Thailändischer Elefant stehend vor einem Fluss

Streptococcus agalactiae bei Asiatischen und Afrikanischen Elefanten

Eine interdisziplinäre Zusammenarbeit von Zootierärzten, Landeslaboren und Universitäten sowie dem Nationalen Referenzzentrum für Streptokokken ermöglichte einen umfangreichen Vergleich der bei diesen beliebten großen Exoten bisher nur wenig beachteten Bakterien aus Wundinfektionen.

Erkrankte Zootiere stellen immer wieder eine besondere Herausforderung für die behandelnden Tierärzte wie auch für die an der Diagnose beteiligten Untersuchungslabore dar. Die zum Teil seltenen und bedrohten Tierarten können ungewöhnliche, bisher nicht beschriebene Mikroorganismen tragen [1,2]. Auch kann die Ursache einer Erkrankung exotischer Tiere aufgrund der Seltenheit der Patienten oder der nur geringen Fallzahlen noch unzureichend geklärt sein. In solchen Fällen ist eine zielgerichtete Behandlung der Krankheit erschwert.

In einer aktuellen Studie wurde der Zusammenhang des Bakteriums Streptococcus agalactiae (S. agalactiae) mit infizierten Hautwunden und chronischen Nagelbettentzündungen (Pododermatitis, Abbildung 1c) Asiatischer und Afrikanischer Elefanten beleuchtet [1]. Durch die gezielte Anfrage des Hessischen Landeslabors, gerichtet an Zootierärzte und Labore, wurden 23 Bakterien-Isolate von Elefanten aus vier Zoos, 20 Isolate von anderen Tierarten und drei Isolate vom Menschen, die über einen Zeitraum von mehr als zehn Jahren gesammelt worden waren, für diese Studie zusammengetragen.

Streptococcus agalactiae (s. Abbildung 2) ist sowohl in der Human- als auch in der Veterinärmedizin gut bekannt (s. Infokasten unten). Bei Nutztieren tritt diese Streptokokken-Art vornehmlich als Erreger des sogenannten Gelben Galts, einer Euterentzündung der Milchkühe, seltener auch der kleinen Wiederkäuer, auf. Bei Elefanten in freier Wildbahn ist S. agalactiae bereits in Verbindung mit Entzündungen des Nagelbettes beobachtet worden [3]. Bei Elefanten in menschlicher Obhut gab es hierzu aber nur vereinzelte Berichte und bisher keine umfangreichen Studien.

Bei guter Pflege können Elefanten unter menschlicher Obhut ein sehr hohes Lebensalter erreichen. Die „betagten“ Tiere können – auch infolge einer altersbedingten Schwächung ihres Immunsystems – an sich harmlose Haut- oder die bereits beschriebenen Fußerkrankungen (Pododermatiden) schlechter ausheilen, weshalb solche Entzündungsprozesse einen bisweilen langwierigen, chronischen Verlauf nehmen (Abbildung 1a-c). Ein vertieftes Wissen über diese bakteriellen Infektionen ist daher die Grundlage für verbesserte Behandlungsstrategien und Therapieansätze.

In der neuen Studie wurden daher die gesammeltenS. agalactiaeIsolate mit modernen Methoden der Mikrobiologie umfangreich verglichen, wobei jedes der beteiligten Laboratorien einen Anteil übernahm: Mitarbeiter des LHL initiierten und koordinierten die Studie, bestätigten die Isolate und stellten umfangreiche biochemische und Antibiotika-Profile zusammen. Serotypisierungen wie auch den aufwändigen molekularbiologischen Vergleich mit der hoch auflösenden Pulsfeld-Gelelektrophorese (PFGE) und der sog. RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA) PCR übernahmen das Nationale Referenzzentrum für Streptokokken an der Universität Aachen sowie Kolleginnen und Kollegen an der Justus-Liebig-Universität Gießen.

