Immunreaktion gegen Histomonaden des Geflügels, ein Th2-Infektionsmodell?

Histomonose ist eine parasitäre Erkrankung von Puten und Hühnern, die weltweit zu Verlusten in Nutzgeflügelbeständen führt. Aktuell sind Ausbrüche von Histomonose von besonderer Problematik, da seit dem Verbot chemotherapeutischer Medikamente bei lebensmittelliefernden Tieren in vielen Industrieländern keine wirksame Prophylaxe oder Therapie mehr möglich ist. Neueste experimentelle Untersuchungen an der Klinik für Geflügel, Ziervögel, Reptilien und Fische in Wien haben gezeigt, dass in vitro attenuierte Histomonaden Hühner und Puten äußerst effizient vor einer klinischen Erkrankung schützen können. Grundlegende Fakten zur Immunreaktion von Histomonose sind nicht erforscht, daher ist das Ziel des vorliegenden Projektes folgende Fragestellungen und Hypothesen zu beantworten: I) Die Infektion mit attenuierten Histomonaden bewirkt eine lokale Immunität im Zäkum von Wirtstieren. II) Histomonaden lösen nach der Infektion signifikante Änderungen der T Zellen Populationen aus. III) Histomonose kann als Infektionsmodell für eine Typ 2 Immunreaktion beim Geflügel verwendet werden. Zur Prüfung dieser Hypothesen sollen zuerst Tierexperimente durchgeführt werden, um die Vakzination gegen Histomonose und die Infektion mit virulenten Erregern zu reproduzieren und Probenmaterial zu generieren. Anschließend sollen immunologische und molekularbiologische Untersuchungen von Blut und Organproben detaillierte Informationen zum Immunstatus von geimpften bzw. infizierten Hühnern und Puten bringen. Dabei sollen spezifische Immunmechanismen, die einer Impfung gegen die Histomonose zu Grunde liegen, aufgeklärt werden. Zusätzlich soll ein Modell für eine Typ 2 Immunreaktion beim Geflügel, ausgelöst durch die Infektion mit Histomonaden, etabliert werden.

Ziel des vorliegenden Projektes war es die Immunreaktion bei Puten und Hühnern gegen Histomonose (Syn.: Histomoniasis oder Schwarzkopfkrankheit), sowie nach experimenteller Impfung, vergleichend zu untersuchen, um grundlegende Kenntnisse der Immunantwort zu generieren. Der Erreger Histomonas meleagridis ist ein einzelliger Parasit der weltweit in Puten- und Hühnerherden zu Verlusten führen kann. Aktuell sind Ausbrüche von Histomonose von besonderer Problematik, da seit dem Verbot von wirksamen Medikamenten bei lebensmittelliefernden Tieren in vielen Ländern keine wirksame Prophylaxe oder Therapie möglich ist. Kürzlich durchgeführte Studien an der Klinik für Geflügel und Fische, Veterinärmedizinische Universität Wien, haben gezeigt, dass abgeschwächte Histomonaden Hühner und Puten äußerst effizient vor einer klinischen Erkrankung schützen können. Mechanismen der Immunreaktion gegen Histomonose waren bis dato kaum untersucht und es gab keine Kenntnisse zur Wirkungsweise einer Impfung. Daher wurden in diesem Projekt die Rolle der lokalen Immunität, Dynamiken von Immunzellen in verschiedenen Organen und der Ablauf der Immunantwort im Detail charakterisiert. Für diese Untersuchungen wurden Puten und Hühner gegen Histomonose geimpft, mit virulenten Histomonaden infiziert oder nach erfolgter Impfung einer Infektion unterzogen. Anschließend wurde an festgelegten Tagen Probenmaterial entnommen, um immunologische und molekularbiologische Untersuchungen im Blut und in verschiedenen Organen durchführen zu können. Mittels Durchflusszytometrie und histologischen Methoden war es möglich spezifische Immunzellen zu detektieren, quantifizieren sowie zu lokalisieren. Zusätzlich wurde die Expression von Zytokinen (=immunogene Botenstoffe) bestimmt, um den Ablauf- sowie den Typ der Immunreaktion vergleichend zu untersuchen. Die Ergebnisse der Studie zeigten, dass die Ausprägung der lokalen Immunreaktion gegen Histomonaden mit dem Krankheitsverlauf korreliert und daher zur Abwehr des Parasiten von großer Bedeutung ist. Ebenso hatten der Einfluss der Spezies (Pute bzw. Huhn) und die Virulenz der Histomonaden einen deutlichen Einfluss auf Anzahl der verschiedenen Populationen von Immunzellen im Blut und in Organen: Hühner zeigten demnach die geringsten zellulären Veränderungen nach der Impfung, während bei nicht-geimpften Puten nach der Infektion mit virulenten Histomonaden eine massive Zunahme der Immunzellen festgestellt wurden. Expressionsprofile von Immunzellen deuten auf die Aktivierung der zellulären und humoralen Immunantwort hin. Die Untersuchungsergebnisse über die Immunreaktion beim Geflügel gegen Histomonose, die im aktuellen Projekt ermittelt wurden, lassen nicht nur direkte Aussagen zu der Erkrankung bzw. Impfung zu, sondern geben auch Einblicke in grundlegende Immunmechanismen zur Immunabwehr von extrazelluläre Parasiten.