait une activité antivirale in vitro contre le VSRRP dans la lignée cellulaire SJPL. Les objectifs de mon projet sont (i) d’étudier les mécanismes cellulaires menant à l’activité antivirale causée par le surnageant de culture d’A. pleuropneumoniae, et (ii) de caractériser les molécules actives présentes dans le surnageant de culture d’A. pleuropneumoniae. Dans un premier temps, des analyses de protéome ont été effectuées et ont permis d’observer que le surnageant de culture modulait la régulation du cycle cellulaire. Dans le but d’analyser le cycle cellulaire des cellules SJPL, la cytométrie en flux a été utilisée et a permis de démontrer que le surnageant de culture induisait un arrêt du cycle cellulaire en phase G2/M. Deux inhibiteurs de la phase G2/M ont alors été utilisé. Il s'est avéré que ces inhibiteurs avaient la capacité d’inhiber le VSRRP dans les cellules SJPL. Enfin, la spectrométrie de masse a été utilisée dans le but de caractériser les molécules actives présentes dans le surnageant de culture d’A. pleuropneumoniae et d’identifier deux molécules. Ce projet a permis de démontrer pour la première fois qu’A. pleuropneumoniae est capable de perturber le cycle cellulaire et que ce dernier était un élément important dans l’effet antiviral contre le VSRRP.

The role of porcine reproductive and respiratory syndrome (PRRS) virus structural and non-structural proteins in virus pathogenesis.

Porcine reproductive and respiratory syndrome (PRRS) is an economically devastating viral disease affecting the swine industry worldwide. The etiological agent, PRRS virus (PRRSV), possesses a RNA viral genome with nine open reading frames (ORFs). The ORF1a and ORF1b replicase-associated genes encode the polyproteins pp1a and pp1ab, respectively. The pp1a is processed in nine non-structural proteins (nsps): nsp1a, nsp1b, and nsp2 to nsp8. Proteolytic cleavage of pp1ab generates products nsp9 to nsp12. The proteolytic pp1a cleavage products process and cleave pp1a and pp1ab into nsp products. The nsp9 to nsp12 are involved in virus genome transcription and replication. The 30 end of the viral genome encodes four minor and three major structural proteins. The GP2a, GP3 and GP4 (encoded by ORF2a, 3 and 4), are glycosylated membrane associated minor structural proteins. The fourth minor structural protein, the E protein (encoded by ORF2b), is an unglycosylated membrane associated protein. The viral envelope contains two major structural proteins: a glycosylated major envelope protein GP5 (encoded by ORF5) and an unglycosylated membrane M protein (encoded by ORF6). The third major structural protein is the nucleocapsid N protein (encoded by ORF7). All PRRSV non-structural and structural proteins are essential for virus replication, and PRRSV infectivity is relatively intolerant to subtle changes within the structural proteins. PRRSV virulence is multigenic and resides in both the non-structural and structural viral proteins. This review discusses the molecular characteristics, biological and immunological functions of the PRRSV structural and nsps and their involvement in the virus pathogenesis.

Actinobacillus pleuropneumoniae induces SJPL cell cycle arrest in G2/M-phase and inhibits porcine reproductive and respiratory syndrome virus replication

Background: Porcine reproductive and respiratory syndrome virus (PRRSV) is one of the most important pathogens in the swine industry and causes important economic losses. No effective antiviral drugs against it are commercially available. We recently reported that the culture supernatant of Actinobacillus pleuropneumoniae, the porcine pleuropneumonia causative agent, has an antiviral activity in vitro against PRRSV in SJPL cells. Objectives of this study were (i) to identify the mechanism behind the antiviral activity displayed by A. pleuropneumoniae and (ii) to characterize the active molecules present in the bacterial culture supernatant. Methods: Antibody microarray analysis was used in order to point out cellular pathways modulated by the A. pleuropneumoniae supernatant. Subsequent, flow cytometry analysis and cell cycle inhibitors were used to confirm antibody microarray data and to link them to the antiviral activity of the A. pleuropneumoniae supernatant. Finally, A. pleuropneumoniae supernatant characterization was partially achieved using mass spectrometry. Results: Using antibody microarray, we observed modulations in G2/M-phase cell cycle regulation pathway when SJPL cells were treated with A. pleuropneumoniae culture supernatant. These modulations were confirmed by a cell cycle arrest at the G2/M-phase when cells were treated with the A. pleuropneumoniae culture supernatant. Furthermore, two G2/M-phase cell cycle inhibitors demonstrated the ability to inhibit PRRSV infection, indicating a potential key role for PRRSV infection. Finally, mass spectrometry lead to identify two molecules (m/z 515.2 and m/z 663.6) present only in the culture supernatant. Conclusions: We demonstrated for the first time that A. pleuropneumoniae is able to disrupt SJPL cell cycle resulting in inhibitory activity against PRRSV. Furthermore, two putative molecules were identified from the culture supernatant. This study highlighted the cell cycle importance for PRRSV and will allow the development of new prophylactic or therapeutic approaches against PRRSV.

Adopción de políticas Lean supply chain en la cadena porcina en Cataluña

Después de Alemania, España es el segundo mayor productor de cerdos entre los 25 países de la Unión Europea. El consumidor tiene una importancia relevante debido a la tradición cultural del consumo de carne, reflejada en la gastronomía de todas las regiones de España. Cataluña forma parte de las seis regiones Europeas más productoras de cerdos y representa aproximadamente un tercio de la producción Española. El presente trabajo analiza las características y comportamiento de varios agentes que conforman la cadena de abastecimiento porcina en Cataluña, con el objetivo de valorar si estas operan de acuerdo a los parámetros de una cadena de abastecimiento Lean. Inicialmente un modelo de cadena Lean se propone como herramienta para llevar a cabo la valoración. Los resultados llevan a determinar si la situación en la cadena porcina Catalana se asemeja a una cadena tipo Lean.