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Entwicklung eines auf DNA-Mikroarray basierenden Verfahrens zum schnellen und hochsensitiven Nachweis von durch Zecken übertragenen Pathogenen

Geiger, Christine - Ludwig-Maximilians-Universität München (2012)


Zecken verschiedener Spezies dienen als Vektoren für diverse Pathogene, welche bei Menschen und Tieren Erkrankungen verursachen können. Zu den relevanten, von Zecken übertragenen Pathogenen gehören in Europa unter anderem Anaplasma phagocytophilum, Anaplasma platys, Ehrlichia canis, Babesia canis, Babesia vogeli, Babesia gibsoni, Rickettsia helvetica, Rickettsia conorii und die Mitglieder der Borrelia-burgdorferi-sensu-lato-Gruppe. Als Erreger der Lyme-Borreliose (LB) sind dabei Borrelia afzelii, Borrelia garinii und Borrelia burgdorferi sensu stricto von Bedeutung. Die Pathogene zeigen ein unterschiedliches Verhalten hinsichtlich ihrer Reservoirwirte und ihrer regionalen Verbreitung. Vor allem aufgrund von Reiseaktivitäten und dem Import von Hunden müssen Pathogene, die für eine Region eigentlich als nicht endemisch bekannt sind, als verursachendes Agens einer entsprechenden Erkrankung berücksichtigt werden. Diese Pathogene können sich ebenso in einem Gebiet etablieren und endemisch werden, wenn lokal bereits ein kompetenter Vektor vorhanden ist (HAMEL et al., 2011; OTRANTO et al., 2010). In diesem Fall können solche Erreger einen unvorhersehbaren Risikofaktor für Mensch und Tier darstellen, welche sich noch nicht mit dem Erreger auseinandergesetzt haben und bei Auftreten einer klinischen Erkrankung keine spezifische Diagnostik erfolgt. Koinfektionen von Zecken, aber auch die gleichzeitigen Übertragung mehrerer Pathogene auf einen Wirt sind möglich (BOWMAN et al., 2009; HILDEBRANDT et al., 2011a; KORDICK et al., 1999; RYMASZEWSKA et al., 2011). Dabei kann eine simultane Infektion mit mehreren von Zecken übertragenen Erregern zu einer Verstärkung und Persistenz klinischer Symptome führen, wie es beispielsweise bei Mehrfachinfektionen mit Borrelia spp., Anaplasma spp., Babesia spp. oder Ehrlichia canis beschrieben wurde (BEALL et al., 2008; DUMLER et al., 2005; GAUNT et al., 2010; KORDICK et al., 1999; KRAUSE et al., 1996; KRAUSE et al., 2002). Jedoch ist der gegenseitige Einfluss multipler Infektionen auf den Verlauf einer Erkrankung häufig noch unklar und wenig charakterisiert. Diese Situation beruht unter anderem auf der Verfügbarkeit von Nachweismethoden, die lediglich einzelne Erreger detektieren, und den dadurch entstehenden hohen Kosten bei der Diagnostik multipler Pathogene. Zusätzlich vorhandene Erreger werden deshalb häufig nicht diagnostiziert. Außerdem lassen sich viele Erkrankungen mit dem gleichen antibiotischen Wirkstoff therapieren, wie zum Beispiel mit Doxycyclin bei klinischen Veränderungen verursacht durch Borrelia spp., Anaplasma phagocytophilum und Ehrlichia canis (EDDLESTONE et al., 2007a; KRUPKA et al., 2010). Bei Ansprechen der Therapie und Besserung des Allgemeinbefindens des Patienten wird deshalb häufig keine zusätzliche Diagnostik auf weitere Infektionserreger betrieben. Aufgrund der oben beschriebenen Problematik war das Ziel dieser Arbeit, ein Analyseverfahren zum gleichzeitigen Nachweis multipler, von Zecken übertragener Pathogene zu entwickeln. Dabei wurde auf einen DNA-Mikroarray (ArrayTubeTM, Alere Technologies GmbH) zurückgegriffen. Dieser stellt ein hochspezifisches und -sensitives Nachweisverfahren dar, das bereits für die Detektion und Charakterisierung von Methicillin-resistenten Staphylococcus aureus (MRSA), Chlamydia spp. und Escherichia coli entwickelt wurde (ANJUM et al., 2007; BOREL et al., 2008; EHRICHT et al., 2006; MONECKE et al., 2005).

Der in dieser Arbeit entwickelte DNA-Mikroarray ermöglicht den spezifischen und sensitiven Nachweis multipler Pathogene und Koinfektionen und ist daher für den künftigen Einsatz in der Forschung und für die klinische Diagnostik konzipiert


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