Schlüsselwort: polymerase chain reaction

Reduktion von Escherichia coli durch den Einsatz von Bakteriozinen

Reduktion von Escherichia coli durch den Einsatz von Bakteriozinen von Rößner, Alina Tabea
Reduction of Escherichia coli by bacteriocins Contaminated food containing pathogenic microorganisms can lead to serious illnesses and pose a risk for consumers. Food of animal origin has a high transmission potential for food pathogens. Food-related pathogens such as Escherichia (E.) coli play an important role in causing food infections in humans. This has resulted in an increasing use of antibiotics which led to a higher rate of antibiotic resistance. Bacteriocins are antimicrobial proteins produced by bacteria. They are a promising alternative to antibiotics because they lyse their own or closely related species. They have no toxic effects on eukaryotic cells and are ubiquitous in the environment and therefore naturally present in food. Colicins and microcins, produced by E. coli, are a promising alternative to reduce pathogenic E. coli in food. The aim of this study was to examine E. coli isolates from food samples for their ability to produce bacteriocins. The bacteriocin production was tested in a spot assay and the bacteriocin producers were then further characterized by PCR for the presence of known colicin and microcin genes. Furthermore, a phylogroup determination was carried out by PCR and the molecular weight of the bacteriocin extracts was determined by SDS-PAGE. E. coli was isolated from different food matrices and 97,5 % of the isolates were confirmed by MALDI-TOF MS analysis. Most of the isolates (51,3 %) were found in meat samples. At least one reference strain was lysed bei 52,5 % of the E. coli isolates in the spot assay, in which the reference strain E. coli K-12 DH5 showed the highest sensitivity. The colicin genes B, E7 and Ia were the most frequently detected genes and the E. coli isolates were mainly assigned to phylogroups A (37,5 %) and B1 (36,3 %). Nine out of 33 protein extracts showed a lysis band between 55 and 75 kDa on the overlay agar of the incubated SDS-PAGE-gel. After the detection of bacteriocin producers and characterization of the bacteriocins, a bacteriocin concentrate was produced. Tests were then carried out to determine whether this concentrate is able to reduce the reference strain E. coli K-12 DH5 defined conditions. The concentrate was prepared from the overnight culture of the E. coli 2116 isolate. The isolate showed genes for the colicins E2 and K as well as for the microcin B17. The E. coli 2116 overnight culture was filtered by tangential flow filtration at a cut off of 100 kDa and concentrated at a cut off of 30 kDa in order to obtain the colicin concentrate. After the immediate application of the E. coli 2116 colicin concentrate, the cell number of E. coli K-12 DH5 (107 CFU/ml) was reduced by six log units at 37°C and at 4°C. At 37°C, the cell number increased again within 24 h to 108 CFU/ml. At 4°C, the cell number remained constant at 101 CFU/ml for the entire test period. The usage of bacteriocins to reduce E. coli cell numbers in culture medium is possible at storage temperatures around 4°C. Using E. coli 2116 colicin concentrate in minced meat led to a reduction from one log unit till a reduction below the detection limit. The effect was dependent on the applied volume of the E. coli 2116 colicin concentrate. The more diluted the concentrate is being used, the fewer bacteriocins might be available. It is reasonable to assume that there might be interactions between bacteriocins and meat components. In future studies, different bacteriocin concentrates should be tested on various food matrices. Furthermore, their mechanisms and interactions with food matrices should be examined in detail.
Aktualisiert: 2022-05-05
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Entwicklung eines Multiplex-Diagnostikverfahrens zur Detektion von caninen vektorübertragenen Krankheitserregern

Entwicklung eines Multiplex-Diagnostikverfahrens zur Detektion von caninen vektorübertragenen Krankheitserregern von Barnikol, Anja
Die Weiterentwicklung von Diagnostikmethoden und die Generierung epidemiologischer Daten sind im Zusammenhang mit caninen vektorübertragenen Erkrankungen wichtige Voraussetzungen, um Infektionsrisiken einzuschätzen, geeignete Prophylaxe- und Therapiemaßnahmen zu ergreifen und somit die Verbreitung dieser Krankheitserreger einzudämmen. Im Rahmen dieser Arbeit wurde erstmals eine Triplex-PCR zur simultanen Detektion von caninen vektorübertragenen Erregern der Familie Onchocercidae sowie Anaplasmataceae und der Ordnung Piroplasmida entwickelt. Darauf aufbauend wurde mit der Etablierung einer Multiplex-Diagnostikmethode auf Basis der Luminex®-xMAP®-Technologie begonnen. Diese sollte zur Speziesdifferenzierung der Erreger dienen, die mit der Multiplex-PCR nachgewiesen wurden. In diesem Projekt lag der Fokus auf der Differenzierung der caninen Pathogene Babesia canis, Babesia vogeli, Babesia gibsoni, Anaplasma phagocytophilum, Ehrlichia canis, Candidatus Neoehrlichia mikurensis, Rickettsia conorii und Dirofilaria immitis. Der Versuch die Triplex-PCR mit einem zusätzlichen Primerpaar zum Nachweis von Rickettsia spp. auf ein Quadruplex-Verfahren zu erweitern, wurde abgebrochen, da die Methode im Vergleich zur Triplex-PCR weniger zuverlässige Ergebnisse liefern konnte. Im Rahmen der Entwicklung der genannten Diagnostikmethoden wurden 246 Blutproben von Hunden aus den Ländern Ungarn, Griechenland, Mazedonien, Bosnien-Herzegowina und Israel gesammelt und zum vereinfachten Transport sowie zur Konservierung auf FTA®-Karten archiviert. Zur Probengewinnung wurden Länder gewählt, in denen die ausgewählten Erreger endemisch sind. Die Beprobung wurde vor Ort bei Hunden durchgeführt, bei denen der Verdacht auf eine Infektion mit einem der hier relevanten Krankheitserreger bestand. Mittels eines DNAExtraktionsverfahrens wurden die Nukleinsäuren aus der Matrix des FTA®-Papiers isoliert und mit der Triplex-PCR sowie teilweise mit der Quadruplex-PCR untersucht. Aufgrund der Diskrepanz zwischen den Ergebnissen der beiden Verfahren sowie der scheinbar geringeren Sensitivität und Spezifität der Quadruplex-PCR im Vergleich zur Triplex-PCR wurde die Quadruplex-PCR ausschließlich bei 204 der 246 Proben angewandt. Die Blutproben aus Israel waren ausschließlich zur Verwendung im Etablierungsprozess der Diagnostikverfahren vorgesehen, da sie von Hunden stammten, die zum Beprobungszeitpunkt bereits mit vektorübertragenen Erkrankungen diagnostiziert waren. Das speziesspezifische Multiplex-Diagnostikverfahren auf Basis der Luminex®-xMAP®-Technologie konnte in dem gegebenen Zeitrahmen nicht vollständig etabliert werden. Nach Durchführung einiger Modifikationen hinsichtlich der Kopplungs- und Hybridisierungsverfahren, wäre jedoch ein sensitiver und spezifischer Nachweis der hier ausgewählten Pathogene sowie eine Erweiterung des Assays auf weitere Erreger, basierend auf der beschriebenen Triplex-PCR, möglich.
Aktualisiert: 2021-09-30
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Prävalenz und Quantifizierung von Arcobacter spp. im Gastrointestinaltrakt von Masthähnchen am Geflügelschlachthof

Prävalenz und Quantifizierung von Arcobacter spp. im Gastrointestinaltrakt von Masthähnchen am Geflügelschlachthof von Schönknecht, Antje
Prevalence and quantification of Arcobacter spp. in the intestinal tract of broiler chicken at the slaughterhouse Arcobacter spp. are frequently detected in foods of animal origin, particularly in meat products. However, the source of Arcobacter contamination of chicken meat products are under debate. Different studies concerning the prevalence of Arcobacter spp. in the intestinal content of broiler chicken determined contradictory results. Therefore, in the present study four different parts of the intestines were examined at five significant processing steps during chicken slaughtering in an abattoir. In total, 157 intestinal tracts originating from 19 different broiler chicken flocks were investigated qualitatively and semiquantitatively by selective enrichment. Further species verification was conducted applying mPCR and rpoB-sequencing. After the first two processing steps, Arcobacter spp. was only sporadically detected in the intestinal contents after bleeding (2/32) and not detected after scalding (0/32). After defeathering, Arcobacter spp. were detected in 62 % (18/29) of the intestinal tracts. The prevalences ranged between 28 % (8/29) in the duodenal, 21 % (6/29) in the jejunal, 3 % (1/29) in the caecal and 55 % (16/29) in the rectal contents with loads of ≥ 24,000 MPN/g in the rectal contents. Furthermore, Arcobacter spp. were detected in 88 % (7/8) of the rectal tissue samples. The prevalences and loads of Arcobacter spp. in the intestinal contents after evisceration are comparable to those after defeathering. The data determined in the present study indicate that detection of Arcobacter spp. in the intestinal contents of broiler chicken carcasses is highly probable after defeathering and after evisceration. Furthermore, the prevalences and loads with Arcobacter spp. in the duodenal and jejunal contents as well as in the rectal tissue samples suggest a possible reservoir of Arcobacter spp. inside the broiler chicken. Specific colonization trials might provide important data concerning the role of broiler chicken as reservoir for Arcobacter spp. In addition, the possibility of cross-contamination with Arcobacter spp. originating from the environment inside the slaughterhouse need to be considered. In the process of broiler chicken slaughter examined in this study, the defeathering step appears to be of importance concerning cross-contamination with Arcobacter spp. The mechanical pressure released on the carcasses during the defeathering process needs to be investigated in detail concerning a possible reflux of the intestinal contents towards the duodenum and jejunum. Additionally, epidemiological studies are necessary to identify the source of crosscontamination with Arcobacter spp. in the chicken slaughterhouse. The potential pathogenicity of the species A. butzleri and A. cryaerophilus together with the high prevalences of these species in chicken meat and the possible transmission via consumption of contaminated chicken meat highlight the necessity to identify the source of cross-contamination with Arcobacter spp. and their transmission route into the chicken slaughterhouse.
Aktualisiert: 2022-01-20
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Vorkommen von CaHV-1 bei Hunden mit Konjunktivitis, Keratitis und normalen Augenbefunden

