Angiostrongylus vasorum-Infektionen beim Hund stellen z. T. schwerwiegende Infektionen dar, die auch zum Tod der Tiere führen können. Dabei stellt sich die Erkrankung extrem komplex dar und umfasst allgemeine, respiratorische, kardiovaskuläre, neurologische, okuläre und Blutungs-assoziierte Krankheitskomplexe. Berichte aus dem europäischen Raum deuten auf eine Ausbreitung dieser Parasitose in den letzten Jahren hin. Auch in Deutschland ist A. vasorum heimisch. Dieser Parasit entwickelt sich obligat über Zwischenwirte; hierfür eignen sich diverse Nackt- und Gehäuseschnecken. Als wichtiger Reservoirwirt für A. vasorum dient der Rotfuchs.

Die AG Angiostrongylus befasst sich in den Projekten 1-4 (siehe "Projekte") mit epidemiologischen Fragestellungen und untersucht Reaktionen der Zwischenwirte auf A. vasorum-Infektionen.

Projekt 1:

Prävalenzstudie zum Vorkommen von Angiostrongylus vasorum in Diagnostikproben von Hunden aus Deutschland und Dänemark

In Zusammenarbeit mit einem kommerziellen Diagnostiklabor (IDEXX) werden hier Hundekotproben der Jahre 2003-2001 auf das Vorkommen von A. vasorum-Infektionen ausgewertet sowie Risikofakteren einer A. vasorum-Infektion untersucht.

Projekt 2:

Prävalenzstudie zur Parasitenfauna bei Füchsen (Vulpis vulpis) in Deutschland unter besonderer Berücksichtigung von Angiostrongylus vasorum

In Zusammenarbeit mit dem Hessischen Landeslabor (LHL, Gießen), dem Thüringer Landesamt für Lebensmittelsicherheit und Verbraucherschutz (TLLV, Bad Langensalza), dem Landesuntersuchungsamt Koblenz (LUA) werden Lungen- und Kotproben von Füchsen gesammelt und makroskopisch, koprologisch sowie molekularbiologisch auf intestinale Parasiten und Lungenwürmer (inkl. A. vasorum) untersucht, um aktuelle Prävalenzdaten zum Fuchs als Erregerreservoir zu generieren. Bis dato zeigt sich eine hohe Belastung der Füchse mit klassischen Lungenwürmern, aber auch A. vasorum wurde in z. T. relativ hohen Prävalenzen nachgewiesen. Damit stellt der Fuchs ein aktuelles Reservoir für die beim Hund z. T. zu tödlichen Verlaufsformen führende Angiostrongylidose dar.

Projekt 3:

Prävalenzstudie zur Verbreitung von Angiostrongylus vasorum in deutschen Nacktschnecken

Hier werden in ausgewählten Gebieten von Rheinland-Pfalz und Hessen über ein Jahr Nacktschneckensammlungen durchgeführt. Die Erfassung der Lungenwurmprävalenzen in Schnecken erfolgt nach Schneckenverdau über mikroskopische und PCR-basierte Methoden.

Projekt 4:

Experimentelle Infektionen von Nacktschneckenspezies mit Angiostrongylus vasorum: Zwischenwirtskompetenz und Immunreaktionen

In Klimakammern werden verschiedene Nacktschneckenspezies gezüchtet und experimentell mit A. vasorum-Erstlarven infiziert. Untersuchungsgegenstände sind u. a. die Zwischenwirtskompetenz unterschiedlicher Nacktschneckenspezies, die Ausscheidung infektiöser A. vasorum-L3 über Schnecken sowie immunologische Untersuchungen zur schneckenseitigen Abwehr der Parasiten.

