Kontrolle von C. bovis in Studien mit Labormäusen

In unserem Webinar “Corynebacterium bovis: Neue Einsichten, außergewöhnliche Herausforderungen” erörtert der Referent Neil S. Lipman, VMD, geschäftsführender Direktor des Zentrums für vergleichende Medizin und Pathologie am Memorial Sloan Kettering Cancer Center und an der Weill Cornell Medicine, erörtert die Herausforderungen, die C. bovis nach wie vor für Forschungsinstitute darstellt, die immundefiziente Mausmodelle in der Onkologie und anderen wissenschaftlichen Disziplinen verwenden. Hier sind die drei wichtigsten Erkenntnisse über C. bovis in Studien mit Labormäusen:

1. Die wissenschaftliche Gemeinschaft braucht ein besseres Verständnis von C. bovis. Zum Beispiel gibt es nur siebenundzwanzig veröffentlichte Studien über C. bovis in oder im Zusammenhang mit Labornagern (was nicht annähernd genug ist).
2. C. bovis wird oft als homogener Organismus, d. h. als ein einziges Bakterium angesehen. Aber C. bovis-Isolate können sich drastisch unterscheiden.
3. C. bovis kann eine verwirrende Variable in der Forschung sein.

Fazit: Wenn C. bovis erst einmal in einer Labortiereinrichtung vorkommt, ist es äußerst schwierig, es wieder loszuwerden. Da die Notwendigkeit eines besseren Verständnisses von C. bovis zunimmt, bietet Dr. Lipman seinen Expertenrat zur Behandlung und Ausrottung von C. bovis in Labormauskolonien an.

Wie kommt C. bovis in Labormäusen vor?

Dr. Lipman zufolge tritt C. bovis bei Nacktmäusen anders auf als bei NSG-Mäusen. Ein Hauptunterschied besteht darin, dass eine klinische Erkrankung bei Nude-mäusen im Allgemeinen abklingt, während sie bei NSG-Mäusen und anderen stark immungeschwächten Mäusestämmen fortschreitet. Die klinische Behandlung variiert also je nach Stamm. 

Krankheitsbild bei Nude-mäusen

• Verursacht Flocken und Schuppen auf der dorsalen und ventralen Haut (bekannt als Corynebacterium-assoziierte Hyperkeratose, früher Schuppenhautkrankheit genannt)
• Pruritus oder Juckreiz
• Absterbende Krankheit
• Dehydrierung
• Gewichtsverlust oder Gewichtszunahme
• Keine Unterschiede in Bezug auf Alter oder Geschlecht

Krankheitsbild bei NSG-Mäusen

• Struppiges Haar
• Periorbitaler Haarausfall und Erytheme
• Haarausfall an Schnauze und Füßen
• Schuppige Haut an den Ohren 
• Fortschreitend 

Wie man C. bovis bei Labormäusen diagnostiziert ?

Bevor wir uns mit der Behandlung von C. bovis befassen, ist es wichtig zu wissen, wie man die Krankheit diagnostiziert. Zunächst einmal warnt Dr. Lipman davor, schuppige Haut oder struppiges Haar als endgültigen Grund für eine Diagnose zu verwenden. Schuppige Haut oder ein räudiges Aussehen können beispielsweise Symptome für etwas anderes sein. Dennoch sollten Sie schuppige Haut oder struppiges Haar nicht ignorieren. Dr. Lipman empfiehlt stattdessen, die Diagnose mit einer anderen Methode zu bestätigen. Er schlägt eine aerobe Kultur oder einen PCR-Test vor.

Aerobe Kultur

• Hautabstriche (gleiche Empfindlichkeit bei immungeschwächten Mäusen)
• Wangenabstriche (bevorzugt bei behaarten, immunkompetenten Mäusen)
• Kombination (erhöht die Empfindlichkeit)

PCR 

• Hautabstriche
• Wangenschleimhautabstriche
• Fäkalien
• Gepoolt (das Beste)

Vorbeugung gegen C. bovis ist Ihre beste Option

Dr. Lipman schlägt vor, dass das Beste, was Sie tun können, darin besteht, C. bovis von Anfang an aus Ihrer Einrichtung fernzuhalten, denn “wenn sich C. bovis erst einmal etabliert hat, ist es extrem schwierig, den Erreger in einer Einrichtung in den Griff zu bekommen”.² Es gibt nur wenige Daten darüber, wie man C. bovis in einer Einrichtung in den Griff bekommt und entfernt. Dr. Lipman betont daher, dass Vorbeugung entscheidend ist. Dr. Lipman empfiehlt außerdem, sich zu vergewissern, dass Ihr Betrieb frei von C. bovis ist. In einigen Einrichtungen gibt es Fälle von C. bovis, ohne dass diese überhaupt erkannt werden.