Vorkommen von CaHV-1 bei Hunden mit Konjunktivitis, Keratitis und normalen Augenbefunden von Jordan, Lisa
Occurrence of CaHV-1 in dogs with conjunctivitis, keratitis and normal ocular findings A recurrent conjunctivitis and/ or keratitis, caused by an infection with canine herpesvirus-1 (CaHV-1), represents a significant limitation of well-being for the affected dogs. The clinical appearance of a primary or recurrent CaHV-1 infection in the eye is depending on age and immune status of the dog. In the literature conjunctivitis is the most common named symptom associated with CaHV-1 infection. It may be single or associated with other symptoms or corneal lesions (Ledbetter et al., 2006, Ledbetter et al., 2009b, Ledbetter et al., 2009c, Malone et al., 2010). Both ulcerative and non-ulcerative keratitides may occur (Ledbetter et al., 2006, Ledbetter et al., 2009c, Ledbetter et al., 2009d, Malone et al., 2010). Corneal ulcers caused by the CaHV-1 affect the surface of the cornea. They are locally limited in a group or linearly arranged (Ledbetter et al., 2009c), and may be punctated, dendritic or geographic (Ledbetter et al., 2006, Ledbetter et al., 2009c, Malone et al., 2010). In this prospective multicenter study, healthy dogs, dogs with conjunctivitis and dogs with keratitis were nationwide opthalmologically examined, sampled and tested for the presence of canine herpesvirus-1. The aim of the study was to test as many dogs as possible in Germany from different signalement for the presence of CaHV-1 in order to draw conclusions about their importance in Germany. Data were collected on age, sex, weight, breed, back and social life. Between April and November 2018, 138 dogs were ophthalmologically examined for the study, 133 of the dogs were included and subsequently subdivided into three groups: eyehealthy dogs (n = 43), dogs with conjunctivitis (n = 46) and dogs with keratitis (n = 44). Cytobrush samples were obtained from the conjunctival sac for PCR analysis. The virological examination for CaHV-1 was negative in all cases. The study involved 133 dogs from 47 different dog breeds, with different signalement, backround and social contacts. Overall the infection with CaHV-1 as causative agent of conjunctivitis and keratitis in Germany compared to the US seems to be less important than expected.
Aktualisiert: 2022-12-31
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Vorkommen von Staupeviren und Zoonoseerregern bei Wildkarnivoren in Thüringen

Vorkommen von Staupeviren und Zoonoseerregern bei Wildkarnivoren in Thüringen von Siempelkamp, Timo Jan
Wildtiere dienen einer Vielzahl bakterieller, parasitärer und viraler Infektionserreger als Reservoir und Vektoren und stellen somit eine Gefahr für Menschen und deren Haus-, Nutz- und Zootiere dar. Im Wandel befindliche Umweltbedingungen beeinflussen kontinuierlich die globalen epidemiologischen Gegebenheiten und erfordern das Sammeln Regionen-spezifischer Daten für eine risikobasierte Bekämpfung von Seuchen- und Zoonoseerregern im Rahmen eines ganzheitlichen Gesundheitsschutzes. Bei einem landesweiten Monitoring in Thüringen wurden von Januar 2014 bis März 2016 Vorkommen und Verteilung von Canine morbillivirus (CDV) und den Zoonoseerregern Rabies lyssavirus (RABV) und Trichinella spp. bei Wildkarnivoren, Echinococcus (E.) multilocularis bei Wildkaniden, Baylisascaris (B.) procyonis bei Waschbären und Mycobacterium (M.) bovis bei Dachsen beobachtet. Im Zuge der Untersuchungen auf CDV wurde zusätzlich die virale Distribution in ausgewählten Organen infizierter Tiere beurteilt, um eine Empfehlung bzgl. der Probenauswahl für die molekularbiologische Routinediagnostik ableiten zu können. Als Untersuchungsmaterial dienten 1230 Tierkörper von 936 Rotfüchsen (Vulpes vulpes), 195 Waschbären (Procyon lotor), 54 Europäischen Dachsen (Meles meles), 39 Steinmardern (Martes foina), 4 Marderhunden (Nyctereutes procyonoides), einem Europäischen Iltis (Mustela putorius) und einem Hermelin (Mustela erminea), die aus allen siebzehn Landkreisen und sechs kreisfreien Städten des Freistaats ans Thüringer Landesamt für Verbraucherschutz gesendet wurden. Die Untersuchungen zum Nachweis des Erregers der Staupe, einer der bedeutendsten Infektionskrankheiten der Karnivoren weltweit, wurden nach automatisierter, magnetic bead-basierter Nukleinsäureextraktion mittels CDV-spezifischer Reverse Transkriptase-quantitative Polymerase-Kettenreaktion (RT-qPCR) durchgeführt. Es konnte eine zweijährige CDV-Periodenprävalenz2014/2015 von 21,6 % (95 %-Konfidenzintervall (KI): 19,2 – 24,3 %) ermittelt werden. Zwischen beiden vollen Untersuchungsjahren bestand kein signifikanter Unterschied in der CDV-Nachweisrate, die, über das Jahr hinweg betrachtet, einen wellenförmigen Verlauf zeigte, mit peaks signifikant erhöhter Prävalenz im Frühjahr. Auf Landkreisebene konnten, bei einem Median von 22,2 %, sich erheblich unterscheidende Prävalenzen von 8,3 – 52,4 % gemessen werden, wobei die Wahrscheinlichkeit eines CDV-Nachweises im Osten Thüringens gegenüber den anderen Regionen signifikant erhöht war. Zusätzlich konnte bei der räumlichen Betrachtung, ab einer Bevölkerungszahl von mehr als 50 000 Einwohnern, ein Urbanisierungseffekt erhöhter CDV-Prävalenz demonstriert werden. Höhere wildkarnivore Populationsdichten in den Städten, im Vergleich zu ruralen Habitaten, führen zu gesteigerten, artübergreifenden urbanen Transmissionsraten. Getragen von den weit verbreiteten Rotfüchsen, entfielen insgesamt 90,0 % aller detektierten Staupefälle auf kanide Wildkarnivoren, die mit 26,8 % (95 %-KI: 24,9 – 29,8 %) die signifikant höchste Nachweisrate aufwiesen. Darüber hinaus wurde der Erreger in 17 Waschbären (95 %-KI der Periodenprävalenz unter Kleinbären: 5,2 – 13,6 %), neun Dachsen und zwei Steinmardern (95 %-KI der Periodenprävalenz unter Musteliden: 6,0 – 20,0 %) gefunden. Während die Merkmale Alter, Geschlecht und Endoparasitenbefall keine Prädisposition für den CDV-Nachweis darstellten, konnten signifikant erhöhte Nachweisraten in schlecht genährten, verhaltensauffälligen und verendeten Tieren gemessen werden. Unter den Staupefällen konnten insbesondere respiratorische, zentralnervöse und intestinale Verläufe einschließlich Mischformen festgestellt werden, kutane Formen der Erkrankung waren von untergeordneter Bedeutung. Staupekranke Wildtiere zeigten ein erhöhtes Potential in Kontakt zu Menschen, Haustieren oder Wohnraum zu treten und steigern somit die Expositionsgefahr. Aufgrund der enzootischen Seuchenlage, artübergreifender Transmissionsketten und dem vermehrten Auftreten von Staupe in urbanen Gebieten, ist an der Schutzimpfung für empfängliche Tiere in menschlicher Obhut unbedingt festzuhalten. Für den molekularbiologischen Virusnachweis zeigten sich lymphatische Organe besonders geeignet. Aufgrund der komplexen Pathogenese der Staupe und der Vielfalt möglicher Verläufe, stellt die Reduzierung auf einzelne Organe in der CDV-Diagnostik einen möglichen Sensitivitätsverlust dar. Die parallele Untersuchung von Kleinhirn, einem respiratorisch-epithelialen Organpool aus Lid und Lunge sowie einem intestinal-lymphatischen Pool aus Lymphonodi jejunales und Ileum mit Peyer’schen Platten in der RT-qPCR gewährleistet einen sicheren Staupevirus-Genomnachweis unter der Berücksichtigung möglichen Einsparpotentials. Die Untersuchungen zum Nachweis der Zoonosen Tollwut, Tuberkulose und Trichinellose verliefen mit negativem Ergebnis. Thüringen bleibt damit gemäß den Kriterien der Weltorganisation für Tiergesundheit offiziell frei von terrestrischer Tollwut. Weiterhin stellen Dachse, anders als in anderen Teilen Europas, kein M. bovis-Reservoir dar und Trichinella spp. scheinen als Krankheitserreger für heimische Wildkarnivoren von untergeordneter Bedeutung zu sein. Der kleine Fuchsbandwurm E. multilocularis und der Waschbärspulwurm B. procyonis, die gut an ihre jeweiligen Endwirte adaptiert sind, aber im Fehlzwischenwirt Mensch zu den lebensbedrohlichen Krankheiten Alveoläre Echinokokkose (AE) bzw. im Falle der Baylisascariose zu viszeraler, neuraler oder okulärer Larva migrans führen können, sind dagegen in Thüringen hochprävalent vertreten. So konnten zweijährige Periodenprävalenzen2014/2015 von 43,9 % (95 %-KI: 40,3 – 47,5 %) für E. multilocularis und 44,4 % (95 %-KI: 36,5 – 52,4 %) für B. procyonis gemessen werden. Für beide Erreger wurde eine Saisonalität mit den signifikant höchsten Nachweisraten im Herbst festgestellt, sowie ein geringeres Vorkommen in den Städten. Während das zoonotische Potential von B. procyonis noch Fragen aufwirft, scheint die AE in Thüringen auf dem Vormarsch zu sein.
Aktualisiert: 2021-11-11
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Untersuchung von Polyketidsynthasen aus Hypericum-Arten, insbesondere Charakterisierung und Mutagenese einer neuartigen bifunktionellen Polyketidsynthase aus Hypericum polyphyllum