Kokzidien (Eimeriida) sind protozoäre, intrazelluläre Parasiten mit teils großer veterinärmedizinischer und medizinischer Bedeutung. Vertreter der Gattung Eimeria können z. B. bei vertebraten Nutztieren schwere, gelegentlich tödlich verlaufende Darmerkrankungen hervorrufen. Infektionen mit Besnoitia besnoiti verursachen schwere Hauterkrankungen beim Rind sowie u. a. bleibende Sterilitäten bei Bullen und gelten aufgrund ihrer ausbreitenden Tendenz seit 2010 als "Emerging Disease" in der EU. Mit anderen Gattungen, wie Neospora, verursachen Kokzidien Aborte beim Rind oder verursachen mit Toxoplasma gondii die beim Menschen weltweit häufigste Zoonose, die u. a. Schäden beim Fetus herbeiführen kann.

Die nachfolgend dargestellten Projekte 1-3 (siehe unter "Projekte") beziehen sich in erster Linie auf pathogene Eimeria-Arten beim Wiederkäuer (Eimeria bovis beim Rind, E. ninakohlyakimovae und E. arloingi bei der Ziege) sowie auf die bovine Besnoitiose und behandeln immunologische, zellbiologische und molekularbiologische Fragestellungen bei diesen wenig untersuchten Parasiten. In diesen Studien werden teils als Vergleichsorganismen die nahe verwandten Erreger T. gondii und N. caninum einbezogen.

Projekt 1:

Charakterisierung von zellulären, adaptativen Immunantwort bei Eimeria-infizierten Wiederkäuern

Die protektive Immunantwort bei Eimeria-Infektionen wird in aller Regel von adaptativen, zellulären Reaktionen getragen. In diesem Projekt werden solche Reaktionen von experimentell mit Eimeria bovis (Kalb) oder E. ninakohlyakimovae (Ziegenlamm) primär und re-infizierten Kälbern auf Ebene der T-Zellproliferation, Phänotypisierung der T-Lymphozyten (FACS, Immunhistologie) und Zytokin-Gentranskription in peripheren und Lymphknoten-assoziierten T Lymphozyten untersucht. Zudem wird insbesondere die Beteiligung CD4⁺- und CD8⁺ T Zellen, sowie die Expression von IFN-γ im Verlauf der Infektion überprüft.

Projekt 2:

Charakterisierung von angeborenen Immunmechanismen gegen Kokzidien

Beim ersten Zusammentreffen von Parasit und Wirt spielen insbesondere Zellen des angeborenen Immunsystems eine Rolle. In diesem Projekt werden unterschiedliche Zelltypen des "innate immune systems" (Neutrophile Granulozyten, Monozyten, Makrophagen, Natürliche Killer-Zellen) auf ihre Effektivität und Aktivitätsmuster gegen Kokzidien-Stadien überprüft. Dazu werden z. B. Untersuchungen zur parasiten-induzierten Adhäsion von Neutrophilen und Lymphozyten an infiziertes Endothel, zur parasiten-induzierte Zyto- und Chemokin-Gentranskription, zur Phagozytoseaktivität, zur oxidative Burst-Aktivität und zur NET (Neutrophil Extracellular Trap)-Bildung durchgeführt.

Projekt 3:

Modulation der Wirtszelle über Kokzidieninfektionen

Kokzidien sind strikt intrazellulär lebende Protozoen, die ihre jeweiligen Wirtszellen so beeinflussen müssen, dass diese ihre intrazelluläre Entwicklung tolerieren sowie strukturell und metabolisch unterstützen. Wir bearbeiten sowohl schnellproliferative Kokzidien wie Besnoitia besnoiti (Entwicklung in Endothelzellen innerhalb von 24 Stunden) als auch langsam proliferative Arten wie Eimeria bovis, E. ninakohlyakimovae oder E. arloingi (je nach Spezies verläuft die Entwicklung über 2-3 Wochen in der Wirtszelle). Allein aus dieser unterschiedlichen Entwicklungsdauer ergeben sich unterschiedliche Notwendigkeiten der Wirtszellmodulation für die einzelnen Spezies.

