Fachbereich Veterinärmedizin


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    PCR und DNA-Sondenhybridisierung zur Überprüfung des Behandlungserfolges von Trypanosomen-Infektionen bei Rindern in der Provinz Kénédougou in Burkina Faso, Westafrika (2002)

    Art
    Hochschulschrift
    Autor
    Gall, Yvonne
    Quelle
    Berlin, 2002 — 184 Seiten
    Verweise
    URL (Volltext): http://www.diss.fu-berlin.de/diss/receive/FUDISS_thesis_000000000823
    Kontakt
    Institut für Parasitologie und Tropenveterinärmedizin

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    Gebäude 35, 22, 23
    14163 Berlin
    Tel.+49 30 838 62310 Fax.+49 30 838 62323
    email:parasitologie@vetmed.fu-berlin.de

    Abstract / Zusammenfassung

    Die durch Tsetsefliegen übertragene Trypanosomose der Nutztiere (Nagana) verursacht in
    den afrikanischen Ländern südlich der Sahara erhebliche ökonomische Verluste. Bei der
    Bekämpfung dieser Tierseuche steht der Einsatz von Trypanoziden im Vordergrund.
    Aufgrund ihres nunmehr über 40-jährigen Einsatzes haben sich Resistenzen gegenüber den
    beiden bedeutendsten Wirkstoffen Isometamidiumchlorid (ISMM) und Diminazenazeturat
    (DIM) gebildet. Vorkommen und Verbreitung von resistenten Trypanosomenpopulationen
    wurden in Rinderherden in der Provinz Kénédougou im Südwesten von Burkina Faso
    (Westafrika) mittels parasitologischer Methoden im Rahmen eines durch das BMZ
    geförderten Projektes (1998 - 1999) bestimmt.
    Ziel der vorliegenden Dissertation war es, die Eignung der Polymerasekettenreaktion (PCR)
    zur Überprüfung der prophylaktischen Wirkung von ISMM und des therapeutischen Erfolgs
    von DIM zu testen.
    Die mit der PCR analysierten Blutproben stammten von Rindern, die im Rahmen der
    Blockbehandlungsstudie des BMZ-Projektes untersucht wurden. Eine Gesamtpopulation von
    738 Rindern aus 10 Dörfern mit einer erhöhten Trypanosomenprävalenz von über 10%
    wurde zu Beginn der Studie mit ISMM (1 mg/kg KGW) behandelt. Erneut parasitologisch
    positive Rinder wurden bei den 14-tägig stattfindenden Nachuntersuchungen zusätzlich mit
    DIM (3,5 mg/kg KGW) behandelt.
    Vor der ISMM-Behandlung wurden parasitologisch mit der sogenannten "Buffy Coat Technik"
    (BCT) bei 90 der 738 untersuchten Rinder (12,2%) Trypanosomen diagnostiziert. Mit der
    PCR wurden Blutproben der 90 BCT-positiven Rinder und dieselbe Anzahl Blutproben BCT-negativer
    Rinder, welche zufällig aus den 648 Blutproben BCT-negativer Rinder ausgewählt
    wurden, untersucht. Mit den Primerpaaren für Trypanosoma brucei, T. vivax und
    T. congolense savannah wurden in drei Simplex-PCR-Läufen insgesamt 92,2% (83) der 90
    parasitologisch positiven Rinder bestätigt. Von den 90 parasitologisch negativen Rindern
    reagierten 37,8% (34) positiv.
    Vierzehn Tage nach der ISMM-Applikation wurde der prophylaktische Erfolg mit beiden
    Methoden überprüft. Dabei wurden wiederum Trypanosomeninfektionen diagnostiziert. Von
    den parasitologisch positiven Rindern reagierten 97,1% (34/35) und von den parasitologisch
    negativen Rindern reagierten 28,8% (41/142) PCR-positiv. Auch 14 Tage nach einer
    zusätzlichen DIM-Therapie von 34 Rindern, die nach der ISMM-Prophylaxe parasitämisch