Baustellenschilder

Das Chemische und Veterinäruntersuchungsamt (CVUA) Stuttgart brachte vor allem seine Kompetenz in der identifizierenden Spektroskopie ein. Für Gattungs- und Speziesdiagnosen kommen hier routinemäßig die MALDI-TOF Massenspektrometrie (MS) und für feinere Differenzierungen unterhalb der Speziesebene die Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie (FT-IR) zum Einsatz. Insbesondere die langjährige Erfahrung des CVUA Stuttgart mit der FT-IR war gefragt.

Die Vergleiche mit den verschiedenen Methoden ließen die Unterscheidung verschiedener Infektionsmuster für die Isolate zu. Die Elefanten-Isolate aus jeweils demselben Zoo glichen sich, wohingegen es zwischen den Zoos erkennbare Unterschiede gab. In einem Zoo ließen sich zudem zwei zeitlich getrennte Infektionsgeschehen nachweisen. Auffällig war die hohe Zahl an Isolaten, für die kein Serotyp ermittelt werden konnte. Die Isolate konnten hingegen mit Hilfe der PFGE, der RAPD PCR und der FT-IR abhängig von der Herkunft der Isolate mindestens sechs verschiedenen Linien zugeordnet werden.

Unter Leitung des LHL wurden die Labor-Ergebnisse mit den Fallbeschreibungen der Zootierärzte zusammengefasst und in der Fachzeitschrift Veterinary Microbiology veröffentlicht [1]. Dieses Projekt zeigt, dass die Erkenntnisse und der Austausch unter den behandelnden Tierärzten und den in den Laboren arbeitenden Wissenschaftlern wirksam zur Vorbeugung und Behandlung dieser und anderer Bakterieninfektionen beitragen können.

Für die MALDI-TOF MS wurde bereits die Datenbank der Untersuchungsämter Baden-Württembergs um Referenzeinträge aus der Elefantenstudie ergänzt. Diese Einträge stehen dem Fachpublikum zum Austausch über die MALDI-TOF User Plattform http://maldi-up.ua-bw.de Öffnet sich in einem neuen Fensterzur Verfügung [4].

Literatur

[1] Eisenberg T, Rau J, Westerhüs U, Knauf-Witzens T, Fawzy A, Schlez K, Zschök M, Prenger-Berninghoff E, Heydel C, Sting R, Glaeser SP, Pulami D, van der Linden M, Ewers C2017:Streptococcus agalactiaein elephants – A comparative study with isolates from human and zoo animal and livestock origin. Veterinary Microbiology 204: 141–150; http://dx.doi.org/10.1016/j.vetmic.2017.04.018Öffnet sich in einem neuen Fenster

 

[2] Sammra O, Rau J, Wickhorst JP, Alssahen M, Hassan AA, Lämmler C, Kämpfer P, Glaeser SP, Busse HJ, Kleinhagauer T, Knauf-Witzens T, Prenger-Berninghoff E, Abdulmawjood A, Klein G2017:Arcanobacterium wilhelmaesp. nov., isolated from the genital tract of a rhinoceros (Rhinoceros unicornis). Int. J. Syst. Evolut. Microbiol. Published Ahead of Print: 10 January, 2017; doi:10.1099/ijsem.0.001784Öffnet sich in einem neuen Fenster

 

[3] Keet DF, Grobler DG, Raath JP, Gouws J, Carstens J, Nesbit JW,1997: Ulcerative pododermatitis in free-ranging African elephant (Loxodonta africana) in the Krüger National Park. Onderstepoort J. Vet. Res. 64, 25

 

[4] Rau J, Eisenberg T, Männig A, Wind C, Lasch P, Sting, R.2016: MALDI-UP – An Internet Platform for the Exchange of MALDI-TOF Mass Spectra – User guide for http://maldi-up.ua-bw.de. Aspects of Food Control and Animal Health. 2016-1, 1–17.Öffnet sich in einem neuen Fenster