In diesem Projekt werden Parasit-Wirtzell-Interaktionen auf verschiedenen Ebenen überprüft: Invasions/Egressmechanismen, Beeinflussung der Apoptosefähigkeit der Wirtszelle, parasitenspezifische Antigenexpression in der Wirtzelle und auf ihrer Oberfäche, Modulation des Wirtzellzytoskeletts, Gentranskription immunmodulatorischer Moleküle, Gentranskription von Adhäsionsmolekülen, Beeinflussung des Wirtszelltranskriptoms (Microarray-Analysen) und -proteoms (2-D-Gele und MALDI-TOF-Analysen), Modulation des Cholesterol- und Kohlehydratmetabolismus der Wirtszelle.

Parasitosen bei Wildtieren führen nicht selten zu schweren Erkrankungen dieser Tiere und können ggf. dezimierende Faktoren bezüglich der Gesamtpopulationen darstellen. Daneben stellen Wildtiere ein bedeutendes Reservoir für diverse human- und veterinärmedizinisch relevante Parasiten dar. Es ist somit von hohem Interesse, aktuelle Daten zu Parasitenprävalenzen auch im Sinne eines Monitorings bei Wildtieren zu erheben.

Die AG Wildtiere befasst sich in den Projekten 1-7 (siehe "Projekte") mit Parasitosen von sehr unterschiedlichen Wildtieren aus unterschiedlichsten Regionen dieser Erde.

Projekt 1:

Analyse der intestinalen Parasitenfauna wildlebender Wölfe (Canis lupus) in Kroatien

In Kooperation mit der Universität Zagreb werden Kotproben freilebender Wölfe auf das Vorkommen von Magen-Darm-Parasiten koprologisch und molekularbiologisch untersucht. Bisher gibt es keinerlei solche Untersuchungen zum freilebenden Wolf in Kroatien und wir wollen hier neue Erkenntnisse insbesondere bezüglich der Rolle des Wolfes als Erregerreservoir für Haustiere sowie als Zoonoseüberträger generieren.

Bisher wurden 400 Proben untersucht. Es ergaben sich relativ hohe Prävalenzen für Ancylostomatiden und Capillarien, wobei erstere ein zoonotisches Potenzial aufweisen. Daneben wurden mindestens 17 weitere Parasitenarten aus verschiedenen Gruppen (Protozoen, Nematoden, Trematoden und Cestoden) identifiziert. Interessanterweise befinden sich darunter 10 unterschiedliche Parasitosen, die anthropozoonotisch relevant sind. Weitergehende molekularbiologische Untersuchungen zu Echinococcus spp., Giardia spp. und Cryptosporidium spp. werden demnächst angegangen.

Projekt 2:

Prävalenzstudien zur Parasitenfauna bei Füchsen (Vulpis vulpis) in Deutschland unter besonderer Berücksichtigung von Angiostrongylus vasorum

In Zusammenarbeit mit dem Hessischen Landeslabor (LHL, Gießen), dem Thüringer Landesamt für Lebensmittelsicherheit und Verbraucherschutz (TLLV, Bad Langensalza), dem Landesuntersuchungsamt Koblenz (LUA) werden Lungen- und Kotproben von Füchsen gesammelt und makroskopisch, koprologisch sowie molekularbiologisch auf intestinale Parasiten und Lungenwürmer (inkl. A. vasorum) untersucht, um aktuelle Prävalenzdaten zum Fuchs als Erregerreservoir zu generieren. Bisher wurden > 500 Füchse analysiert. Bis dato zeigt sich eine hohe Belastung der Füchse mit klassischen Lungenwürmern, aber auch A. vasorum wurde in z. T. relativ hohen Prävalenzen nachgewiesen. Damit stellt der Fuchs ein aktuelles Reservoir für die beim Hund z. T. zu tödlichen Verlaufsformen führende Angiostrongylidose dar. Weitergehende Analysen sollen u. a. das zoonotische Potenzial der bei den Füchsen diagnostizierten Giardia- und Cryptosporidium-Subspezies per Genotypisierung untersuchen.

