Virologie & Serologie

In der Virologie beschäftigen wir uns mit der Charakterisierung und Klassifizierung von Viren. Die Serologie befasst sich hingegen mit spezifischen Nachweisen von Antigenen und Antikörpern. Ergänzend dazu analysiert die Molekularbiologie Struktur, Biosynthese und Funktion von genetischen Strukturen (DNS, RNS) auf molekularer Ebene.

Für die Diagnostik stehen folgende Methoden zur Verfügung:

1. Direkter Virusnachweis

• Immunfluoreszenz:
  Mit der Immunfluoreszenz ist es möglich Viren in Tupfpräparaten, Gefrierschnitten und Zellkulturen direkt nachzuweisen. Dabei werden Viren durch eine Kombination aus Antigen-Antikörper-Reaktion und spezieller Färbung mikroskopisch sichtbar gemacht.
   
• Virusvermehrung:
  Vermehrung von Viren in der Zellkultur (der bisher per Link hinterlegte Beitrag kann im Medienraum eingestellt werden). Zur Anzucht von Viren nutzen wir permanente Zellkulturen. Nach Zugabe von Probenmaterial, wie Organsuspensionen oder Serum, werden die Zellen über mehrere Tage beobachtet. Manche Viren verursachen bei der Vermehrung in den Zellen einen cytopathischen Effekt, d.h. sie schädigen oder zerstören die Zellen, in denen sie sich vermehren. Dieser Effekt ist dann lichtmikroskopisch zu sehen. Andere Viren hinterlassen hingegen keine sichtbaren Spuren; in diesen Fällen verfolgt der Nachweis über Immunfluoreszenzfärbung. Jedoch reicht die alleinige Beobachtung von Veränderungen in der Zellkultur für eine eindeutige Diagnosestellung nicht aus – deshalb sind weiterführende Analysen, wie etwa eine PCR, notwendig.
   
• Molekularbiologie:
  Die modernste und am häufigsten durchgeführte Methode zum Virusnachweis ist die Polymerase-Kettenreaktion (PCR). Hierbei wird ein kleiner Abschnitt des Virusgenoms mit Hilfe von Enzymen immer wieder „kopiert“.
   
• Elektronenmikroskopie:
  Der morphologische Nachweis von Viren mit dem Transmissionselektronenmikroskop (TEM) ist eine klassische Methode der Virologie. 
  
  Im Zusammenhang mit der Diskussion um neu oder erneut auftretende Erkrankungen (emergig/re-emerging diseases) ist diese Methode, die einen “offenen Blick“ in die Probe erlaubt, wieder stärker in den Fokus der Diagnostik gerückt. „Offener Blick“ heißt, dass alle in der Probe eventuell vorhandenen Erreger gesehen werden können.
  
  Untersucht werden können mit der Elektronenmikroskopie zahlreiche Materialien wie Kotproben, Hautveränderungen, Hautkrusten, Warzenmaterial, Organverreibungen und Zellkulturüberstände. Die Materialien werden in Puffer zerkleinert bzw. suspendiert, auf kleine Kupfernetzchen adsorbiert und mit Schwermetallsalzen kontrastiert. Neben Viren können mit dem Elektronenmikroskop auch Bakterien und Mycoplasmen dargestellt werden. Die Dokumentation über die Digitalkamera ist immer schwarz/weiß. Farbige Darstellungen sind im Elektronenmikroskop nicht möglich.
   

2. Indirekter Virusnachweis: Serologie

Serologische Untersuchungsmethoden dienen dem Nachweis von Antikörpern gegen Infektionserreger im Plasma bzw. Serum eines Tieres. Antikörper werden von Tieren und Menschen nach dem Kontakt mit sogenannten Antigenen (= bestimmte Oberflächenstrukturen von Viren oder anderen Infektionserregern) zu deren Bekämpfung gebildet. 

Antikörper können über zahlreiche Methoden nachgewiesen werden. Die heute am häufigsten verwendete Methode ist der ELISA (Enzyme linked immunosorbent assay). Hierbei werden bestimmte Kunststoffplatten (Polystyrol) mit Antigenen beschichtet. In einer Blutprobe vorhandene Antikörper können dann an diese Antigene binden und werden mit einer Farbreaktion nachgewiesen. Weitere klassische Methoden des Antikörpernachweises wie die Komplementbindungs-Reaktion (KBR), die Langsamagglutination (LA) und der Hämagglutinations-Hemmungstest (HAH) werden ebenso am Hessischen Landeslabor zur Diagnostik verschiedener Erkrankungen durchgeführt.

Wozu dienen die Nachweise?

Antikörpernachweise dienen, wie oben geschildert, der Krankheitsdiagnostik. Weiterhin können diese zur Tierseuchenüberwachung genutzt werden, indem ein Teil der Tierpopulation regelmäßig auf das Vorhandensein von Antikörpern untersucht wird, die gar nicht in der Tierpopulation vorkommen dürfen wie z.B. Schweinepest, Brucellose oder die Aujeszkysche Erkrankung. Wenn dann trotzdem Antikörper in einem Tierbestand nachgewiesen werden, müssen sich die Tiere im Vorfeld mit dem Erreger auseinandergesetzt haben und der Erreger zumindest in dem betroffenen Bestand vorhanden gewesen sein. Durch weitere serologische und/oder virologische Untersuchungen muss dann das Infektionsgeschehen abgeklärt werden. Auch für den Tierhandel sind serologische Untersuchungen von Bedeutung. Hierbei soll vermieden werden, dass mit bestimmten Erregern infizierte Tiere in andere Bestände eingestellt werden oder dass gesunde Tiere auf Auktionen oder Ausstellungen mit diesen in Kontakt kommen.