Forschungsgruppe 3: Wildtierkrankheiten
Forschungsgruppe 3: Wildtierkrankheiten |
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Fachrichtung: BakteriologieLeitung: Mirjam GrobbelRoutinemäßig werden Proben von erkrankten Tieren aus dem Tierpark Berlin-Friedrichsfelde, sowie Sektionsmaterial von verendeten Tieren bakteriologisch und mykologisch auf Krankheitserreger untersucht. Zusätzlich bieten wir in der bakteriologischen Diagnostik Dienstleistungen für externe Kunden an. Beispielsweise beraten wir und untersuchen Proben im Rahmen eines Projektes der Hygienkontrolle in Besamungsstationen des Instituts für Fortpflanzung der Nutztiere Schönow e.V.. Projekte: 1. Identifizierung und Klassifizierung von Virulenzfaktoren von Arcanobacterium bialowiezense und A. bonasi Seit 1980 wird eine nekrotisierende Entzündung der äußeren Geschlechtsorgane bei Wisentbullen im National Park Bialowieza beobachtet (Kita et al., 1994). Bullen aller Altersgruppen sind betroffen; das jüngste erkrankte Tier war 0,5 Jahre alt. Jährlich werden etwa 5-10% der Bullen aufgrund dieser Erkrankung geschossen. Die Veränderungen im Bereich von Penis und Präputium (Balanoposthitis) führen dazu, dass die Tiere nicht mehr am Reproduktionsgeschehen teilnehmen. In schwerwiegenden Fällen kann die Krankheit zur Nekrose und zum Verlust der Penisspitze führen.
Ausschließlich aus dem Gewebe von erkrankten Bullen wurden zwei unbekannte Spezies der Gattung Arcanobacterium (A.) angezüchtet oder mittels spezifischer PCR nachgewiesen. Die Analysen der 16S rRNA-Gen Sequenzen dieser Isolate ergaben eine Übereinstimmung von 95,5-96,1% mit der Sequenz des Typstamms von A. pyogenes (DSM 20630) und A. bernardiae (DSM 9152). Weiterführende Untersuchungen zeigten, dass beide Spezies eindeutig in die Gattung Arcanobacterium einzuordnen sind, aber eigene Arten darstellen. Für diese Spezies wurden die Namen Arcanobacterium bonasi und Arcanobacterium bialowiezense vorgeschlagen (Lehnen et al., 2006).
Von Bedeutung ist, dass diese beiden Arten weder bei den gesunden Bullen noch bei den parallel untersuchten weiblichen Tieren nachzuweisen waren. Aufgrund dieser ersten Ergebnisse nehmen wir an, dass möglicherweise ein synergistischer Effekt verschiedener aerober und anaerober Bakterien eine Schlüsselrolle in der Pathogenese der Balanoposthitis beim Wisent spielen könnte. Synergismen zwischen aeroben und anaeroben Bakterien sind im Zusammenhang mit einer Reihe von klinischen Erkrankungen beschrieben worden und führen u.a. zu einem verstärkten Wachstum und einer gesteigerten Virulenz der beteiligten Mikroorganismen (Smith et al., 1989). Ein Beispiel für ein derartiges synergistisches Zusammenwirken von verschiedenen Bakterien stellt die Moderhinke bei Schafen dar, an deren Entstehung Arcanobacterium pyogenes beteiligt ist. Ziel einer laufenden Doktorabeit ist nun die Identifizierung und Klassifizierung von Virulenzfaktoren von A. bonasi und A. bialowieziense um ihr Virulenzpotential und somit die Wahrscheinlichkeit ihrer Beteiligung am Krankheitsgeschehen abschätzen zu können. Das Hauptaugenmerk liegt hier auf den Hämolysinen der Phospholipid- und cholesterinabhängigen Cytolysin-Klassen, da diese bereits in From von Arcanolysin (ALN) und Pyolysin (PLO) für andere Arcanobacterium spp. bekannt sind. Die Ähnlichkeit wird momentan mittels DotBlot und PCR überprüft. Auch die Neuraminidase spielt bei Arcanobakterien eine Rolle in der Virulenz. Mittels MUAN (2-(4-methyl-umbelliferyl)-α-d-N-acetylneuraminsäure) wurden die Isolate phänotypisch auf Neuraminidaseproduktion untersucht. Die molekularbiologische Analyse der positiven Isolate ist derzeit in Bearbeitung. Publikationen: Lehnen A, Busse HJ, Frölich K, Krasinska M, Kämpfer P, Speck S.