Amoxicillin ist eine wirksame Behandlung für C. bovis bei Mäusen

Wenn eine Behandlung gerechtfertigt ist, empfiehlt Dr. Lipman die Verwendung von Amoxicillin zur Behandlung von C. bovis bei stark immungeschwächten Mäusestämmen. Das ist das, was er in seinen Forschungskolonien traditionell zur Behandlung von Mäusen verwendet. Er schlägt vor, es den Mäusen über ihr Futter oder Wasser zu verabreichen. Dr. Lipman zufolge ist die Wirkung aus klinischer Sicht von Bedeutung. Frühere Arbeiten deuteten jedoch darauf hin, dass es den klinischen Verlauf bei Nude-mäusen in einer experimentellen Studie nicht veränderte. Dr. Lipman hat jedoch die Erfahrung gemacht, dass Tiere, denen Amoxicillin gegen C. bovis verabreicht wurde, eine Verbesserung zeigten.

Außerdem erwähnt Dr. Lipman, dass in mehreren von der Universität von Colorado veröffentlichten Studien Amoxicillin plus Clavulansäure erfolgreich zur Behandlung von C. bovis bei NSG-Mäusen eingesetzt wurde. Dr. Lipman erklärt, wie es in dieser speziellen Studie funktionierte, bei der die Mäuse infiziert wurden. Kurz danach wurde das Antibiotikum verabreicht. Studien, die an seinem Institut durchgeführt wurden, ergaben jedoch, dass es bei der Ausrottung von C. bovis in enzootisch infizierten Kolonien unwirksam ist.

Dr. Lipman wies darauf hin, dass bei der Anwendung von Amoxicillin oder seiner Kombinationen bei NSG und ähnlichen Stämmen das Risiko einer Clostridium-difficile-Enterotoxämie und einer erheblichen Veränderung des Mikrobioms bei allen Stämmen und Beständen besteht.

Topisches Penicillin-Streptomycin: Keine wirksame Behandlung von C. bovis bei Labormäusen

Einige Forscher setzten zur Behandlung von Mäusen mit C. bovis topisches Penicillin-Streptomycin-Spray ein. Dr. Lipman warnt jedoch vor dieser Methode. Er verweist auf die Studie von Burr et al., “Strategies to Prevent, Treat, and Provoke Corynebacterium-Associated Hyperkeratosis in Athymic Nude Mice”, die zeigt, dass diese Methode unwirksam ist.

Trimethoprim-Sulfamethoxazol: Begrenzter Erfolg 

Eine weitere Behandlungsmethode ist Trimethoprim-Sulfamethoxazol (TMS). Seine Wirksamkeit ist jedoch begrenzt. Einige Isolaten sind resistent gegen diese Behandlung, während andere eine mittlere Empfindlichkeit aufweisen. Dr. Lipman hat es erfolgreich bei Nacktmäusen eingesetzt, aber nicht bei stark immungeschwächten Mäusen.

Einer der Vorteile von TMS ist, dass es das Darmmikrobiom von Mäusen weniger stark beeinflusst als Amoxicillin. Warum? Weil die Wirte TMS über den Urin und nicht über den Darm ausscheiden. Daher hat es tendenziell weniger Auswirkungen auf das Darmmikrobiom.

Wie man das C. bovis-Bakterium vernichtet

Obwohl C. bovis hochgradig infektiös ist, ist die Zerstörung des Bakteriums recht einfach. Laut Dr. Lipman muss man nicht alles sterilisieren oder autoklavieren, um das Bakterium loszuwerden. Das Bakterium ist empfindlich gegenüber den Temperaturen, die in einer gut funktionierenden Tunnelwaschanlage erreicht werden.

Wie wirkt C. bovis als Störvariable in der Forschung?

In einer Studie, die am Moffitt Cancer Center der Universität von Südflorida durchgeführt wurde, wurde ein definitiver Einfluss von C. bovis auf die Einpflanzung einer Zelllinie festgestellt. Auch andere Studien über C. bovis bei Mäusen berichteten über verringerte Wachstumsraten, veränderte Tumorbiologie aufgrund von Antibiotika, variable Toxizität und Wirksamkeit von Chemotherapeutika und erhöhte Sterblichkeit. All dies spricht für die Notwendigkeit, C. bovis in Mäusestudien auszurotten, um das Wohlbefinden der Tiere und eine zuverlässige Forschung zu verbessern.

Mehr aus unserem Webinar: Wie kommt C. bovis in Labormäusen vor?

Die Forschungsgemeinschaft hat keine endgültige Antwort darauf, woher C. bovis stammt. Sobald C. bovis jedoch auftritt, gibt es einige Antworten darauf, wie es sich in einem Labor oder Büro ausbreitet. Dr. Lipman zufolge kann C. bovis von Händen, Schreibgeräten, Inkubatoren, Arbeitsflächen und vielem mehr übertragen werden.