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Escherichia coli-Infektionen bei Schweinen

Untersuchungen zum Vorkommen und zur Stabilität von Colistin-Resistenzdeterminanten in pathogenen Escherichia coli- Isolaten aus klinischem Untersuchungsgut von Schweinen

Dissertationsprojekt: Lisa Göpel

Betreuer: Prof. Dr. med. vet. Christa Ewers

  Colistin, auch bekannt als Polymyxin E, ist ein bakterizid wirkendes Antibiotikum, welches überwiegend in der Veterinärmedizin zur Behandlung von gastrointestinalen Infektionen bei lebensmittelliefernden Tieren eingesetzt wird. In der Humanmedizin gewann Colistin in den letzten Jahren zunehmend an Bedeutung durch den Einsatz als Reserveantibiotikum bei schweren Infektionen ausgelöst durch multiresistente gramnegative Bakterien. Im Jahr 2017 stufte die Weltgesundheitsorganisation (WHO) Colistin in die Gruppe der besonders wichtigen Antibiotika mit höchster Priorität („highest priority critically important antimicrobials“) ein. Im November 2015 konnte in China erstmals das horizontal übertragbare, plasmidkodierte Resistenzgen mcr-1 (mobile colistin resistance-1) in Escherichia coli-Stämmen von Schweinen nachgewiesen werden. Bis 2021 wurden neun weitere mcr-Gene (mcr-2 bis mcr-10) in verschiedenen Bakterienisolaten von Tieren, Lebensmitteln, Menschen und Umwelt festgestellt. Ziel dieses Projektes ist die Erstellung einer Datenbasis für ein umfassendes und kontinuierliches Monitoring pathogener E. coli- Isolate aus Schweineaufzucht und Schweinemast auf Colistinresistenz und deren molekularen Grundlage. Mehr als 14.000 Einzelisolate aus den vergangenen 25 Jahren werden mittels Multiplex-PCR auf die Resistenzgene mcr-1- mcr-10 getestet. Aktuell in der Routinediagnostik des IHIT eingehende Isolate werden ebenfalls per Multiplex-PCR auf Virulenz- und Colistinresistenzgene geprüft. Ergänzt werden diese Daten durch die Lokalisierung der Resistenzgene auf dem bakteriellen Chromosom oder Plasmiden sowie durch Ganzgenomsequenzierungen ausgewählter Isolate. Angeschlossen werden in silico-Analysen der Sequenzdaten im Hinblick auf Phylogenie, Serotypen, zusätzliche Virulenzgene und Resistenzdeterminanten (Gene und chromosomale Mutationen) der Isolate. Diese Daten bilden die Basis für ein zukünftiges molekulares Monitoring pathogener und resistenter Bakterien vom Schwein.

Präsentationen und Veröffentlichungen

Veröffentlichungen:

  • Occurence of mcr-1 and mcr-2 colistin resistance genes in porcine Escherichia coli isolates (2010-2020) and genomic characterization of mcr-2-positive E. coli.
    Ewers C, Göpel L, Prenger-Berninghoff E, Semmler T, Kerner K, Bauerfeind R (2022)
    Front Microbiol 13:1076315. doi: 10.3389/fmicb.2022.1076315

Präsentationen:

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Häufigkeitsverteilung von verschiedenen Phylogruppen bei Stx2e-kodierenden
Escherichia coli in deutschen Schweinebetrieben

Dissertationsprojekt: Steffen Hermanns

Betreuer: Prof. Dr. med. vet. Rolf Bauerfeind

  Beschreibung folgt!

Präsentationen und Veröffentlichungen

Veröffentlichungen:

  • Cross-sectional study: prevalence of oedema disease Escherichia coli (EDEC) in weaned piglets in Germany at pen and farm levels.
    Berger P, Hermanns S, Kerner K, Schmelz F, Schüler V, Ewers C, Bauerfeind R, Doherr MG (2023)
    Porcine Health Management 9:49. https://doi.org/10.1186/s40813-023-00343-9

Präsentationen:

  • Folgt!
 
 

Häufigkeitsverteilung und Expression von F18-Fimbrien bei toxinkodierenden E. coli–Isolaten von Schweine

Dissertationsprojekt: Wibke Küppers

Betreuer: Prof. Dr. med. vet. Rolf Bauerfeind

  Toxinbildende Stämme von Escherichia coli sind weltweit in der intensiven Schweinehaltung wirtschaftlich bedeutende Krankheitserreger. In den Pathogenesen der Colidiarrhoe und der Ödemkrankheit nimmt die von adhäsiven Fimbrien vermittelte Anheftung dieser Bakterien an die Darmschleimhaut eine Schlüsselrolle ein. In der gegenwärtig laufenden Studie wird untersucht, wie häufig die bekannten adhäsiven Fimbrientypen (F4, F5, F6, F18, F41) bei Enterotoxin- und/oder Shigatoxin-kodierenden E. coli (ETEC bzw. STEC)-Isolaten von jungen Hausschweinen in Deutschland vorkommen. Mit Blick auf die Weiter­entwicklung der Labordiagnostik wird außerdem untersucht, wie oft F18-kodie­rende Isolate ihre Fimbriengene in vitro tatsächlich exprimieren und ob man die Expression durch geeignete Anzuchtbedingungen stimulieren kann. Die Analyse soll die beiden bekannten F18-Serotypen (F18ab, F18ac) differenziert darstellen. Hierbei werden konventionelle Test­methoden (Agglutination, Immunfluoreszenzmikroskopie) und ein neues, auf der Durch­fluss­zytometrie basierendes Verfahren Anwendung finden.