Untersuchung von Polyketidsynthasen aus Hypericum-Arten, insbesondere Charakterisierung und Mutagenese einer neuartigen bifunktionellen Polyketidsynthase aus Hypericum polyphyllum von Bunzel, Christian
Typ III Polyketidsynthasen bilden eine Vielzahl von strukturell vielfältigen Naturstoffen durch die Verwendung unterschiedlichster Starter- und Extendersubstrate. Zu diesen gehören die Benzophenon- und Biphenylsynthasen. Benzophenonsynthasen bilden mithilfe der C6 → C1 Claisen-Kondensation 2,4,6 Trihydroxybenzophenon. Dies ist die Vorstufe der Xanthone, wovon einige gegen Morbus Alzheimer wirken. Biphenylsynthasen bilden mithilfe der C2 → C7 Aldol-Kondensation 3,5 Dihydroxybiphenyl. Biphenyle und die verwandten Dibenzofurane sind die Phytoalexine des Rosaceae-Untertribus Malinae. In dieser Arbeit ist es gelungen, eine neuartige bifunktionelle Polyketidsynthase aus Hypericum polyphyllum zu isolieren und zu charakterisieren. Diese katalysiert sowohl die Claisen- als auch die Aldol-Kondensation in einem Reaktionsansatz. Sie ist die erste bekannte Polyketidsynthase, die 2,4,6-Trihydroxybenzophenon und 3,5 Dihydroxybiphenyl in äquimolaren Mengen bilden kann. Es konnte gezeigt werden, dass die Inkubationstemperatur einen entscheidenden Einfluss auf die Produktbildung hat. Durch Doppelmutanten ist es gelungen, die Fähigkeit der 3,5 Dihydroxybiphenyl-Bildung zu eliminieren ohne die Bildung von 2,4,6 Trihydroxybenophenon zu dezimieren.
Aktualisiert: 2023-01-01
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Charakterisierung des molekularen Wirkmechanismus des Varroazids Ameisensäure auf Honigbienen und Varroa-Milben

Charakterisierung des molekularen Wirkmechanismus des Varroazids Ameisensäure auf Honigbienen und Varroa-Milben von Genath, Antonia
This work investigated the influence of the varroacide formic acid on the honeybee Apis mellifera as well as its parasite Varroa destructor. Varroosis, in combination with other factors, leads to partially massive honeybee colony losses. These are of enormous ecological and economic importance, making an efficient drug treatment of the bee colonies obligatory. Formic acid is currently considered the most reliable and relatively simple treatment method due to its numerous advantages over other active substances, although damage to the honeybee may occur during this treatment. In order to increase the understanding of the mechanism of action of formic acid and to reduce the negative effects on the honeybee in the future by an adapted application, the reaction to 60% formic acid in honeybees and varroa mites was investigated using comparative molecular biological and biochemical methods. In the present study, molecular endogenous effects of formic acid treatment on gene expression in honeybee and varroa mite were investigated. For this purpose, RNA-Seq was applied and the results were subsequently validated by RT-qPCR analyses. Subsequent proteome analyses were performed to detect the correlating proteins in order to determine whether these detected transcriptional changes are also reflected in the protein pattern. In this work corresponding experiments were carried out for the varroa mite, the least studied model. Since even the concentration of a protein in a system does not provide valid details about its activity and function, the formic acid-specific activity of selected enzymes was examined in functional assays in the last part of the work. For this purpose, an activity assay of Cytochrom C oxidase was established in a microtiter plate system. Further investigations of the enzymatic activity of some important candidate proteins will follow by their recombinant expression with subsequent functional assays. The results of transcriptome analysis in honeybees indicate that the known higher formic acid sensitivity of the younger larval stages compared to the newly hatched worker bees is due to a lower detoxification capacity as a result of a reduced equipment with appropriate detoxification enzymes compared to adult bees. However, a detection of formic acid-induced candidate genes in honey bees could not be achieved in varroa mites. This could indicate different formic acid metabolism strategies between these two organisms. On this basis, the persistent problem of unwanted damage to bees during formic acid treatment could be solved by developing new formulations and/or applications that target specific target structures in the mites. The proteome analysis of formic acid-treated varroa mites indicated an imbalance in proteostasis due to restricted protein synthesis combined with increased protein degradation. This indicates a significant loss of mass and could explain a damaging effect of formic acid on the varroa mites. The formic acid-exposed varroa mites showed an induction of heat shock proteins, an indicator of oxidative stress. This is presumably caused by a specific inhibition of the respiratory chain and the citrate cycle, which is proven in our data. As a result, damage to cellular macromolecules leads to the ageing of the organism and ultimately to cell death. The proteome analysis further revealed an increased concentration of several candidate proteins associated with detoxification, which however did not correlate with the transcriptome analysis. Overall, the investigation of the proteins with the components of the respiratory chain provided the presumed primary target site of formic acid action as well as the defence mechanisms responsible for formic acid-generated toxicity, which according to our data mainly include heat shock proteins and detoxification enzymes. The initial results of the activity studies of Cytochrom C oxidase indicate an inhibition by formic acid. These results confirm previous findings from the literature and further data sets of this work. Thus, formic acid damage appears to be a consequence of oxidative stress produced by inhibition of cellular respiration with lactic acidosis. In summary, our data show for the first time molecular effects of formic acid treatment on honeybees and simultaneously on varroa mites. Based on the findings of this study, future treatment strategies can be specifically adapted to the varroa mite, thereby significantly increasing the success of treatment in varroa control; the negative effects on honeybees, which have frequently occurred up to now, can be reduced by a better understanding of the molecular processes.
Aktualisiert: 2022-12-31
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Einfluss von Lignocellulose auf die zootechnische Leistung sowie verdauungsphysiologische und mikrobiologische Parameter bei langsam wachsenden männlichen Hühnern einer Kreuzungspopulation aus White Leghorn und New Hampshire

Einfluss von Lignocellulose auf die zootechnische Leistung sowie verdauungsphysiologische und mikrobiologische Parameter bei langsam wachsenden männlichen Hühnern einer Kreuzungspopulation aus White Leghorn und New Hampshire von Metzger, Florian
The use of dietary lignocellulose in poultry has been described in only few studies and with inconsistent effects on animal performance, nutrient digestibility and the composition of the intestinal microbiota. The aim of this study was to investigate the influence of higher dosages of dietary lignocellulose in isoenergetically and isonitrogenically designed diets on zootechnical, digestive and microbiological parameters. For this purpose, 59 male chickens of a slow-growing poultry cross-breeding population (WL77 - White Leghorn and NHI - New Hampshire) were divided into three experimental groups and were fed a diet containing 0.8, 5 and 10 % lignocellulose (ARBOCEL® RC Fine) over a period of eight weeks. The feeding trial was divided into a 5-week adaptation phase and a 23-day trial phase. Feed and water were continuously available ad libitum. Zootechnical parameters were recorded weekly and digesta samples from ileum and caecum were taken in the 13th week. Additionally, excrements were collected daily over the last 12 days of the experimental period. The resulting data included not only the determination of the apparent precaecal digestibility of crude protein and the apparent total digestibility of crude fat and organic matter, but also analyses of bacterial metabolites and the composition and metabolic activity of selected bacterial clusters. Statistical evaluation of the results was performed by means of single factor analysis of variance or the Kruskal-Wallis test. An influence of the diets used on the performance of the animals could not be determined. Neither the live mass, live mass gain, feed consumption nor feed expenditure showed changes between the experimental groups. The apparent precaecal digestibility of the crude protein was significantly decreased with 10 % supplemented lignocellulose compared to the experimental group with 0.8 and 5 %. The values of the apparent total digestibility of crude fat showed no changes with increasing contents of lignocellulose in the ration. Significant differences between all three experimental groups were documented in the apparent total digestibility of the organic mass. This parameter decreased with increasing supplements of lignocellulose in the diet. There were no group differences between dry matter contents of the excrements observed. A comparison of the bacterial metabolites in the caecal digesta showed a decrease of the analysed concentrations with increasing content of dietary lignocellulose. The most significant changes in concentration were observed in the experimental group with 10 % lignocellulose. Significant effects on the composition and metabolic activity of the bacterial microbiota were detected in the quantification of the Escherichia/Hafnia/Shigella cluster. With increasing concentration of lignocellulose the measured cell numbers in the caecal digesta decreased. The also decreased values of the determined rRNA copies described a directed trend and additionally indicated a reduced metabolic activity. In conclusion, the results of the present study show that higher concentrations of lignocellulose can influence the apparent precaecal digestibility of protein, the microbial metabolites in the digesta and the composition and activity of the bacterial microbiome. In addition, lignocellulose could have an impact on potential pathogens in the intestine, which should be investigated in further studies.
Aktualisiert: 2022-12-31
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Untersuchungen zum Vorkommen und zur anthelminthischen Suszeptibilität von gastrointestinalen Nematoden bei Menschen und Schweinen in Ruanda