    waren, wurden mit beiden Methoden Trypanosomeninfektionen festgestellt. Dabei waren alle
    parasitologisch positiven Rinder (5) sowie 55,2% (16) der parasitologisch negativen Rinder
    PCR-positiv.
    Während vor der ISMM- Prophylaxe ca. 30% mehr positive Rinder mit der PCR im Vergleich
    zur BCT nachgewiesen wurden, waren es nach der ISMM-Prophylaxe 114% bzw. nach der
    zusätzlichen DIM-Therapie 320%. Die Zunahme der diagnostischen Differenz zwischen den
    beiden Methoden ist sehr wahrscheinlich auf ein häufigeres Unterschreiten der
    parasitologischen Nachweisgrenze nach den Trypanozidbehandlungen zurückzuführen. Die
    Abtötung der sensiblen Trypanosomenpopulationen führte zu allgemein niedrigeren
    Parasitämien, wenngleich resistente Populationen überlebten.
    Auf der Ebene der beteiligten Dörfer hatte dieser Unterschied zur Folge, dass mit der BCT im
    Gegensatz zur PCR das Auftreten trypanozidresistenter Infektionen mancherorts nicht
    erkannt wurde.
    Die mit beiden Methoden am häufigsten diagnostizierte Trypanosomenspezies war
    T. congolense gefolgt von T. vivax und T. brucei. Vor der ISMM- Prophylaxe wurden mit der
    PCR im Vergleich zur BCT insbesondere mehr Infektionen mit T. brucei und mehr
    Mischinfektionen identifiziert, die zumeist in Verbindung auftraten. Nach der ISMM-
    Prophylaxe wurden wiederum alle Spezies parasitologisch diagnostiziert, während mit der
    PCR nur noch T. congolense savannah und T. vivax nachweisbar waren. Die beiden Spezies
    waren mit der PCR auch noch nach der DIM-Therapie nachweisbar, wogegen
    parasitologisch nur noch T. congolense identifiziert wurde.
    Die Identität der PCR-Amplifikate wurde mit spezifischen DNA-Sonden verifiziert. Von den
    bei der Elektrophorese negativ beurteilten PCR-Ansätzen erzeugten außerdem bis zu 10,7%
    Hybridisierungssignale, wodurch die Sensitivität der PCR noch gesteigert wurde.
    Zur Vereinfachung und Kostenreduzierung der Methode wurde eine Multiplex-PCR mit den
    drei verwendeten Primerpaaren getestet. Eine wiederholte Analyse von Proben mit
    Einfachinfektionen erbrachte dieselben Ergebnisse wie mit der Simplex-PCR. Proben mit
    Mischinfektionen wurden hingegen nur etwa zur Hälfte als solche identifiziert, während bei
    den übrigen Proben Einfachinfektionen nachgewiesen wurden. Bei manchen Proben
    entstand ein unspezifisches DNA-Produkt.
    Für einen Einsatz bei Feldstudien müsste die Multiplex-PCR optimiert werden, um die
    kompetitive Hemmung der Primerpaare bei Mischinfektionen zu minimieren und die
    Entstehung unspezifischer Produkte zu vermeiden.
    Die Simplex-PCR wird aufgrund der Untersuchungsergebnisse dieser Arbeit als geeignete
    Methode zur Überprüfung des Behandlungserfolges von T. congolense- und
    T. vivax-Infektionen bei Rindern unter Feldbedingungen beurteilt. In Verbindung mit der
    DNA-Sondenhybridisierung konnte damit die Existenz von Isometamidium- und Diminazen-resistenten
    T. congolense- und T. vivax-Populationen bei Rindern in der Provinz
    Kénédougou in Burkina Faso bestätigt werden. Bei T. brucei- Infektionen ist die Eignung der
    Methode aufgrund der Tendenz dieser Spezies, in das ZNS auszuwandern und sich somit
    der Trypanozidwirkung und dem Nachweis im Blut zu entziehen, eingeschränkt.