Dissertation
Tierärztliche Hochschule Hannover / Bibliothek – School of Veterinary
Medicine Hannover / Library
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Maike Andrzejewski |
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Untersuchungen zum Vorkommen von Scrapie-Prion-Protein
in Tonsillenbioptaten genetisch hochempfänglicher
Schafe in Niedersachsen |
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NBN-Prüfziffer |
urn:nbn:de:gbv:95-90195 |
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title (engl.) |
Investigations on the incidence of
scrapie-prion-protein
in genetically susceptible sheep from Lower Saxony by the use of tonsillar
biopsies. |
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publication |
Hannover, Tierärztliche Hochschule, Dissertation, 2005 |
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text |
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abstract (deutsch) |
Bei Schafen empfänglicher Genotypen ist eine
Ausbreitung des Scrapie-Erregers über lymphatische Bahnen bekannt und eine intravitale
Diagnosestellung anhand von Biopsien lymphatischer
Gewebe möglich. Die praktische Anwendbarkeit einer Tonsillenbiopsie, und die
Gewinnung aussagekräftigen Probenmaterials wurde im
Rahmen dieser Dissertation geprüft. Es wurden aus 72 Scrapie-unverdächtigen
Schafherden von jeweils zehn Tieren Gewebeproben der Tonsillen und Blutproben
entnommen. Anhand der Blutproben wurde eine Genotypisierung durchgeführt, die
neben der Aussage über die Scrapie-Empfänglichkeit
des einzelnen Schafes eine Übersicht über die Verbreitung von genetisch
resistenten Tieren in Niedersachsen ergab. Insgesamt hatten 41% der hier
untersuchten Tiere einen resistenten Genotyp der Klassen G1 bis G2, was für
die Durchführbarkeit einer Scrapie-Resistenzzucht
positiv zu bewerten ist. Die Durchführung der Tonsillenbiopsie war ohne
Einschränkungen, im Feld leicht praktikabel. Von 720 Gewebeproben wurden 462
Proben histologisch auf die Anzahl vorhandener Lymphfollikel untersucht. Bei
der histologischen Auswertung der Bioptate
enthielten allerdings nur 67% der Proben die für die weitere Untersuchung
geforderten drei Follikel. Von den 720 entnommenen Bioptaten
von Schafen aus Scrapie-unverdächtigen Betrieben
wurden 200 Proben ausgewählt, die von Tieren der Genotypklassen G3 bis G5
stammten. Davon wurden jeweils 100 Proben mit IHC und PET blot
auf PrPSc getestet, mit jeweils
negativem Ergebnis. Im Gegensatz dazu wurden vier Betriebe (A-D)
ausgewählt, aus denen mindestens ein Schaf im Rahmen des Scrapie-Monitorings
an der TKBA als Scrapie-positiv entdeckt worden
war. In drei dieser Herden (A-C) wurde bei allen Schafen, die den Genotyp des
bereits an Scrapie verstorbenen Tieres oder einen
höher empfänglichen Genotyp aufwiesen, eine Tonsillenbioptatuntersuchung
durchgeführt. In allen drei Herden konnten hierbei weitere, positive Schafe präklinisch entdeckt werden. Dabei entsprach in jeder
Herde der Genotyp der präklinisch gefundenen,
positiven Tiere dem Genotyp des bereits an Scrapie
verendeten Tieres. Im Anschluss an die Bioptatuntersuchungen
wurden, mit Ausnahme der positiven Tiere, alle übrigen Schafe der
Genotypklassen G3 bis G5 im Rahmen der Tierseuchenbekämpfung getötet. Von den
getöteten Tieren wurde jeweils eine Gewebeprobe des Hirnstammes mit einem
Schnelltest auf PrPSc untersucht. Außer
in Herde C wurden keine weiteren positiven Befunde mittels Schnelltest
erhoben. In Herde C wurde in den Bioptaten von vier
aus insgesamt 49 Schafen PrPSc
nachgewiesen. Als Besonderheit konnten bei den durchgeführten Schnelltests,
drei weitere positive Tiere entdeckt werden, bei denen eine vorher
durchgeführte Bioptatuntersuchung negativ verlaufen
war.
Aufgrund
der großen Anzahl empfänglicher Schafe in Herde D, konnte nur bei einem Teil
der empfänglichen Schafe eine Tonsillenbiopsie durchgeführt werden. In dieser
Herde verlief der Nachweis auf PrPSc bei
allen Bioptaten negativ. 17 Scrapie-positive Schafe,
die im Rahmen dieser Dissertation entdeckt wurden, waren Träger des Genotyps
ARQ/ARQ. Dagegen entsprachen zwei Scrapie-positive
Tiere dem Genotyp VRQ/ARH und ein Tier dem Genotyp VRQ/ARQ. In einer Herde mit ausschließlich empfänglichen
Schafen wurde zum Ausschluss eines Scrapie-Verdachts
bei allen Tieren eine Tonsillenbiopsie durchgeführt und das Gewebe auf PrPSc untersucht. Ein Scrapie-Vorkommen
in der Herde konnte hierbei aufgrund der großen Anzahl unauswertbarer Proben
nicht sicher ausgeschlossen werden. Die
Resultate dieser Versuche lassen den Schluss zu, dass eine Entnahme von Tonsillenbioptaten zwar unter Praxisbedingungen gut
durchführbar ist, die Gewinnung auswertbaren Probenmaterials allerdings für
eine zuverlässige Diagnostik nicht ausreicht. Des weiteren
ist ein negativer PrPSc-Nachweis im Bioptat nicht aussagekräftig. Um den Scrapie-Status
einer Schafherde zu bestimmen, ist die Untersuchung von Tonsillenbioptaten
allein nicht geeignet. Dennoch ist die Bioptatuntersuchung
lymphatischer Geweben die derzeit einzige
Möglichkeit einer TSE-Diagnose am lebenden Schaf.