Projekt 3:

Untersuchungen zur Parasitenfauna der Kegelrobbe (Halichoerus grypus) und des Seehundes (Phoca vitulina) in der Nordsee

In Kooperation mit dem "Seal Rehabilitation and Research Centre" (SRRC) in Pieterburen (NL) werden Analysen zur aktuellen Parasitenfauna von Kegelrobben und grauen Seehunden aus der Nordsee durchgeführt. Dabei werden Kotproben auf intestinale Parasitenstadien, Serumproben auf Toxoplasma-Antikörper und Gewebeproben (Gehirn, Leber) per Realtime PCR auf Toxoplasma gondii-DNA untersucht. Im Falle zoonotisch relevanter Parasiten wird angestrebt, eine Genotypisierung der Parasitenspezies vorzunehmen, um ein Gefährungspotential der Einwohner oder Touristen abschätzen zu können.

Weiterhin werden erste Untersuchungen zu Ektoparasiten und hierbei insbesondere zur Überträgerkapazität von Echinophthirus spp. (Seehundlaus) durchgeführt und es konnte bisher erstmalig Anaplasma phagocytophilum- als auch Acanthocheilonema spirocauda-DNA in diesen Läusen nachgewiesen werden.

Projekt 4:

Untersuchungen zur Parasitenfauna von Tümmlern (Turiops aduncus) in Ägypten

In Kooperation mit der "Dolphin Watch - Natural Underwater Science" und der "Spiritual World Diving Federation" (SWDF)-Basis in Hurghada werden Kotproben bei freilebenden Delphinen (Turiops aduncus) im Roten Meer "ertaucht" und parasitologisch analysiert. Bisher wurden insgesamt 21 Parasitenspezies bei diesen Delphinen nachgewiesen. In Vomitusproben wurde Anisakis spp. diagnostiziert und über molekularbiologische Techniken als Anisakis simplex identifiziert.

Dies ist die erste Studie weltweit, die Analysen bei freilebenden Delphinen vornimmt. Im Falle zoonotisch relevanter Parasiten (z. B. Cryptosporidien, Giardien, Anisakis spp.) wird angestrebt, eine Genotypisierung der Parasitenspezies vorzunehmen.

Projekt 5:

Untersuchungen zur intestinalen Parasitenfauna freilebender Seelöwen (Otaria flavescens) in Chile

In Kooperation mit der Universität Austral von Chile wurden Kotproben von freilebenden, sich am Süßwasserfluss "Calle-Calle" (Valdivia) aufhaltenden Seelöwen gesammelt. Diese Seelöwenkolonien haben unmittelbaren Kontakt zum Menschen, da Einzeltiere immer wieder im Hafenbereich an Land gehen und bis in die Innenstadt (Märkte) vordringen. Um das parasitologisch-zoonotische Potential ihrer Ausscheidungen zu erfassen, werden Kotproben solcher Seelöwen koprologisch untersucht. Im Falle zoonotisch relevanter Parasiten (z. B. Cryptosporidien, Giardien) wird angestrebt, eine Genotypisierung der Parasitenspezies vorzunehmen, um ein Gefährungspotential der Einwohner abschätzen zu können. Bisher konnten mit Anisakis spp., Balantidium coli, Giardien, Kryptosporidien und Diphyllobothrium spp. bereits fünf zoonotisch relevante Parasitosen identifiziert werden. Im Falle von Balantidium coli stellt dies eine Erstbeschreibung im Seelöwen dar.

