Isolierung von Bakteriophagen gegen geflügelpathogene Bakterien als alternativer Ansatz zur Verminderung des Einsatzes von Antibiotika in der Hähnchenmast

Zwei der häufigsten bakteriellen Erreger in der kommerziellen Geflügelfleischproduktion sind Streptokokken und Enterokokken. Die Auswahl wirksamer Antibiotika ist aufgrund der zunehmenden Anzahl von Enterococcus-Stämmen mit Resistenzen gegenüber einzelnen oder mehreren Wirkstoffgruppen eingeschränkt. Die Folge sind erhöhte Mortalitätsraten und reduzierte wirtschaftliche Erträge durch hohe Verwurfsraten am Schlachthof. Aufgrund der häufig vorkommenden, intrinsischen- und erworbenen Resistenzen stellt die Behandlung von Enterococcus-Infektionen bei Geflügel sowohl für die Behandlung als auch das Tiergesundheitsmanagement eine große Herausforderung dar. Besonders relevant sind im One-Health Bereich Resistenzen gegenüber dem Glykopeptid-Antibiotikum Vancomycin und weiteren Wirkstoffen dieser Klasse. Durch das zoonotische Potential von Vancomycin-resistenten Enterokokken stellen diese auch in der Humanmedizin eine zunehmende Bedrohung für die öffentliche Gesundheit dar. Seit der Entwicklung von antibiotikaresistenten Erregern hin zu einer globalen Krise, gewinnt die Erforschung von antimikrobiellen-Alternativen, wie beispielsweise dem Einsatz von Phagen, zunehmend an Bedeutung.

Phagen sind Viren, die Bakterienspezies oder -stämme spezifisch abtöten, ohne jedoch Organismen oder Zellen anderer Arten zu infizieren.Die Phagentherapie ist eine seit vielen Jahren bekannte antibakterielle Behandlungsmethode. Durch die in der therapeutischen Anwendung ausbleibenden Nebenwirkungen beziehungsweise Toxizität, erregte die Phagentherapie als Antibiotika-Ersatz und –Ergänzung in den letzten Jahren großes Interesse und stellt einen vielversprechenden Behandlungsweg dar.Innerhalb der vorliegenden Dissertation wurde das Vorkommen von Enterococcus-Phagen in Geflügelbeständen untersucht. Die hierzu isolierten Bakterienisolate wiesen gegenüber den in der Geflügelpraxis gängigen Antibiotika hohe Resistenzraten auf. Dabei wiesen über ein Drittel der Isolate Resistenzen gegen Lincospectin und Enrofloxacin auf. Zweiundneunzig Prozent der Enterococcus-Feldisolate waren resistent gegenüber dem Makrolid-Antibiotikum Tylosin. Insgesamt wurden 66 Proben aus kommerziellen Broilerbeständen, Legehennenherden und Hobbytierhaltungen entnommen und auf vorhandene Phagen untersucht. Die Hälfte der 16 in dieser Studie isolierten lytischen Phagen stammte aus ökologisch bewirtschafteten Betrieben. Hierbei stellte frischer Enddarmkot das Probenmaterial mit der höchsten Phagen-Isolierungsrate dar (68,7 %). Die isolierten Phagen zeigten am häufigsten gegenüber E. faecalis eine Wirkung (30,3 %). Bei der anschließenden Untersuchung der Wirtsspektren wurden 25 Bakterienisolate auf ihre Empfindlichkeit gegenüber den 16 isolierten Phagen getestet. Die Phagen Φ 4 und Φ 16 wiesen hierbei das breiteste Wirkspektrum mit einer hohen Effektivität auf. Zusätzlich infizieren diese und die Phagen Φ 1, Φ 2, Φ 7 fünf weitere Bakterienstämme mit der gleichen Effektivität wie ihren Wirtstamm. Die Phagen Φ 2, Φ 4, Φ 8, Φ 10, Φ 16 verfügen über eine lytische Wirkung gegenüber mehr als zehn verschiedenen Bakterienstämmen. Weiterhin konnten Phagen isoliert werden, die abgesehen von Enterococcus (E.) faecalis auch geflügelpathogene E. hirae, E gallinarum und E. durans Stämme infizieren.

Die in dieser Arbeit konnte die Existenz von Enterococcus-Phagen mit einer Plaquebildung auf mehreren geflügelpathogenen Enterococcus-Stämmen ermittelt werden. Die erzielten Ergebnisse liefern neue Erkenntnisse zum Vorkommen und dem Wirtsbereich von Enterococcus-Phagen. Durch die Kombination mehrerer Phagen zu einem Phagen-Cocktail erweitert sich das Spektrum von Bakterien, die durch eine Anwendung behandelt werden können. Die bisher an einigen Phagen durchgeführten Genomanalysen geben Rückschlüsse auf ihre sequenzbasierte Ähnlichkeit. Die oben beschriebenen Ergebnisse deuten darauf hin, dass der therapeutische Einsatz von Phagen als alternative zu Antibiotika wirksam sein kann. Dies ist hinsichtlich der hohen Resistenzraten bei Enterococcus-Isolaten ein vielversprechender Therapieansatz, der zukünftig unter Praxisbedingungen erforscht werden sollte.