Untersuchungen zur Effektivität von Bakteriophagen unter Praxisbedingungen im Rahmen von Minimierungsstrategien von Campylobacter beim Broiler

Campylobacter spp. ist einer der häufigsten Erreger lebensmittelbedingter Durchfallerkrankungen in westlichen Industrieländern. Er ist ein kommensales Bakterium des Magen-Darm-Traktes von Geflügel. Das Robert Koch-Institut meldet jährlich steigende Zahlen humaner Infektionen bzw. eine stabile Zahl an Erkrankten auf hohem Niveau. Hauptinfektionsquellen für den Menschen sind kontaminiertes Geflügelfleisch und die Geflügelhaltung allgemein. Das effektivste Mittel zur Bekämpfung der humanen Campylobacteriose ist, Campylobacter in der Primärproduktion zu reduzieren. Die Anwendung von Bakteriophagen wird als Reduktionsstrategie diskutiert. Bakteriophagen sind Viren, die gezielt Bakterien einer Spezies oder eines Stammes infizieren und töten. Ziel dieser Dissertation war es, einen in vitro zusammengestellten Bakteriophagen Cocktail auf seine Effektivität zur Reduktion von Campylobacter in Hähnchenmastbetrieben zu testen und Empfehlungen für diese Anwendung von Bakteriophagen zu entwickeln. Es wurde ein Vorversuch durchgeführt, der die Effektivität des in vitro zusammengestellten Bakteriophagen Cocktails in vivo bestätigte. Untersuchungen auf Campylobacter und Bakteriophagen erfolgten 1, 3, 7, 14, 21 und 28 Tage nach der Phagenapplikation. In diesem Vorversuch trat drei Tage nach der Phagenapplikation in der Versuchsgruppe eine signifikante Campylobacter- Reduktion von 1,7 KbE/g Blinddarminhalt verglichen mit der Kontrollgruppe auf. Anschließend fanden erstmals drei Feldversuche in kommerziellen Hähnchenmastbetrieben statt. Es wurden jeweils neun Kotproben pro Gruppe vor der Applikation von Bakteriophagen sowie an drei bis fünf regelmäßigen Terminen bis zur Schlachtung auf Campylobacter und Bakteriophagen untersucht.  Bei der Schlachtung wurden jeweils neun Blinddarmproben vom Schlachtband zur Untersuchung entnommen. Eine signifikante Reduktion von Campylobacter trat in zwei Versuchen auf. In einem dieser Versuche wurde Campylbacter einen Tag nach der Applikation von Bakteriophagen unter die Nachweisgrenze gesenkt (50 KbE/g Kot; P= 0,014). In einem zweiten Versuch kontaminierten Bakteriophagen die Kontrollgruppe, was zu einer signifikanten Reduktion führte (P= 0,002). Bakteriophagen wurden in allen Feldversuchen in den Kot bzw. Blinddarmproben der Versuchsgruppen und in der Kontrollgruppe des dritten Feldversuches nachgewiesen. Während der Versuche wurden etwa hundert Campylobacter Isolate pro Gruppe und Untersuchungszeitpunkt aus den Proben gewonnen. Isolate aller Gruppen wurden auf ihren Biotyp untersucht. In zwei Versuchsgruppen verschob sich das Verhältnis der Biotypen nach der Phagenapplikation zugunsten eines Biotyps (Biotyp 1 in Feldversuch 2; Biotyp 2 in Feldversuch 3). Zur weiterführenden Untersuchung der Kolonisationsprozesse unter dem Einfluss von Bakteriophagen wurden alle 668 im  dritten Feldversuch gewonnenen Isolate auf die Phagen-Empfänglichkeit, die Motilität und auf die Aktivität des Enzyms Gamma-Glutamyl-Transferase (GGT) untersucht. Motilität und GGT-Aktivität sind Kolonisationsfaktoren. Sie korrelierten in der vorliegenden Untersuchung mit der Phagen-Empfänglichkeit. Phagen-empfängliche Isolate zeigten eine höhere Motilität und GGT-Aktivität. Sie wurden in Anwesenheit von Bakteriophagen häufiger isoliert als die unempfänglichen Isolate. Die Ergebnisse legen nahe, dass die phagen-empfänglichen Isolate die unempfänglichen Isolate aufgrund erhöhter Kolonisationsfähigkeit verdrängen konnten. MLST, MALDI-TOF und biochemischer Charakterisierung zeigten in den anschließend durchgeführten phylogenetischen Analysen keine Übereinstimmung der Cluster. In dieser Studie wurden erstmals Versuche zur Anwendung Campylobacter-spezifischer Bakteriophagen unter kommerziellen Bedingungen durchgeführt. In der vorliegenden Studie konnte gezeigt werden, dass Bakteriophagen auch unter Feldbedingungen zu einer signifikanten Reduktion von Campylobacter führen können. Es sind jedoch weitere Untersuchungen und Entwicklungen nötig, um reproduzierbare Ergebnisse in der Hähnchenmast zu erreichen. Es ließen sich anhand dieser Versuche Empfehlungen für die Phagenapplikation entwickeln, deren Anwendung zu reproduzierbaren Ergebnissen beitragen soll. Außerdem wurde die Populationsdynamik von Campylobacter in einem der Feldversuche untersucht. Phagen-unempfängliche Isolate wiesen eine reduzierte Kolonisation auf. Die Untersuchungen identifizierten zwei Kolonisationsfaktoren, die in diesen Isolaten vermindert waren: Motilität und GGT-Aktivität. Das Wissen um die Interaktion zwischen Bakteriophagen und Bakterien sowie der Kolonisation der Bakterien im Wirtsorganismus muss weiter ausgebaut werden, um eine effektive und nachhaltige Anwendung von Bakteriophagen zu ermöglichen.