The role and interaction of gut microflora and local immune response in Campylobacter jejuni infection in chicken

Es wird davon ausgegangen, dass Hühner weltweit das größte Reservoir für Campylobacter jejuni (C. jejuni) induzierte Gastroenteritis beim Menschen darstellen. Mit C. jejuni kolonisierte Hühner zeigen meist keine Krankheitssymptome und auch keine makroskopischen und mikroskopischen Läsionen im Darm. Über die Interaktion von C. jejuni und dem Wirt „Huhn“ ist bisher wenig bekannt. Es kann vermutet werden, dass der Reifegrad des Immunsystems sowie die Zusammensetzung der intestinalen Mikroflora einen signifikanten Einfluss auf eine C. jejuni Besiedlung hat. Die Aufgabenstellung dieser Arbeit war die Untersuchung des Einflusses von Alter, Genotyp und Futter auf die C. jejuni-Kolonisierung und die Immunantwort in Hühnern. In der ersten Studie wurde die Immunantwort sowie die Zusammensetzung der intestinalen Mikroflora zwischen Masthühnern unterschiedlichen Alters verglichen, die mit jeweils einem von zwei C. jejuni-Stämmen (Lior6, 0097) an den Tagen 1, 10, 22 und 31 nach Schlupf inokuliert wurden. Die höchste Rate an kolonisierten Tiere und die höchste Anzahl an Kolonie-bildenden Einheite (KBE) im Zäkum konnte in den Hühnern nachgewiesen werden, die am ersten Lebenstag inokuliert worden waren. Die Tiere, welche am Tag 22 nach Schlupf inokuliert worden waren, wiesen verglichen mit den anderen drei Gruppen signifikant (p<0,05) geringere C. jejuni-Konzentrationen auf, unabhängig vom verwendeten Stamm. Interessanterweise zeigten die am Tag 1 und 22 infizierten Tiere die auffälligsten Immunreaktionen. Es konnte in diesen C. jejuni-infizierten Gruppen ein signifikanter Anstieg der CD4+, CD8+ Lymphozyten und B-Zellen in der Lamina propria sowie der CD4+ intraepithelialen Lymphozyten jeweils im Zäkum undIleum im Vergleich zu der nicht infizierten Kontrollgruppe nachgewiesen werden (p<0,05). In den Hühnern, die an den Tagen 10 oder 31 inokuliert worden waren, konnten keine Veränderungen der Immunzellen gefunden werden. Der Anstieg der Immunzellpopulationen im Darm der C. jejuni-inokulierten Gruppen wurde von einer Hochregulierung der mRNA-Expression von IFN-ɤ und dem Hühner-Homolog des IL-8 am Tag 7 nach Infektion im Vergleich zu den nicht-inokulierten Kontrolltieren begleitet (p<0,05). Weiterhin konnte bei dem Vergleich der Gruppen, welche am 1. und am 22. Tag nach Schlupf inokuliert worden waren, ein deutlicher Einfluss des Alters der Tiere auf die Zusammensetzung der intestinale Mikroflora und die C. jejuni-induzierten Veränderungen der Mikroflora nachgewiesen werden. Aufbauend auf die Ergebnisse der ersten Studie wurde der C. jejuni-Stamm Lior6 und die Inokulationszeitpunkte an den Tagen 1 und 22 nach Schlupf für eine zweite Studie ausgewählt, in welcher der Einfluss des Genotyps sowie des eingesetzten Futters auf die C. jejuni-Kolonisierung untersucht wurde. Hühner vom Masttyp und vom Legetyp wurden jeweils mit Masthähnchenfutter sowie Legehennenfutter gefüttert und an den Tagen 1 und 22 nach Schlupf mit C. jejuni infiziert. In den an Tag 22 inokulierten Tieren konnten unabhängig von Genotyp oder Futter niedrigere Kolonisierungsraten und KBE von C. jejuni nachgewiesen werden als in den an Tag 1 inokulierten Tieren. Hühner, die mit Masthähnchenfutter gefüttert wurden, zeigten eine höhere Anzahl an KBE von C. jejuni im Darm, verglichen mit den mit Legehennenfutter gefütterten Gruppen, unabhängig vom Genotyp. Eine C. jejuni-Kolonisierung führte zu einem Anstieg der T- und B-Lymphozytenanzahl sowie einer Hochregulation der IL-6 und IL-8 Expression in Masthähnchen unabhängig von dem verwendeten Futter, dies konnte für die Legehennen nicht nachgewiesen werden. Das verwendete Futter hatte bei Mast- und Legetyp-Tieren einen vergleichbaren Effekt auf die Zusammensetzung der intestinale Mikroflora. Sie veränderte sich nach C. jejuni-Infektion in Abhängigkeit vom Genotyp. Zusammenfassend zeigt diese Arbeit, dass die C. jejuni-Kolonisierung und die nachfolgende Immunantwort signifikant durch Alter, Genotyp der Hühner und Futter beeinflusst wird. Der Einfluss dieser Faktoren wird vermutlich außerdem durch die Zusammensetzung der sich entwickelnden bakteriellen Mikroflora im Darm modifiziert, die sich nach C. jejuni-Infektion verändern kann. Diese Projekt trägt somit zum Verständnis der C. jejuni-Wirt-Interaktion bei. Es bildet die Grundlage für weitere Forschungsansätze zur Untersuchung des Zusammenwirkens von Darmmikroflora, Wirt und kolonisierenden Erregern.