Untersuchungen zum Vorkommen und zur anthelminthischen Suszeptibilität von gastrointestinalen Nematoden bei Menschen und Schweinen in Ruanda von Fraundorfer, Kira Marie-Christine
Soil transmitted helminths (STHs), namely Ascaris lumbricoides, Trichuris trichiura and the hookworms A. duodenale and N. americanus are common parasites in almost two billion humans globally and pose a great threat to human health, especially in schoolchildren. Strategic treatment against STHs becomes increasingly important in many endemic countries. School children are particularly vulnerable and STHs can inhibit school performance or, in more severe cases, lead to malnutrition and growth stunting. In Rwanda, preventive chemotherapy is applied once or twice a year to school children and most members of the target group are regularly treated. In this present study, stool samples from school children aged six to ten years belonging to twelve schools and stool samples from pigs from the subdistricts of the southern province of Rwanda were examined using Mini-FLOTAC chamber to detect eggs of one or multiple of the STH species mentioned above. Fecal egg count reduction (FECR) and cure rate (CR) were calculated to assess whether worm populations in Rwanda showed any signs for development of resistance against benzimidazoles. In 2014, almost 2000 stool samples were examined. During the follow-up in the next year, additional 400 samples from four out of the twelve schools were collected and examined. Children which had been enrolled in the study brought a fresh stool sample to school, which was then collected. In 2014, the children were also clinically examined. Additionally, a blood sample was taken and finally the children were treated with Albendazol under supervision. A follow-up stool sample was collected seven to ten days after the first treatment. The same procedure was undertaken in 2015 but children were not again clinically examined nor had to provide a blood sample. In 2014, additional stool samples from pigs, living in sheds next to the house as the participating children, were collected and examined for eggs of Ascaris suum, Trichuris suis or gastrointestinal strongyles. For further investigations, samples were kept from which DNA was extracted in the laboratory in Berlin and molecular analysis of β-tubulin single nucleotide polymorphisms in Ascaris sp. was performed. The overall prevalence for Ascaris sp. before the first round of deworming was 40 %, it decreased to 13 % after treatment. The results of microscopy in the present study showed signs of reduced efficacy of the BZ albendazole in nine out of 10 examined schools. The FECR in the affected schools was significally below the treshold suggested by Vercruysse et al. (2011). Overall it ranged from zero to 99.56 %. The CRs ranged from 33 to 100 %. However, the molecular biological results were not in line with the microscopic results since in none of the analyzed samples SNPs associated with BZ resistance were found. The prevalence of Ascaris sp. in pigs ranged from 18,5 - 80,8 %, of T. suis from 0 - 28,8 % and prevalences of hookworm ranged from 72,2 – 94,2 %. In the as urban claimed villages of Ngoma and Tumba there were no pigs living at the time our study was conducted. The results of the study suggest that resistance might have developed in the southern province of Rwanda and treatment has to be adapted accordingly to prevent further selection of resistant worm populations. This should be a priority in future prevention programs. For better evaluation of the prevalence of resistant population, further research needs to be conducted throughout the entire country. As this study has failed to show any of the suggested SNPs associated with benzimidazole resistance, further investigations into the mechanisms of resistance in Ascaris sp. are suggested since it is possible that SNPs are found at other sites of the genome such as in additional β-tubulin isotypes. In addition, it is possible that BZ metabolism leads to resistance by reducing the concentration of active drug with the worms. Future research will be needed to identify the BZ resistance mechanisms in Ascaris sp.
Aktualisiert: 2022-12-31
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Untersuchungen zum Vorkommen von Salmonella Saintpaul und Campylobacter spp. bei Nutzgeflügelbeständen und weiterführende Untersuchungen der gefundenen Isolate

Untersuchungen zum Vorkommen von Salmonella Saintpaul und Campylobacter spp. bei Nutzgeflügelbeständen und weiterführende Untersuchungen der gefundenen Isolate von Schmitt, Sabine
"Investigations on the occurence of Salmonella Saintpaul and Campylobacter spp. in poultry stocks and further investigations of the detected isolates" The aim of this study was the evaluation of the samples, which were sent to the Institut für Geflügelkrankheiten of the Freie Universität Berlin from 2008 – 2011 because of statutory Salmonella investigation of poultry flocks. Further investigations were done with isolated Salmonella Saintpaul, which are one of the most often isolated serovars in turkeys. In 2013, S. Saintpaul has been the most often isolated serovar in fattening turkeys in the EU. Also in this study, it was the most often isolated serovar in fattening turkeys from 2008 to 2010. In 2011 it was at 4th place after S. Infantis, S. Coeln and S. Typhimurium. S. Saintpaul can be a human pathogen and is frequently isolated from poultry meat samples, which is why we took a closer look at this serovar. For further discrimation of the isolates a pulsed-field-gel-electrophoresis (PFGE) protocol was established. A total of 74 S. Saintpaul isolates were examined by PFGE, of which 67 isoaltes originated from fattening turkeys and seven from laying hens. Moreover 62 of the 74 isolates were tested for antimicrobial resistance. The resistance profiles were also used for discrimination. They widely matched with manual and computer analysis of the PFGE patterns. Isolates matched from 35 – 100%, at which matching was higher the shorter the time between the sampling periods was.. Furthermore, there was a very high matching inbetween isolates from day-old-chicks over a timespan of four weeks, which were isolated from several flocks in Germany. This is most likely linked to the same origin of the chicks from the same breeder herds or via horizontal transmission at the hatchery. Unfortunately, the origin of the chicks in this study was unknown. We also found a very high match of isolates from day-oldchicks and laying hens. This indicates a common source of infection (i.e. wild birds, trucks, flock visitors, feed, etc.), what will not be solved without further investigation. Another aim of this study was the attempt to isolate Campylobacter spp. from the samples sent to us due to statutory Salmonella investigation of poultry stocks. Till now there is no statutory provision for diagnosis of Campylobacter spp. in poultry stocks so we further investigated the method used in this study by other procedures. First we performed isolation like in ISO 10727/2006 described, but instead of 10 ml of the Salmonella-preenrichement we only used 1 ml to not disturb the Salmonella diagnostics. We only found a prevalence of 18,1% in fattening turkeys and 9,4% in chickens. In fattening turkeys considerably more C. jejuni than C. coli were isolated, whereas in laying hens, it was more C. coli. This correlates to what was reported in the published literature. The very low prevalence instead contradicts the literature, why the isolation method was further checked. Therefore we established a qantitative multiplex Realtime-Polymerase chain reaction (Multiplex qPCR). We investigated retained samples of the Salmonella preenrichement for the existence of Campylobacter-DNA. Here in 58,9% of the turkey samples and 96,3% of the laying hen samples Campylobacter-DNA was found. This is correlates to the literature. It was noticed that the isolation results were worse the warmer the outside temperature had been. So we conducted storage trials to simulate the usual postal transportation of the Salmonella samples. Therefore, in the first trial we stored two different types of boot swabs for 30 Minutes, one day, two days, three days, four days and five days at different temperatures. Those swabs were scaled right after sampling and before testing to determine the weight loss. This weight loss was equalized with fluid loss. The weight loss unsurprisingly was higher the warmer the outside temperatures had been. We took a second standardized trial where we contaminated fecal samples of a negative laying hen flock with Campylobacter colonies and put the same amount of feces we found in trial one on the boot swabs. The swabs were again stored and investigated like in trial one. The trials showed that the postal transportation is really disadvantageous for the isolation of Campylobacter spp. because of the oxidative stress for the bacteria, especially at high outside temperatures. A cooled transport to the laboratory is mandatory. If the cooling chain can be maintained the transportation can also endure longer than one day without compromising the isolation outcome. Overall the isolation of Campylobacter spp. from the sent samples is not suitable for routine diagnostics. The Multiplex qPCR could be a reasonable alternative because of the rapidness of the method and the very low detection limit of Campylobacter-DNA. In addition in this study we further discriminated 54 C. jejuni isolates via sequencing of the Short Variable Region of the Flagellin A Gene (flaA-SVR). This showed a host specific as well as geographic relatedness. There was no time related relation.
Aktualisiert: 2022-12-31
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In vitro Untersuchungen zum Einfluss von Yucca schidigera und Inulin auf die Zusammensetzung und Stoffwechselaktivität der fäkalen Mikrobiota von proteinreich und -arm gefütterten Hunden

