Den Blickwinkel erweitern

Mit Ohrmarken markierte Rinder
Mit Ohrmarken markierte Rinder
© Dr. Isaiah Obara, Freie Universität Berlin

Wie zielführend wissenschaftlicher Austausch über Ländergrenzen hinweg sein kann, spiegeln konkret zwei DFG-geförderte Workshops wider: Vier deutsche und vier costa-ricanische Forscher trafen sich Ende 2016 am Robert Koch-Institut (RKI) in Wernigerode und Anfang 2017 in San José am Instituto Clodomiro Picado (ICP) der Universität von Costa Rica. Thematischen Schwerpunkt bildete die Enzymgruppe der bakteriellen Phospholipasen und ihre Wirkung auf den Wirt. Aktuelle Forschungsergebnisse wurden vorgestellt, Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftler präsentierten ihre Ansätze, und als Ergebnis des ersten Workshops erschien ein gemeinsamer Review-Artikel in der renommierten Fachzeitschrift „Microbiology and Molecular Biology Reviews“.

Erreger international erforschen

„Wir haben gemeinsam Methoden erarbeitet, Parallelen entdeckt, den Blickwinkel erweitert und Möglichkeiten für zukünftige Kooperationen diskutiert“, resümiert die RKI-Parasitologin Antje Flieger. Sie leitet dort die Gruppe „Bakterielle darmpathogene Erreger und Legionellen“. Letztere verursachen eine schwere Form der Lungenentzündung: die Legionellen-Pneumonie, bekannt als Legionärskrankheit. Und Phospholipasen sind an der Zerstörung der Lunge beteiligt.

Auch die Arbeitsgruppe um Professor Alberto Alape-Giron am Instituto Clodomiro Picado in Costa Rica interessiert sich für Phospholipasen, und zwar in den Toxinen von Bakterien und Schlangengiften. Das ICP genießt internationales Ansehen für seine Aktivitäten in der Herstellung von Antiseren gegen Schlangengifte. Ein weiterer Forschungsfokus liegt auf der Phospholipase C im Alpha-Toxin von Clostridum perfringens. Dieser bakterielle Erreger verursacht die schwerste Form der Wundinfektion, den sogenannten Gasbrand. Den Forscherinnen und Forschern ist es gelungen, eine Mutante zu züchten, die keine Toxine mehr produziert – mit dem Erfolg, dass die Krankheit nicht mehr ausbricht. „So wurde erst erkannt, dass das Alpha-Toxin essenziell für den Verlauf der Krankheit ist“, erklärt Flieger. Die Idee ist nun, ähnlich wie bei den Schlangengiften ein Antiserum zu entwickeln, das beim Wildtypus die krankmachenden Toxine hemmt und damit die Wundinfektion verhindert.

„Dieser Ansatz ist auch für unser Lungenpathogen Legionella interessant“, sagt Flieger. Oft werde die Krankheit zu spät diagnostiziert: Die Lunge sei dann schon so weit zerstört, dass selbst eine Antibiose nicht mehr hilft. Entscheidend für den schweren Verlauf seien unter anderem die Phospholipasen in Legionella. Ließen diese sich mit einem Antiserum hemmen und damit die Zerstörung des Lungenepithels aufhalten, könnte die Sterblichkeitsrate möglicherweise gesenkt werden. „Das ist aber nicht so einfach, denn wir kennen mindestens 19 verschiedene Phospholipasen in den Legionellen“, sagt Flieger. Mit einer besonders aktiven Phospholipase wollen die RKI-Wissenschaftler einen Anfang wagen. „Mithilfe unserer Kooperationspartner würden wir gerne ein Antiserum entwickeln, das das Enzym hemmt“, so Flieger. Ihre Hoffnung: Dass die Hemmung von zellauflösenden Faktoren langfristig als neuer therapeutischer Ansatz die Behandlung von Legionellose-Patienten verbessern könnte.