Projekt 6:

Untersuchungen zur intestinalen Parasitenfauna freilebender Kaiserpinguine (Abtenodytes forsteri) in der Atka-Bucht der Antarktis

Zur Parasiteninfektionen antarktischer Vögel ist bis heute wenig bekannt. Im Rahmen einer Antarktisexpedition des Umweltbundesamtes wurden individuelle Kotproben von Kaiserpinguinen gesammelt. Am hiesigen Institut werden diese Proben koprologisch mittels des SAF-Verfahrens auf protzoäre und metazoäre Parasitenstadien untersucht sowie mittes Kopro-Antigen-ELISAs auf Giardia spp. und Cryptosporidium spp.-Befall analysiert. So konnte gezeigt werden, dass selbst unter für Parasitenstadien adversen, antarktischen Bedingungen Parasitenstadien über den Kot weitergegeben werden.

Projekt 7:

Untersuchungen zur intestinalen Parasitenfauna freilebender Wale in Nordatlantik, Portugal

In Kooperation mit MARE (Marine and Environmental Science Centre, Azoren, Portugal) und IMAR (Institute of Marine Research, Azoren, Portugal) werden Kotproben freischwimmender Wale (Balu-, Pott, Finn-, Seiwale) vor den Azoren gesammelt und parasitologisch analysiert. Dabei wird besonderes Augenmark auf zoonotisch relevante Erreger gelegt.

Unsere Arbeitsgruppe ist im Bereich der molekularen Parasitologie tätig und beschäftigt sich mit dem Wurmparasiten Schistosoma mansoni. Als Vertreter der parasitären Plattwürmer ist dieser Blutegel als Erreger der Bilharziose (Schistosomiasis) bekannt. Dies ist eine weltweit verbreitete Infektionskrankheit von Mensch und Tier, deren Relevanz als Parasitose für den Menschen direkt hinter der Malaria anzusiedeln ist.

Neben seiner medizinischen Relevanz zeichnen sich Schistosomen durch zwei biologische Besonderheiten aus. Sie sind die einzigen getrenntgeschlechtlich lebenden Vertreter der Klasse der ansonsten zwittrigen Trematoden (siehe Bild). Darüber hinaus weisen Schistosomen das nahezu einzigartige Phänomen der Männchen-induzierten sexuellen Reifung der Weibchen auf. Erst infolge eines dauerhaften Paarungskontaktes, der über Jahre bestehen kann, entwickeln sich die Reproduktionsorgane der Weibchen. Dieser Prozess ist eine Voraussetzung für die Eiproduktion, aber auch reversibel; trennt man Männchen von Weibchen, kehrt sich der Reifungsprozess um, und es kommt zur Degeneration weiblichen Reproduktionsorgane und zum Stopp der Eiproduktion. Paart man getrennte Weibchen erneut mit Männchen, regenerieren die Reproduktionsorgane der Weibchen, und die Eiproduktion wird wieder aufgenommen.

Die Eiproduktion ist nicht nur für die Aufrechterhaltung des Lebenszyklus der  Schistosomen essentiell, sondern auch ursächlich für die pathologischen Konsequenzen einer Bilharziose (Schistosomiasis). Nur ein Teil der Eier gelangt mit Ausscheidungsprodukten wie dem Faeces oder dem Urin ins Freie. Der andere Teil sammelt sich zu einem großen Teil in inneren Organen von Patienten an - wie z.B. der Leber - und verursacht dort schwerwiegende Entzündungen. Dies kann schließlich zu einer Leberzirrhose führen.

Nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation (WHO¹) leben weltweilt mehr als 600 Millionen Menschen in sogenannten Endemiegebieten, also dort wo man sich mit Schistosomen infizieren kann. Das betrifft große Teile Afrikas, Südamerikas und Asiens. Insgesamt sind über 240 Millionen Menschen infiziert und benötigen medizinische Behandlung. Es gibt nur ein gegen alle Schistosomenarten wirksames Medikament, Praziquantel. Einen Impfstoff gibt es bislang noch nicht.      

¹WHO (2014) Global Health Estimates and Fact Sheets. Available from:

http://www.who.int/healthinfo/global_burden_disease/en/
https://www.who.int/schistosomiasis/en/

http://www.who.int/features/factfiles/schistosomiasis/facts/en/