In vitro Untersuchungen zum Einfluss von Yucca schidigera und Inulin auf die Zusammensetzung und Stoffwechselaktivität der fäkalen Mikrobiota von proteinreich und -arm gefütterten Hunden von Vierbaum, Luisa
"In vitro evaluation of the effects of Yucca schidigera and inulin on composition and metabolism of faecal microbiota of high- and low-protein fed dogs" This in vitro study aimed to evaluate the effects of Yucca schidigera powder (YSP) and inulin (I) on composition of faecal microbiota and its formation of protein fermentation metabolites (short (SCFA) and branched-chain fatty acids (BCFA), phenolic and indolic compounds, biogenic amines, ammonia and pH) by using faecal inocula from dogs fed either a low (A) or a high (B) protein diet (crude protein 201 or 377 g/kg as fed). Nine treatments for each diet were evaluated in an in vitro batch culture system over 24 h: (1) control with no addition of substrate; (2) 2,00 g/l YSP; (3) 4,00 g/l YSP; (4) 2,00 g/l YSP and 1,00 g/l I; (5) 4,00 g/l YSP and 1,00 g/l I; (6) 2,00 g/l YSP and 5,00 g/l I; (7) 4,00 g/l YSP und 5,00 g/l I; (8) 1,00 g/l I; (9) 5,00 g/l I of faecal culture of dogs fed diet A or B. Several changes in fermentation metabolites were analysed. Samples incubated with the faecal inocula of dogs fed diet B produced lower concentrations of total SCFA, acetate, propionate (p ≤ 0.001), i-valerate (p = 0.003), D-lactate (p = 0.041) and indole (p = 0.003), whereas pH (p ≤ 0.001) was increased. Supplementation of I increased the content of putrescine, D- and L-lactate, total SCFA, acetate, propionate, n-butyrate (p ≤ 0.001), while i-valerate, indole and pH (p ≤ 0.001) were reduced. Ammonia was lower (p ≤ 0.001) in samples with faecal inocula from dogs fed diet B and further reduced by the addition of I (p ≤ 0.001). Samples with faecal inocula from dogs fed diet A had a fewer quotient of ammonia and total SCFA (p = 0.003). Supplementation of YSP (p = 0.016), I (p ≤ 0.001), I in combination with diet A (p = 0.006) and YSP in combination with I (p = 0.031) led to a futher reduction of the quotient of ammonia and total SCFA. Total number of copies of all bacterial groups was increased in samples incubated with faecal inoculum from dogs fed diet A, the supplementation of I (p ≤ 0.001) and YSP (p = 0.021). Protein content of the diet as well as supplementation of I and YSP showed numerous positive effects on the abundance of the analysed bacteria. In conclusion, dietary protein concentration and the in vitro supplementation of I and YSP led to a stimulation of growth and fermentation intensity of the faecal microbiota, whereby YSP appeared to have only minor effects on the formation of protein fermentation metabolites.
Aktualisiert: 2022-12-31
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Trainingsanpassung und epigenetische Modifikationen in der Skelettmuskulatur

Trainingsanpassung und epigenetische Modifikationen in der Skelettmuskulatur von Lehrer, Christin-Isabell
Skelettmuskelgewebe besitzt eine hohe Plastizität und reagiert mit einer Vielfalt von Anpassungsreaktionen auf körperliches Training. Eine möglichst genaue Kenntnis der zugrunde liegenden Mechanismen ist wichtig, um trainingsbasierte Therapiekonzepte, die bei vielen Krankheiten (wie z.B. Diabetes, Adipositas, COPD) eine Rolle spielen, neu zu entwickeln bzw. zu verbessern. In jüngster Zeit mehren sich die Hinweise darauf, dass insbesondere epigenetische Mechanismen an der Steuerung der Trainingsanpassung beteiligt sind. Dabei sind vor allem DNA-Methylierungen, Regulation der Genexpression über micro-RNAs und Histonmodifikationen, in erster Linie differentielle Histonazetylierungen und –methylierungen, zu nennen. Insbesondere gibt es zahlreiche Hinweise darauf, dass die Mono- bis Trimethylierung des Histons 3 an Lysin 4 (H3K4me1-3) eine entscheidende Rolle bei der Regulation der Skelettmuskel-Genexpression in Antwort auf körperliches Training spielen könnte. Im Rahmen dieser Arbeit wurde im murinen Modellsystem anhand eines Laufbandtrainings das physiologische Anpassungsmuster der Mäuse an dieses Training charakterisiert, mit spezifischem Fokus auf mögliche Veränderungen des Histon-Methylierungsmuster in der Skelettmuskulatur (M.gastrocnemius). Hierfür wurden acht Mäuse der Linie C57BL6N in zwei Gruppen zu je vier Mäusen unterteilt, wobei die eine Gruppe (Läufer) ein zehnwöchiges Laufbandtraining absolvierte und die andere Gruppe (Nichtläufer) als Kontrollgruppe diente. Um den Einfluss des Trainings auf physiologische Parameter zu bestimmen, wurden beide Gruppen vergleichend hinsichtlich des Skelettsystems, des Fettgewebes, des Herz-Kreislaufsystems, des Blutes und der Skelettmuskulatur untersucht. Insbesondere das Skelettsystem und das Blut betreffend wiesen die beiden untersuchten Gruppen Unterschiede auf. Bei der Untersuchung der Tibia zeigten sich signifikante Unterschiede (p<0,05) im Bereich der BP (größte Breite proximal) und der KD50% (kleinste Breite Diaphyse). Die BP war in der Gruppe der Läufer signifikant erniedrigt, was vermutlich durch die eher trabekuläre knochenstruktur der proximalen Epiphyse und deren Anpassung an die durch das Laufbandtraining mit Steigung hervorgerufenen axialen Kompressionskräfte zu erklären ist. Die KD50% war dagegen in der Gruppe der Läufer signifikant erhöht, was vermutlich auf eine Erhöhung der Knochendicke insbesondere im Bereich der Kortikalis zurückzuführen ist. Weitere Untersuchungen, insbesondere die Knochengeometrie betreffend, sind hier nötig um mögliche Veränderungen im Bereich der Kortikalis, der Diaphyse und auch der periostalen Expansion im proximalen und distalen Bereich zu verifizieren. Bei der Untersuchung der einzelnen Blutparameter zeigte sich ein deutlich signifikanter Unterschied (p<0,001) bei den weißen Blutkörperchen (WBC); diese waren bei den Läufern signifikant erniedrigt. Weiße Blutkörperchen stellen einen Bestandteil des Immunsystems dar, so dass davon ausgegangen werden kann, dass das durchgeführte Laufbandtraining zu einer Suppression von Entzündungsreaktionen führte, welche sich auch in der Auswertung des durchgeführten Zytokin-Arrays zeigte. Das durchgeführte Training hatte somit eine anti-inflammatorische Wirkung, was bereits in vorhergegangen Studien gezeigt werden konnte. Im Anschluss an das Laufbandtraining wurde der M.gastrocnemius auf Veränderungen des Histon-Methylierungsmusters (H3K4-Mono-, Di-, und Trimethylierung) hin untersucht. Zusätzlich wurde die Skelettmuskulatur der Hinterextremität von fünf weiteren, nicht in die Trainingsstudie eingeschlossenen „Testmäusen“ auf ihr Histon-Methylierungsmuster analysiert, um vergleichende Basiswerte zu erhalten. Bei der Untersuchung dieser Testmäuse zeigte sich, dass insbesondere der M.quadriceps eine deutlich höhere relative Signalstärke bei der H3K4-Dimethylierung zeigte als der Rest der untersuchten Muskulatur der Hinterextremität. Um ein genaueres Bild der physiologischen Histon-Methylierungsmuster der Skelettmuskulatur zu erhalten, sind jedoch weitere Analysen einer größeren Anzahl an Mäusen erforderlich, um statistisch signifikante Ergebnisse zu erhalten. Bei der Untersuchung der Histon-Methylierungsmuster der Mäuse aus dem Trainingsmodell zeigte sich für den M.gastrocnemius für die Gruppe der Läufer eine im Vergleich zu den Nichtläufern niedrigere relative Signalstärke für die H3K4-Dimethylierung, so dass hier von einer Anpassung an das durchgeführte Training ausgegangen werden kann. Auch hier sind jedoch weitere Untersuchungen mit einer größeren Individuenanzahl nötig, um die Anpassungen des Methylierungsmusters an körperliches Training zu untersuchen. Die Untersuchung der H3K4-Trimethylierung an murinem Muskelgewebe konnte in der vorliegenden Arbeit leider nicht erfolgen, da die Antikörper zwar in einem Vorversuch an murinen C2C12 Zellen und humanen HeLA und RMZ Zellen getestet wurden, jedoch beim murinen Muskelgewebe kein spezifisches Bandenmuster zeigten, so dass auch hier weitere Untersuchungen nötig sind. Aus den Resultaten dieser Arbeit könnten sich interessante therapeutische Implikationen ergeben, z.B. in Zusammenhang mit einer pharmakologischen Beeinflussung von Histonmethylierungsmustern.
Aktualisiert: 2022-12-31
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Validierung genetischer Risikovarianten beim familiären Mammakarzinom

Validierung genetischer Risikovarianten beim familiären Mammakarzinom von Mauß, Katharina
Das Mammakarzinom ist der häufigste bösartige Tumor der Frau in Deutschland. Im Jahr 2013 gab es 71 640 Neuerkrankungen, zusätzlich werden jährlich ca. 6500 in situ Karzinome (DCIS) gezählt. Das mittlere Erkrankungsalter liegt bei 64 Jahren und somit deutlich niedriger als bei anderen Krebserkrankungen. Im Jahr 2013 bedingte Brustkrebs in Deutschland 17 853 Todesfälle und liegt damit bei der Frau an erster Stelle der Krebstodesfälle vor dem Bronchial- und dem Kolonkarzinom (Barnes, Kraywinkel et al. 2016). Die Inzidenz ist seit den 1970er Jahren kontinuierlich angestiegen. Erklärt wird dies unter anderem durch ein verändertes Risikoprofil der Frau als auch durch verbesserte Früherkennungsmethoden (Armstrong, Eisen et al. 2000, Dumitrescu and Cotarla 2005, Barnes, Kraywinkel et al. 2016). Die 5-Jahres-Überlebensrate liegt derzeit bei 88% und die Mortalität nimmt seit den 1990er Jahren kontinuierlich ab (Barnes, Kraywinkel et al. 2016). Zurückgeführt wird die Verbesserung der Mortalität auf verbesserte Früherkennung und bessere Therapiemöglichkeiten (Richter-Kuhlmann 2016).
Aktualisiert: 2022-03-17
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Die Analyse der karzinoembryonalen Antigen- und schwangerschaftsspezifischen Glykoprotein-Genfamilie des Pferdes