Trickreiche Einzeller

Trickreiche Parasiten stehen auch im Mittelpunkt des Kooperationsprojekts „Molekular-epidemiologische Netzwerkinitiative zur Förderung des Einsatzes von Lebendimpfstoffen gegen Theileria parva- und Theileria annulata-Infektionen in Ost- und Nordafrika“, dessen letzte Förderphase die DFG 2017 bewilligt hat. Jedes Jahr raffen Einzeller aus der Gattung der Theilerien Tausende von Rindern in Nord-, Ost- und Zentralafrika dahin.

„Wir gehen von über einer Million Tiere aus“, sagt der Parasitologe und Tropenveterinär Peter-Henning Clausen von der Freien Universität Berlin, der gemeinsam mit Ard Nijhof und Isaiah Obara aus Kenia Projektkoordinator ist. „Für die Tierhalter ist dies ein enormer wirtschaftlicher Verlust, der ihre Existenz bedroht.“ Die afrikanischen Partner kommen aus Ägypten, dem Sudan, Kenia, Uganda, Tunesien und Tansania. Ziel ist es, die Bekämpfungsmethoden vor Ort zu verbessern und effektivere Impfstoffe, sogenannte Lebendvakzine, zu entwickeln, um die Blutparasiten zu bekämpfen – und damit die Lebensgrundlage der Menschen zu sichern. Schon seit Jahrzehnten versuchen die Länder die Tierseuchen in den Griff zu bekommen, beispielsweise durch großflächigen Pestizideinsatz gegen die Zecken als Überträger. Ohne nachhaltigen Erfolg.

Die Forscher unterscheiden mit Theileria annulata und Theileria parva zwei Arten, die bei den Rindern unterschiedliche Krankheitsbilder hervorrufen: Theileria parva wütet in Ost- und Zentralafrika und verursacht das Ostküstenfieber, Theileria annulata verantwortet die tropische Theileriose, bekannt als Mittelmeerfieber. Um für letztere Art einen Impfstoff zu finden, setzen Clausen und sein Team auf lokale Lösungen: „Wir isolieren aus den infizierten Rindern vor Ort den Erreger, kultivieren ihn in Zelllinien, schwächen ihn ab, sodass er seine krankmachende Wirkung verliert, und infizieren mit diesem Isolat gesunde Rinder. Trotz Infektion bleiben die unerwünschten Nebenwirkungen aus“, erklärt Clausen. Das Problem: Infizierte Zelllinien, die beispielsweise Rinder in Ägypten immunisieren, sind in anderen Ländern wirkungslos, da dort andere Antigentypen auftreten. „Deshalb ist es wichtig, dass wir lokale Stämme abschwächen und daraus vor Ort den Lebendimpfstoff entwickeln.“ In Ägypten wollen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler nun testen, ob die Impfstoffe die Tiere unter Feldbedingungen zuverlässig schützen. Ähnlich weit sind auch die Kollegen in Tunesien und im Sudan. „Nach einem Informationsgespräch mit dem dortigen Landwirtschaftsminister hat sich die Regierung sogar bereit erklärt, rund um die Hauptstadt Khartum Rinder im Feldversuch mit Lebendvakzinen zu impfen“, sagt Clausen.

Für die Spezies Theileria parva existiert schon seit Jahrzehnten ein „Impfcocktail“ aus drei verschiedenen Erregertypen, der aber noch nicht flächendeckend eingesetzt wird. Länder wie Uganda befürchteten, dass mit dem Lebendimpfstoff neue Erreger ins Land eingeführt werden. „Unsere Untersuchungen zeigen aber eine große genetische Übereinstimmung und entkräften damit das Argument“, sagt Clausen. Uganda will nun erste Immunisierungsversuche im Feld genehmigen. „Auch wenn es ein regional und zeitlich begrenztes Projekt ist, haben wir schon viel erreicht. Neben der erfolgreichen Forschung und Impfstoffentwicklung ist es durch Aus- und Fortbildungsmaßnahmen gelungen, die Partner in die Lage zu versetzen, ihr neu gewonnenes Wissen zur unmittelbaren und nachhaltigen Verbesserung der Tiergesundheit einzusetzen“, resümiert Clausen.

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