Da für weitere Forschungszwecke lebende, Scrapie-positive
Tiere unverzichtbar sind, sollten in positiven Herden vor der Keulung bevorzugt Tiere mittels Biopsie untersucht
werden, die dem Genotyp des gefallenen positiven Tieres entsprechen. Für
weitere Studien und im Rahmen der TSE-Bekämpfung
bleibt zu berücksichtigen, dass der Genotyp ARQ/ARQ mit einem hohen Scrapie-Risiko behaftet ist. |
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abstract (englisch) |
Within sheep of a certain kind of
PrP genotype the spread of the scrapie agent by lymphoid tissue is known.
That allows an intravitale diagnostic by the use of lymphoid tissue biopsies.
The practical handling of taking tonsillar biopsies and the gaining of
evaluable samples were reviewed as part of this dissertation. Tonsillar biopsies and blood
samples were taken from ten sheep out of each of 72 flocks which were not
under suspicion of beeing scapie-infected. By using the blood samples, the
sheeps werde genotyped. This genotyping gave an overview on the PrP Genotyps
in the sheep population of Lower Saxony. 41% of the examined sheep showed the
resistant PrP genotypes G1 or G2, which has to be considered as an advantage
under the aspect of breeding for scrapie resistant animals. The tonsillar
biopsie technique could be performed easily in every surrounding without
exception. Out of 720 tissue samples, 462 had been examined histologically
for the number of lymphoid follicles in the tissue section. The histological
review of the tissue sections showed that only 67% of the samples contained
the minimum of three follicles required for further examination. The incidence of scrapie prion
protein in genetically susceptible sheep in Lower Saxony has been tested by
examing tonsillar tissue from scrapie non suspect as well as from scrapie
positive flocks of sheep. Out of 720 samples from scrapie non suspect
animals, 200 samples fom sheep with the PrP genotypes G3 to G5 were chosen.
Out of these 200 samples one half was tested for accumulation of PrPSc
in the tissue section by the use of IHC. The other half was tested by the use
of PET blot. All 200 samples showed a negative result. For the research in
scrapie positive flocks, four flocks of sheep were chosen (A-D) in which at
least one sheep was detected positive by fallen stock survey. Within flock A to C , from all
animals matching the same genotype of the fallen sheep or an even more
susceptible genotype, tonsillar biopsies were taken. More scrapie positive
animals were preclinically detected in each of the three flocks. In each
flock the genotype of the preclinically detected sheep matched the genotype
of the previously fallen sheep. In the aftermath of the tissue examinations
all animals with genotypes G3 to G5 except the sheep found positive in the
tonsillar tissue samples were culled. The brainstem of each culled sheep was
investigated with a rapid test for PrPSc . Additional positive
results were found in flock C. Within the biopsy samples of flock C in 4 out
of 49 sheep PrPSc was found. Additional three sheep were found PrPSc
positive after culling by rapid testing despite the tonsillar biopsy had been
negative. Due to the large number of
susceptible sheep in Flock D, only a part of the susceptible animals
underwent tonsillar biopsies. All results of PrPSc testing were
negative. In this study 17 sheep of genotype
ARQ/ARQ were found PrPSc positive. There were only two PrPSc
positive sheep of genotype VRQ/ARH and one of VRQ/ARQ. To investigate the scrapie status
of one flock tonsillar biopsies were taken and tissue samples were examined
for accumulation of PrPSc from all sheep. Because of a large
number of samples not containing the required number of follicles for
accurate testing scrapie could not be excluded. Due to the results of this
investigation taking tonsillar biopsies under field condtions is a feasible
option, but the yield of evaluable samples for a reliable preclinical
diagnosis of scrapie is not satisfying. Furthermore a negative result of a
PrPSc test in a tonsillar tissue section does not exclude scrapie
even in a genetically susceptible sheep. To determine a scrapie status at
flock level the examination of tonsillar biopsy tissue alone is not a
suitable option. Never the less it has to be considered that immunodetection
of PrPSc in lymphoid tissue biopsies is the only option for a
preclinical test for prion diseases on living sheep at the moment. For
pathogenetic studies investigations of naturally TSE infected living sheep
would be desirable. Therefore it is recommended to examine animals of the
same genotype as already fallen TSE positive sheep by taking lymphoid tissue
biopsies before culling. For further studies and for TSE
surveillance it is important that genotype ARQ/ARQ has to be regarded as a
high risk Scrapie potential. |
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keywords |
Scprapie,
Tonsillenbiopsie, Prion, tonsillar biopsies, prions |
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kb |
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