Die Analyse der karzinoembryonalen Antigen- und schwangerschaftsspezifischen Glykoprotein-Genfamilie des Pferdes von Mißbach, Sophie
"The analysis of the carcinoembryonic antigen and pregnancy specific glycoprotein gene family of the horse" A well-regulated immune reaction is built upon the coordination of the single cells from the innate and the acquired immune system. Next to secreted molecules like cytokines and chemokines such a reaction is mainly mediated by surface molecules belonging to different receptor families found within the leucocyte receptor complex. Beside the well-known and analyzed families like the KIR- or the LIR-family, the CEA gene family belongs to them. This family is embedded within the extended region of the leucocyte receptor complex and is characterized for different mammalian species in a more or less large amount. In the genome of the horse clues for the existence of members belonging to the CEA gene family could be found and their availability was later experimentally proven. While the extension of this family is well examined in other species, like the human and in rodent species, for example mouse and rat, for horses such things are relatively unknown. Based on genome analyzations, partly confirmed during a bachelor thesis (Aleksic, 2010), it could be assumed that in the horse the expression of this family contain quite a few members, among which also secreted members are. Such secreted members are also known from other species developing a haemochorial placenta, in most cases the location where they are expressed, and are referred to as PSGs. In distinction to them the horse is building an epitheliochorial placentation in which the fetomaternal contact is marginally, except for the region of the endometrial cups, where a situation quite similar to this of the haemochorial placenta could be found. This specific members were already well characterized by the group of Robert Kammerer (Aleksic et al, 2016). There was a special eyemark on the membrane-anchored members of this family during the here presented research. Another characteristic of this CEA gene family is the expression of signaling motives by an ITIM or ITAM localized in their cytoplasmatic tail. Hints for the development of such kind of motives are also apparent in the equine CEA gene family. The expression for two of the ITIM-receptor bearing members of the horse, CEACAM1 and CEACAM43 is already proven whereas the detected splice variations are yet known from the mouse. The remaining members meant to bear an ITIM or ITAM in their cytoplasmatic part, seemed to have lost this signaling motives. After sequence analyzing of this members in neither of this expressed versions of the CEACAMs a signaling motive could be detected. Therefor some extraordinary motives like a special repetitive sequence could be characterized as an extracellular part of the CEACAM54, still present in the sequence of the finally expressed gene. Expression studies over a generation of a fusion protein de facto expression of this gene could be confirmed. The only ITAM bearing member of the CEA genes in the horse, the CEACAM41, lost this motive based on the results here. In all of the here detected splice variations the loss of the transmembrane domain suggest a secreted molecule. In other characterized species, like the dog, where ITAM-bearing CEACAMs can be detected, this signaling motives are preserved and in difference to the horse rather duplicated. Diverse from other species the expression pattern from the secreted PSG-like CEACAMs of the horse is not limited to the placental tissue but instead an increased expression upon the immunological cells and especially on the t-lymphocyte subpopulation was detected. The immunological importance of this secreted equine CEACAMs is underlined by the fact, that some members, like the CEACAM55, which is exclusively expressed upon CD4-positive T-cell, are only expressed on a particular subpopulation of the lymphocytes. Within the subpopulation of the t-cells helper cells can be located, which mediate a well-regulated immune reaction. Outlook Lymphocytes and especially some of their subsets like the CD4-positive T-helper cells are mediating a regulated immune response. The here identified population of secreted PSG in the horse like CEACAMs in this part of the activated lymphocytes could play a pivotal role in this regulation mechanism. Because in contrast to the cytokines and chemokines they are much more stable and can facilitate immunological communication between cells over a long distance in the body. Upon this thought the here presented work is the basis for further research on this field. In other species hemophilic and heterophilic interactions between members of the CEA gene family were shown. Such an interaction as well as correlations and interactions of the different members of the CEACAMs have not been proven for horses so far and need to be done.
Aktualisiert: 2022-12-31
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Untersuchungen zur saisonalen Aktivität der Buntzecke Dermacentor reticulatus im Umland von Berlin und Bestimmung assoziierter Pathogene

Untersuchungen zur saisonalen Aktivität der Buntzecke Dermacentor reticulatus im Umland von Berlin und Bestimmung assoziierter Pathogene von Kohn, Mareen
Zeckenübertragene Krankheitserreger gewinnen sowohl in der Human- als auch in der Veterinärmedizin zunehmend an Bedeutung. In Europa ist Dermacentor reticulatus die zweithäufigste Zeckenart nach Ixodes ricinus. Durch die Schaffung geeigneter Habitate, durch die im Rahmen der Globalisierung steigenden Tierbewegungen und dem Klimawandel wird die weitere geografische Ausbreitung der Zeckenspezies beobachtet. Dermacentor reticulatus ist als Vektor verschiedener, insbesondere veterinärmedizinisch bedeutender Pathogene von großer Relevanz. Zur Einschätzung des von D. reticulatus ausgehenden Risikopotentials im Raum Berlin/Brandenburg wurde im Rahmen dieser Dissertation sowohl die saisonale Aktivität als auch die Häufigkeit verschiedener Erreger in adulten Buntzeckenpopulationen untersucht. Dazu wurden vier verschiedene Standorte im Umland von Berlin (Güterfelde, Gatow, Falkenberg, Königs Wusterhausen) im Zeitraum März 2010 bis November 2011 in einem zweiwöchigen Intervall unter Verwendung der Flaggen-Methode beprobt. Mit insgesamt 8166 gesammelten Exemplaren stellte D. reticulatus gegenüber 1020 geflaggten I. ricinus die dominierende Zeckenspezies dar. Sämtliche Buntzecken waren adult und an allen Standorten wurde ein signifikant höheres Vorkommen weiblicher Vertreter dokumentiert. Dermacentor reticulatus zeigte an allen Standorten und in beiden Sammeljahren ein charakteristisches bimodales Aktivitätsmuster. Demnach erstreckten sich die Zeiträume stabiler Zeckenaktivitäten von März bis Mitte/Ende Mai und von Mitte August bis November. Während der Sommermonate wurde ein nahezu kompletter Rückgang der Buntzeckenaktivität beobachtet. Probennahmen zum Jahresbeginn 2011 sowie zusätzliche Beprobungen von Dezember 2011 bis April 2012 am Standort Güterfelde verdeutlichten eine, wenn auch hohen Schwankungen unterliegende, Aktivität von D. reticulatus während der Wintermonate. Potentielle Einflüsse auf die Zeckenaktivität wurden durch die multivariate Analyse der Parameter Standort, Jahr, Saison, Temperatur und relative Luftfeuchtigkeit in einer Negativ-Binomial-Regressionsanalyse überprüft. Im Ergebnis zeigte sich der signifikante Einfluss der Variablen Standort, Saison und Temperatur auf die Buntzeckenaktivität. Die Temperatur wirkte dabei in Abhängigkeit von ihrer Höhe unterschiedlich auf die Aktivität von D. reticulatus: die Zahl aktiver Zecken nahm mit zunächst steigenden Temperaturen zu und fiel ab Erreichen eines Temperaturoptimums von 14,03 °C wieder ab. Aus der Gesamtanzahl gesammelter Buntzecken wurde eine Stichprobe von 2000 adulten weiblichen Exemplaren mithilfe verschiedener PCR-Verfahren auf Babesia spp., Borrelia spp., Anaplasma spp., Ehrlichia spp., Candidatus Neoehrlichia mikurensis und Rickettsia spp. untersucht. Mit Ausnahme der Rickettsien lagen nur geringe Erregerprävalenzen in D. reticulatus vor. Gerade einmal 0,05 % (95 % Konfidenzintervall [95 % KI]: 0,01-0,28 %) und 0,25 % (95 % KI: 0,11-0,58 %) der Zecken beherbergten Anaplasmen bzw. Borrelien. In keinem einzigen Exemplar wurden Babesien, Ehrlichien bzw. Cand. Neoehrlichia mikurensis detektiert (0 %; 95 % KI: 0-0,14 %). Die Sequenzierung der positiven Proben verdeutlichte eine Infektion mit Anaplasma phagocytophilum, Borrelia afzelii und Borrelia miyamotoi. Letzterer Befund gilt als Erstbeschreibung in D. reticulatus. Die Rickettsien-Prävalenz erreichte mit insgesamt 64,0 % (95 % KI: 61,9-66,1 %) eine der höchsten jemals in D. reticulatus beschriebenen Werte. Die Sequenzierung einer Stichprobe positiv getesteter Proben ergab die Infektion mit Rickettsia raoultii. Am Standort Gatow waren mit 31,4 % wesentlich weniger Zecken mit Rickettsien infiziert als in den drei verbleibenden Gebieten, welche Prävalenzen von 71,5-78,3 % aufwiesen. Die im generalisierten linearen logistischen Regressionsmodell durchgeführte Beurteilung möglicher Einflüsse durch die Parameter Standort, Jahr und Saison zeigte, dass ausschließlich die Standorte von signifikanter Bedeutung in Bezug auf die Prävalenzhöhe sind. Die Untersuchungen verdeutlichen das Vorkommen stabiler D. reticulatus-Populationen in den untersuchten Gebieten am Berliner Stadtrand und dessen Umland, welche z. T. auch als Naherholungsgebiete genutzt werden. Darüber hinaus sollte ein mögliches Infestationsrisiko durch infizierte Zecken auch in der kalten Jahreszeit ins Bewusstsein der Menschen gerufen werden und unter Umständen eine ganzjährig durchzuführende Zeckenprophylaxe empfohlen werden. Der in den untersuchten Populationen primär detektierte Erreger R. raoultii ist bezüglich möglicher klinischer Folgen in der Veterinärmedizin nicht ausreichend untersucht, in der Humanmedizin gilt er jedoch als Auslöser der SENLAT-Erkrankung. Die Studie liefert damit einen grundlegenden Beitrag zur Risikoeinschätzung hinsichtlich des Zeckenbefalls sowie der durch Buntzecken übertragenen Krankheitserreger in der Region Berlin/Brandenburg.
Aktualisiert: 2019-12-31
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Untersuchung zum Vorkommen von durch Arthropoden und Gastropoden übertragenen Pathogenen bei Hunden im Raum Berlin/Brandenburg

