Molekulare Epidemiologie von Pneumocystis carinii f. sp. suis in österreichischen Schweineherden

Pneumocystis spp. zählen zu den Pilzen und können in einer großen Anzahl von Säugetieren Pneumonien verursachen. Bei Mensch und Ratte wurde eine hohe Infektionsrate festgestellt, aber auch beim Schwein konnte Pneumocystis in 51% der Schweine mit Lungenentzündung und in 73% der Schweine ohne respiratorische Symptome nachgewiesen werden. Beim Menschen kann die Kolonisation der Lunge mit Pneumocystis zu verschiedenen potentiell wichtigen klinischen Effekten, wie zum Beispiel der Entstehung einer akuten Pneumonie, der Übertragung auf andere Menschen oder der Beteiligung an der Entstehung von Lungenkrankheiten führen. Die Schweinehaltung unterscheidet sich von Haltungsbedingungen anderer Tierarten dadurch, dass verschiedene Altersgruppen gemeinsam in einem Stall gehalten werden. Dieser Faktor fördert das Auftreten von polymikrobiell bedingten Krankheiten und gerade Atemwegserkrankungen verbreiten sich sehr leicht und stellen eine der wichtigsten Krankheitsursachen dar. Daten aus Voruntersuchungen zeigten, dass Pneumocystis ein förderlicher Kofaktor polymikrobiell bedingter respiratorischer Erkrankungen sein kann. Vor allem die Infektion von jungen Schweinen kann von wirtschaftlicher Bedeutung sein, da Entwicklungsdefizite, die früh im Leben auftreten, nur schwer ausgeglichen werden können.

Derzeit ist das Genom von Pneumocystis carinii f. sp. suis (im vorliegenden Antrag als Pneumocystis suis bezeichnet) nahezu unbekannt. Durch die Sequenzierung des gesamten Pneumocystis suis-Genoms werden nicht nur dessen Struktur, sondern auch Informationen über metabolische und andere biologische Eigenschaften verfügbar. Wir planen, diese Daten in weiterer Folge mit jenen von anderen Pneumocystis-Spezies zu vergleichen. Die Charakterisierung des Genoms wird zu einem besseren Verständnis der Entstehung und Entwicklung der Pneumocystis-Pneumonie beim Schwein beitragen und die Richtung für die Entwicklung neuer Strategien die Diagnose, Behandlung und Prävention betreffend vorgeben. Die Untersuchung von Pneumocystis jirovecii beim Menschen zeigte, dass die jeweilige Pilzkonzentration in den Lungen abhängig vom jeweiligen Pneumocystis-Genotyp, aber auch vom Vorliegen bestimmter Koinfektionen stark variieren kann. Neben der Sequenzierung des Pneumocystis suis-Genoms planen wir die Ermittlung der Heterogenität dieses Erregers. Die Analyse von Proben aus verschiedenen Betrieben eröffnet die exzellente Möglichkeit zu untersuchen, ob unterschiedliche Pneumocystis suis-Genotypen existieren. Außerdem können mögliche Assoziationen zwischen diesen Genotypen und der Pneumocystis suis-Konzentration, dem Alter der Tiere, klinischen Symptomen und bestimmten Koinfektionen sowie die Pneumocystis suis-Epidemiologie auf Herdenbasis evaluiert werden.

Mitarbeiter:
Univ.-Prof. Dr. Herbert Weissenböck 1
Dr. Christiane Weissenbacher-Lang 2

Kooperationspartner:
Univ.-Prof. Dr. Wolfgang Sipos, Universitätsklinik für Schweine, Veterinärmedizinische Universität Wien 3
Prof. Dr. Liang Ma, Critical Care Medicine Department, NIH Clinical Center, Bethesda, Maryland, USA  4
Dr. Ousmane Cissé, Critical Care Medicine Department, NIH Clinical Center, Bethesda, Maryland, USA 4

Projektzeitraum:
09/2018 – 08/2021

Finanzierung:
FWF - Fonds zur Förderung der Wissenschaftlichen Forschung 5

 

Malaria und andere Hämosporidiosen bei Wildvögeln: Häufige bislang unterschätzte Ursachen von Vogelsterben?

Aviäre Hämosporidien sind Blutparasiten von Vögeln, die durch unterschiedliche Arthropodenvektoren übertragen werden. Man unterscheidet 3 Gattungen, Plasmodium, Haemoproteus und Leucocytozoon mit jeweils zahlreichen Arten. Sie kommen - mit Ausnahme circumpolarer Regionen - weltweit vor und infizieren einen hohen Prozentsatz aller Wildvögel.  Lange Zeit ging man davon aus, dass Koevolution von Wirten und Parasiten in einer perfekten Adaptation resultiert, wodurch die betroffenen Vögel nicht krank werden. Werden hingegen Vögel aus kalten Klimazonen in wärmere Gefilde verbracht, dann resultiert die Infektion häufig in schweren Erkrankungen und auch Todesfällen. Nun mehren sich Indizien dafür, dass auch Wildvogelarten aus den natürlichen Verbreitungsräumen der Hämosporidien wesentlich häufiger schwer erkranken und auch sterben können als bislang angenommen.

Wir vermuten, dass aviäre Hämosporidiosen (Inklusive Vogelmalaria) stark unterschätzte Ursachen von schweren Erkrankungen und Todesfällen bei Wildvögeln sind. Es besteht ein Mangel umfassender Studien zu Todesursachen bei Wildvögeln und es fehlen geeignete Methoden, die Parasiten im Gewebe toter Vögel  unterschiedlichen Genera, Subgenera oder Arten zuzuordnen. Wir nehmen auch an, dass ein größeres Spektrum an Hämosporidienarten als bisher bekannt eine hohe Virulenz sowohl für Wildvögel als auch für Käfig- und Volierenvögel hat. Die diesbezüglichen Daten sind deshalb lückenhaft, weil die Gewebsstadien der Hämosporidien morphologisch ähnlich sind und derzeit keine Methoden zur Bestimmung der Parasitenarten in Gewebeproben, insbesondere auch bei Fällen von Mischinfektionen, verfügbar sind.

Wir planen, diese Ideen durch „Visualisierung“ definierter Hämosporidiengenera und -arten in Gewebeproben zu testen. Dies wird mit Hilfe einer in situ Hybridisierung unter Verwendung von Gensonden gegen ribosomale RNA angestrebt. Die Sequenzen des rRNA Gens sind allerdings bei Hämosporidien weitgehend unbekannt und müssen erst durch geeignete Amplifikations- und Sequenzierungsverfahren an eindeutig spezifizierten Referenzproben ermittelt werden.   

Mitarbeiter:
Univ.-Prof. Dr. Herbert Weissenböck, Dipl.ECPHM, Projektleitung 6
Dr. Josef Harl, Postdoc 7
MMag. Tanja Himmel, PhD Studentin 8

Kooperationspartner:
Dr. Gediminas Valkiunas, Nature Research Centre, Vilnius, Litauen 9
A.o. Prof. Dr. Alexandra Scope, Interne Medizin Kleintiere, Vetmed.Uni.Wien 10
Univ.-Prof. Dr. Leonida Fusani, KLIVV, Vetmed.Uni.Wien 11

Projektzeitraum: 03/2017 - 03/2020

Finanzierung:
FWF - Fonds zur Förderung der Wissenschaftlichen Forschung 12

  

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Anreise zur Vetmeduni Vienna 13


 

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