Charakterisierung von Brachyspira spp.

Brachyspiren sind in der Kultivierung anspruchsvolle, obligat anaerobe Schraubenbakterien (Spirochaeten). Die Gattung umfasst mehrere Spezies, die bei Schwein, Huhn und Mensch klinische Bedeutung besitzen, aber bei auch bei anderen Säugetieren nachgewiesen wurden. Von den beim Schwein vorkommenden Brachyspiren induzieren B. hyodysenteriae, „B. suanatina“ und „B. hampsonii“ die wirtschaftlich bedeutsame Schweine-dysenterie (SD) und B. pilosicoli die intestinale Spirochaetendiarrhoe. Weitere Spezies sind entweder apathogen (B. innocens) oder verursachen milde Verlaufsformen einer Dysenterie (B. intermedia, B. murdochii). Die Kultivierung dieser Bakterien auf bluthaltigen Nährböden geht je nach Spezies mit der Ausbildung einer unterschiedlich starken Hämolyse einher. Die kausal für die SD verantwortlichen Stämme induzieren eine starke Hämolyse, alle anderen Stämme eine schwache Hämolyse. Obwohl einzelne Hämolysine in der Pathogenese der SD von Bedeutung sind, ist der Kenntnisstand darüber unzureichend. Von den als TlyA, TlyB, TlyC und HlyA bezeichneten Hämolysinen bzw. Zytotoxinen scheint vorwiegend das TlyA bedeutsam für die Virulenz des Erregers zu sein und das HlyA möglicherweise für die starke Hämolyse der Dysenterie-Stämme. Über vier weitere mittels Genomanalysen identifizierte potentielle Hämolysine (BHWA1_00446 (yplQ), BHWA1_01870, BHWA1_00587 (hly) und BHWA1_00962) existieren bis dato keinerlei funktionelle Studien.

Ein Schwerpunkt dieser Dissertation liegt auf Untersuchungen zum Vorkommen von Hämolysingenen bei Brachyspira spp.-Isolaten sowie zum Phänotyp und zur Immunogenität unterschiedlicher Hämolysine. Zum Nachweis der Hämolysingen-Ausstattung werden ca. 300 schwach- und stark-hämolysierende Brachyspira-Feldisolate, die in den vergangenen 13 Jahren im Institut für Hygiene und Infektionskrankheiten der Tiere isoliert wurden, sowie relevante Referenzstämme aus unterschiedlichen Ländern herangezogen. Weiterhin wird geprüft, ob bei Schweinen nach Überstehen einer SD oder bei mit B. hyodysenteriae-Ganzzelllysaten geimpften Kaninchen Antikörper nachweisbar sind, die die Hämolyse oder auch die Zytotoxizität inhibieren können. Für diese Untersuchung liegen ca. 180 Seren von Schweinen resp. Kaninchen vor, die jeweils vor und nach Infektion oder Immunisierung entnommen wurden. Schließlich erfolgt eine vergleichende Untersuchung zur Aktivität der Hämolysine bzw. Zytotoxine verschiedener B. hyodysenteriae-Stämme in vitro.

Einen weiteren Schwerpunkt der Arbeit bilden Untersuchungen zur Populations-struktur von B. hyodysenteriae mittels Multilokus-Sequenztypisierung (MLST) und Genomsequenzierung ausgewählter Isolate. Dies soll Erkenntnisse über die bis dato kaum bekannte Diversität von B. hyodysenteriae-Isolaten aus Deutschland im Kontext von Daten globaler Isolate liefern.

Diese Dissertation wird gefördert durch die Akademie für Tiergesundheit e.V.