Untersuchung zum Vorkommen von durch Arthropoden und Gastropoden übertragenen Pathogenen bei Hunden im Raum Berlin/Brandenburg von Helm, Christina Sabine
Vektor-übertragene Erkrankungen breiten sich infolge globaler Erwärmung, veränderter Bodennutzung und sozioökonomischer Faktoren aus. Sie stellen für Tiere und Menschen eine erhebliche Gesundheitsgefahr dar. Eine frühere PCR-basierte Studie hatte geringe Prävalenzen von Vektor-übertragenen Krankheitserregern bei Hunden in Brandenburg ergeben und keine Hinweise auf eine autochthone Übertragung von Babesia spp., Ehrlichia canis und Filaroiden gefunden. Trotzdem wird von steigenden Prävalenzen und auch immer wieder autochthonem Vorkommen verschiedener Vektor-übertragener Erkrankungen in Regionen berichtet, die bisher nicht endemisch waren. Für die vorliegende Arbeit wurden zwischen Mai 2016 und April 2018 insgesamt 1008 Serumproben von Hunden aus Berlin und Brandenburg gesammelt und auf das Vorhandensein von Antikörpern gegen bzw. zirkulierenden Antigene von Vektorübertragenen Krankheitserregern getestet. Die Proben wurden mit dem IDEXX SNAP®4Dx®Plus Test auf Antikörper gegen Anaplasma spp., Ehrlichia spp. und Borrelia spp. sowie Dirofilaria immitis Antigen untersucht. Konventionelle ELISAs wurden zum Nachweis von Antikörpern gegen Anaplasma spp., Babesia spp., Leishmania spp., Dirofilaria spp. und Angiostrongylus vasorum und A. vasorum Antigen verwendet. Zusätzlich wurden DNA-Proben aus einer vorausgegangenen Studie von Hunden und Füchsen in Brandenburg mittels PCR auf Hepatozoon canis untersucht. Bei diesen Untersuchungen konnten in 22 von 1008 Serumproben (2,2%) Antikörper gegen Dirofilaria spp. nachgewiesen werden. Davon waren 3 (0,3%) Proben ebenfalls im SNAPTest positiv auf D. immitis Antigen. Im SNAP-Test waren weiterhin 66 (6,5%) Proben positiv auf Anaplasma spp., 9 (0,9%) auf Ehrlichia spp., sowie 17 (1,7%) der 1008 getesteten Proben auf Borrelia spp. Im Gegensatz dazu zeigten im antigenbasierten Anaplasma-ELISA 306 von 1001 Proben (30,6%) ein positives Testergebnis. Die im Anschluss durchgeführten IFAT-Untersuchungen ergaben keine Klärung der differierenden Ergebnisse. Im Falle der A. vasorum Untersuchungen waren 29 von 1008 (2,9%) Proben antigenpositiv und 35 (3,5%) antikörperpositiv. Bei 12 (1,2%) Proben wurde in beiden ELISAs ein positives Ergebnis detektiert. Babesia spp. Antikörper wurden in 26 von 1008 (2,6%) untersuchten Proben nachgewiesen. Für die Untersuchung auf Leishmania spp. wurden zwei ELISAs und ein IFAT verwendet, so dass letztendlich von 16 definitiv positiven Hunden (positiv in mindestens zwei der Tests) in der Studie ausgegangen werden kann. Dies entspricht bei 991 untersuchten Proben einer Prävalenz von 1,4%. Mit der H. canis PCR waren 46 von 1050 Hunden (4,4%) und 156 von 201 Füchsen (77,6%) positiv. Eine Genotypisierung wurde für 19 Hundeblutproben und 52 Fuchsmilzproben vorgenommen und auf Grundlage dessen eine phylogenetische Analyse vorgenommen. Weiterhin wurde eine Abklärung der Reisegeschichte der positiven Hunde, sowie eine Bestätigung der serologischen Ergebnisse mittels PCR versucht. Für die PCR Untersuchungen kam es leider nur zu sehr wenigen Einsendungen von Proben. Die Dokumentation der Reisegeschichte war dagegen in vielen Fällen möglich und so konnten wahrscheinlich autochthone Fälle identifiziert werden. Bei den Dirofilaria-positiven Fällen waren vier Hunde dabei, die Deutschland nicht verlassen hatten. Ebenso viele waren es bei den Babesien-positiven Hunden. Weitere zwei Hunde, die positiv auf Leishmanien getestet wurden, und neun H. canis positive Hunde wiesen keinen Reisehintergrund auf. Zu sieben der neun autochthonen H. canis Fällen liegen Sequenzdaten vor und der gefundene Haplotype war in sechs Fällen identisch mit dem bei weitem häufigsten Haplotype in der lokalen Fuchspopulation. Diese Ergebnisse stellen deutliche Hinweise für das Risiko einer weiteren Ausbreitung von Vektor-übertragenen Erkrankungen dar und zeigen deutlich, dass mit einer Endemisierung zu rechnen ist.
Aktualisiert: 2019-12-31
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Vergleichende epidemiologische und molekularbiologische Untersuchung von Methicillin-resistenten Staphylococcus aureus (MRSA) aus Nutztierhaltungen und deren Umgebung

Vergleichende epidemiologische und molekularbiologische Untersuchung von Methicillin-resistenten Staphylococcus aureus (MRSA) aus Nutztierhaltungen und deren Umgebung von Krüger, Karolin
Comparative epidemiological and molecular biological analysis of methicillin-resistent Staphylococcus aureus (MRSA) from livestock and its environment Within the scope of this present study, selected samples which were isolated in the course of a partial project between the Free University Berlin and the Veterinary University Hannover from 2009 to 2011, have been further investigated. The objective of that previous study was to comprehensively determine the occurrence of MRSA in barn air and housing environment in animal husbandries of different animal species in Germany. To estimate an appropriate transfer risk of airborne MRSA from livestock to other animal populations or local residents, field studies have been performed in conventional pig and poultry farms. Within the following thesis the emission of MRSA from barn air to the vicinity of the farms should be proven by using molecular biological analysis. Furthermore, a differentiated evaluation regarding to the tenacity and pathogenicity of transmitted and sedimented MRSA should be performed. Finally, results of macrorestriction analysis were compared to an approach of using protein spectra obtained by MALDI-TOF-MS for molecular epidemiology. Overall 238 selected MRSA isolates originating from four fattening pig farms and two breeding pig farms as well as two broiler and four turkey fattening farms were further investigated. The spa- typing demonstrated that in pig barns and its environment the spa-types t011, t108 and t1451 were identified most frequently, whereas t011, t5452 and t034 dominated in the inside and outside of the turkey farms respectively t1430 in the broiler farms. The majority of the selected isolates (87%) were assigned to clonal complex 398. All so-called non-CC398 strains (13%) were assigned to sequence type ST9 or ST5. A simultaneous detection of the same MRSA spa types inside the barns and within the whole farm confirmed the hypothesis of the previous study that an emission via the airborne route has been occured. The clonal analysis was performed by Cfr9I pulsed-field gel electrophoresis. Therefore 124 MRSA isolates (60 from pig farms, 34 from broiler farms and 30 from turkey farms) were chosen. The results demonstrated the presence of MRSA clones in the barn air and housing environment of investigated animal husbandrys. In addition, MRSA clones could also be detected in air samples from inside as well as from outside on the downwind site up to a distance to 50m and 150m, respectively. Because air sampling was performed simultaneously we can assume a proven airborne transmission of MRSA from livestock. In order to compare transmitted and sedimented MRSA under changing environmental conditions, pig isolates from summer and winter samplings were investigated. As a result, MRSA clones were detected in samples from winter and the following summer at identical distances. This confirms the hypothesis of the previous study that sedimented MRSA strains show high tenacity in the environment by surviving longer periods on soil surfaces. Additionally, a series of 38 samples were selected for microarray analysis. Investigated MRSA strains displayed only a low presence of virulence associated genes. Resistance genes for beta-lactam antimicrobials were detected in all isolates. Genes mediating resistance to other antimicrobial classes were also frequently detected. Furthermore, the Panton-Valentine Leukozidin gene and the Toxic Shock Syndrome Toxin gene could not be identified in any of the positive MRSA strains. While all investigated MRSA strains might be able to form bacterial biofilms, genes for staphylococcal entertoxins were found in only 31,6 % of the investigated isolates. However, the detection of antibiotic resistance genes or genes encoding for SE does not mean that appropriate genes will be expresses and own a pathogenic potential for humans and animals Finally protein mass spectra obtained by MALDI-TOF-MS and macrorestriction analysis were compared with each other in regard of their usability for molecular epidemiology. Phylogenetics on the basis of PFGE analysis is widely accepted. Cluster analysis of protein spectra differed substantially from the widly PFGE ones. For this reason using MALDI-TOF-MS for typing MRSA for epidemiology purpose is not recommended yet. However, further investigations on this topic seem to be necessary and useful.
Aktualisiert: 2019-12-31
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Der PI3K- Signalweg als therapeutische Zielstruktur von Leiomyosarkomen – Präklinische Validierung mithilfe humaner Xenograftmodelle