2. Steptococcus equi ssp. ruminatorum in Tieren des Serengeti Nationalparks Im Jahr 2002 sind im tansanischen Ngorongoro Krater mehrere Tüpfelhyänen (Crocuta crocuta) mit einem druseähnlichen Kranheitsbild auffällig geworden.
Durch die bakteriologische Untersuchung konnte aus dem Gewebe eines verendeten Tieres Streptococcus (S.) equi ssp. ruminatorum, ein sehr nahe verwandtes Bakterium zu dem Druseerreger des Pferdes (S. equi ssp. equi), isoliert werden.
S. equi ssp. ruminatorum wurde ebenfalls aus Organmaterial sowie verschiedenen Tupferproben nicht infizierter Hyänen, anderer lokaler Predatoren, sowie verschiedener Beutetiere und isoliert. Eine Sequenzanalyse des M-like-protein-Gens dieser Isolate zeigt jedoch deutliche Unterschiede der Ausbruchsisolate zu denen aus nicht erkrankten Tieren. Eine erweiterte Auswertung dieser phylogenetischen Daten sowie die Identifizierung der für die Virulenz der Ausbruchsstämme verantwortlichen Faktoren sind in Planung. Ferner wurde eine vermehrte Sammlung und Analyse in verschiedenen Gebieten des Serengeti-Nationalparks begonnen, um Aussagen über die Prävalenz von S. equi ssp. ruminatorum treffen zu können. Publikationen: Speck S, Höner OP, Wachter B, Fickel Höner OP, Wachter B, Speck S, Wibbelt G, Ludwig A, Fyumagwa RD, Wohlsein P, Lieckfeldt D, Hofer H, East ML.
3. Wildtiere und Antibiotikaresistenz Ein zukünftiger Schwerpunkt der Forschung in der Bakteriologie des IZW werden Antibiotikaresistenzen in Bakterien darstellen welche aus Wildtieren isoliert wurden. Die Entwicklung der Antibiotikaresistenzen in Bakterien verursacht sowohl in Fachkreisen als auch in der Öffentlichkeit Besorgnis. In der Humanmedizin und der Lebensmittelproduktion laufen bereits seit einigen Jahren Monitoringprogramme, welche zum einen die aktuelle Situation darstellen, zum anderen aber auch ein Eingreifen im Falle der Entwicklung neuer Resistenzen ermöglichen sollen.
Da nicht nur die Möglichkeit der direkten Weitergabe der Bakterien von Mensch zu Mensch oder der Aufnahme über Lebensmittel besteht, sondern genauso die Möglichkeit des Austausches der Bakterien zwischen Mensch und Tier bzw. zwischen verschiedenen Tierarten, wurden diese Monitoringprogramme auch auf den Bereich der Hobbytiere ausgeweitet. Es existieren allerdings noch immer kaum Daten über resistente Bakterien in Wildtieren. Diese dürfen jedoch bei einer solchen Beobachtung keinesfalls außer Acht gelassen werden, da Wildtiere sowohl ein Reservoir als auch eine Verbreitungsmöglichkeit darstellen könnten. In diesem Zusammenhang befindet sich ein Projekt in Zusammenarbeit mit dem Institut für Mikrobiologie und Tierseuchen der Freien Universität Berlin und europäischen Kooperationspartnern in Vorbereitung, welches sich zunächst vor allem mit der Untersuchung von Proben aus Zugvögeln beschäftigen wird. Wir hoffen hierdurch neben den bereits bekannten, zusätzlich zu bedenkende Verbreitungswege für Antibiotikaresistenzen belegen zu können. Publikationen: Guenther, S., Grobbel, M., Lübke-Becker, A., Goedecke, A., Friedrich N.D., Wieler L.H. and Ewers C. Schwarz, S., Alešík, E., Grobbel, M., Lübke-Becker, A., Wallmann, J., Werckenthin, C., Wieler, L. H. (2007): Grobbel, M., Lübke-Becker, A., Alešík, E., Schwarz, S., Wallmann, J., Werckenthin, C., Wieler, L. H. (2007): |
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