Der PI3K- Signalweg als therapeutische Zielstruktur von Leiomyosarkomen – Präklinische Validierung mithilfe humaner Xenograftmodelle von Knospe, Steven
Leiomyosarkome (LMS) sind eine der am häufigsten auftretenden, mesenchymalen Tumoren des Menschen. Sie weisen eine glattmuskuläre Differenzierung auf und können prinzipiell im gesamten menschlichen Körper entstehen. Gehäuft werden sie jedoch im Retroperitoneum, den Extremitäten oder dem Uterus diagnostiziert. Leiomyosarkome zeichnen sich durch aggressives Wachstum aus und haben in einer Vielzahl der Fälle bei der Erstdiagnose dieser Erkrankung bereits Metastasen in anderen Organen wie Lunge, Leber oder den Knochen gebildet. Trotz intensiver multimodaler Therapien verstirbt ein Großteil der Patienten aufgrund von metastatischen Veränderungen. Bisher ist es nicht möglich, diese Erkrankung auf Grundlage von Therapien, basierend auf konkreten genetischen Veränderungen, zu behandeln. Diverse Studien weisen darauf hin, dass es in Leiomyosarkomen gehäuft zu Dysregulationen im PI3K-Signalweg kommt und die gebildeten Tumoren eine biologische Abhängigkeit von diesem Signalweg zeigen. Mit diesem Wissen wäre es möglich, neue Therapiekonzepte für betroffene Patienten zu etablieren. In dieser Arbeit sollte die Inhibition des PI3-Kinase-Signalweges auf die Proliferationsaktivität von Leiomyosarkom-Zelllinien untersucht werden. Wir konnten zeigen, dass sich mit dem Einsatz eines dualen PI3K/mTOR-Inhibitors in vitro deutlich stärkere Effekte erzielen lassen, als es bei der alleinigen Inhibition von PI3K oder mTOR möglich ist. Zusätzlich konnten wir mithilfe von Proteinanalysen Kompensationsmechanismen der Zelle aufdecken, welche es ermöglichen, einer Hemmung des PI3K-Signalweges entgegen zu wirken. Durch Feedbackmechanismen kommt es zur verstärkten Aktivierung des MAPK-Signalweges bei dem Einsatz von Inhibitoren des PI3K-Signalweges in Leiomyosarkomen. Dieser Kompensation konnte mit dem MEK-Inhibitor Trametinib entgegengewirkt werden. Die kombinierte Anwendung des dualen PI3K/mTOR-Inhibitors Gedatolisib mit dem MEK-Inhibitor Trametinib zeigte in der Zelllinie SK-LMS 01 einen synergistischen Effekt. Durch in-vivo-Untersuchungen konnten die positiven Wirkungen der kombinierten Anwendungen beider Inhibitoren bestätigt werden. Es zeigte sich im subkutanen Xenograftversuch mit SK-LMS 01 eine signifikant reduzierte Tumormasse gegenüber der Kontrollgruppe. Diese vielversprechenden Ergebnisse sollten bei der Planung neuer Therapiekonzepte für Leiomyosarkom-Patienten berücksichtigt werden und könnten helfen, nicht nur eine bessere Therapie zu gewährleisten, sondern auch möglichen Resistenzen vorzubeugen.
Aktualisiert: 2019-12-31
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Erster Nachweis von Sarcocystis calchasi bei Habichten (Accipiter gentilis) und Sperbern (Accipiter nisus) in Norddeutschland und Beschreibung zweier neuer, nah verwandter Sarcocystis-Arten

Erster Nachweis von Sarcocystis calchasi bei Habichten (Accipiter gentilis) und Sperbern (Accipiter nisus) in Norddeutschland und Beschreibung zweier neuer, nah verwandter Sarcocystis-Arten von Olias, Lena
First description of Sarcocystis calchasi in Northern goshhawks (Accipiter gentilis) and European sparrowhawks (Accipiter nisus) from Northern Germany and description of two closely related novel Sarcocystis species Sarcocystis calchasi was first described in 2009. This apicomplexan parasite is known as the causative agent of a severe central nervous disease in domestic pigeons (Columba livia f. domestica) with fatal losses in lofts of racing pigeons. Clinically, the disease is highly similar to important diseases of pigeons, such as paramyxovirosis and salmonellosis. Recently, the Northern Goshawk (Accipiter g. gentilis) and the domestic pigeon have been identified as final and intermediate hosts, respectively, in a two-host life cycle. So far, the parasite has only been found in pigeons in the Berlin area. For this reason, this thesis project aimed at understanding the prevalence of S. calchasi in goshawks and phylogenetically closest related hosts. Since avian Sarcocystis species are generally known for their low host specificity, the focus of this work was, first, to identify further potential final and intermediate hosts of S.calchasi. Therefore, it was evaluated by the use of cross-Sarcocystis PCR, whether European sparrowhawks (Accipiter n. nisus) and wood pigeons (Columba palumbus) may also harbour S. calchasi. Two so far unknown Sarcocystis species were discovered and further characterized by light and electron microscopy, PCR and sequencing of the ITS1-region, the 18S and 28S rRNA genes and phylogenetic analysis. They were subsequently named Sarcocystis columbae sp. nov. and Sarcocystis sp. ex A. nisus. In comparison, both parasites were closely related to S. calchasi and form a clade in phylogenetic analysis with other species using birds of prey as their final hosts. In a next step based on the sequences of the newly described Sarcocystis species and all publically available sequences, species-specific semi-nested PCRs for S. calchasi, S. columbae and Sarcocystis sp. ex A. nisus were established. This method offers a high sensitivity and specificity and even small amounts of DNA can be amplified as needed for retrospective studies of archived material. Surprisingly, 92% of the goshawks and 100% of the sparrowhawks tested positive for at least one Sarcocystis species and about 50% of all birds were infected with all three species. S. calchasi was detected in goshawks from Berlin already in 1997. Since pigeons are generally not preyed by sparrowhawks, it is tempting to speculate that the host range of S. calchasi and S. columbae is larger and may also comprise songbirds. Given the largely overlapping distribution areas of domestic pigeons, wood pigeons, goshawks and sparrowhawks, S. calchasi might be much more widespread than previously thought and requires further clarification in epidemiological studies. Moreover, the anthropogenic contribution to the spread of the parasite by falconry and pigeon sport should also be addressed in future studies.
Aktualisiert: 2019-12-31
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Untersuchungen zum Einfluss des Proteingehalts sowie der Proteinqualität im Futter auf die fäkale Mikrobiota von Katzen

Untersuchungen zum Einfluss des Proteingehalts sowie der Proteinqualität im Futter auf die fäkale Mikrobiota von Katzen von Thies, Louisa Verena
Investigations on the impact of dietary protein concentration and quality on the fecal microbiota in cats The objective of this study was to investigate the impact of dietary protein concentration and quality on the composition and metabolic activity of the intestinal microbiota in cats. The hypothesis of the study was that dietary protein concentration and quality can affect microbial traits. In a feeding trial, six different diets varying in protein quantity and quality (lower or higher amount of connective tissue) were offered to ten clinically healthy adults cats. A randomized latin square cross over design allowed simultaneous use of all six diets. Cats received each diet over a period of six weeks. Fecal samples examined in this study were collected on day 41 or 42 of each feeding period and were stored at -80 °C until further analysed. Sequencing the V3-V4-region of the 16S rRNA-gene by Illumina® showed that the relative abundance of the genus Clostridium in feline fecal samples was over 20 % and of the genus Blautia approximately 17 %, regardless of the used diet. In addition, the prevalence of the genera Prevotella, Collinsella, Fusobacterium and Eubacterium reached between 4 and 5 %. However, the majority of all detected genera in cat feces showed proportions below 1 %. Dietary associated changes in the composition of feline fecal microbiota were determined for the relative abundance of Fusobacterium, Bacteroides, Prevotella and Faecalibacterium. In particular, increasing protein concentrations led to a higher relative abundance of Fusobacterium and Bacteroides, whereas the relative abundance of Prevotella and Faecalibacterium decreased. Moreover, low protein quality of the diets resulted in an increase of the relative abundance of Fusobacterium in feline feces. Investigations of fecal samples by use of qPCR showed an increase of C. coccoides-Cluster XIVa in fecal samples when cats received a diet with low protein quality. Taken together, molecular methods revealed an increase of predominantly peptidolytic bacteria, especially Fusobacterium and Bacteorides in feces of cats with a higher protein intake, whereas the impact of protein quality was not as distinct. Apart from the investigation of the microbial composition of feline fecal microbiota with molecular biological analyses, further chemical analyis were used in this study to assess the effect of dietary protein content and protein quality on the metabolic activity of the intestinal microbiota in cats. Dietary protein quality showed no effect on investigated bacterial metabolites, such as ammonia, biogenic amines, D-/L-lactate and short chain fatty acids in feline fecal samples. In contrast, high dietary protein levels led to an increase of fecal ammonia and i-valeric acid concentrations and to a decrease of fecal histamine and cadaverine concentrations. Based on the results, it can be presumed that high dietary protein levels caused an increase of peptidolytic activity of the intestinal microbiota. However, the cause of the observed decreasing concentrations of biogenic amines in the feces of the cats fed a diet high in dietary protein has not been fully clarified. Therefore, further studies are required to investigate this aspect more thoroughly. In conclusion, the results of the present study lead to the assumption that the composition and metabolic activity of the intestinal microbiota in cats is more distinctly influenced by dietary protein concentration than protein quality. The present study contributes to an improved understanding of the effects of dietary protein on the intestinal microbiota in cats. The results can help to develop further studies and dietetic strategies to support specifically gastrointestinal health in both healthy and diseased cats.
Aktualisiert: 2019-12-31
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