Mikroben des Respirationstrakts beim Schwein – was kann der Wirt entgegensetzen?

Einleitung:

In den Genomen der Wirte findet sich ein ausgeprägtes Potential für absolute oder relative Resistenzen gegenüber praktisch allen Krankheitserregern. Natürliche Resistenzen zu identifizieren und im Rahmen der Selektion auf die Tierpopulationen anzuwenden, birgt ein hohes Potential zur Reduktion der Erregervermehrung im Tier, der Erregervirulenz und der Erregerfreisetzung. Damit kommt ihnen eine große Bedeutung für reduzierten Antibiotikaeinsatz sowie verbesserten Tier- und Verbraucherschutz zu. Die Problematik liegt jedoch darin, die günstigen Resistenzgenvarianten vor polygenem Hintergrund und schwer standardisierbaren Umweltbedingungen zu identifizieren.

Methoden:

Methodisch lassen sich Resistenzgene anhand ihrer Funktion, beispielsweise in differentiellen Expressionsstudien (funktionelle Genomanalyse) und anhand ihrer Lage im Genom (positionelle Genomanalyse) nachweisen. Beide basieren auf der präzisen klinischen Phänotypisierung der Tiere unter weitgehender Ausschaltung von Umwelteffekten, moderner Hochdurchsatzverfahren sowie der Existenz segregierender Genotypen. Fehlen Genvarianten, so können heute mittels „gene editing“ effizient und gezielt Mutationen eingeführt oder ganze Gene ausgeschaltet werden.

Ergebnisse:

Am Beispiel der weltweit bedeutenden respiratorischen Erreger des Schweins Porcines Reproduktives und Respiratorisches Syndrom Virus (PRRSV) und Actinobacillus pleuropneumoniae (APP) konnten von verschiedenen Arbeitsgruppen erhebliche Resistenzunterschiede zwischen Populationen und Rassen nachgewiesen werden. Differentielle Expressionsstudien führten stets zu einer Vielzahl funktioneller Kandidatengene, zur Identifikation zugrundeliegender Pathways, aber niemals zum verantwortlichen Gendefekt. Mithilfe genomweiter Assoziationsstudien konnten Hinweise auf Kandidatengene mit Bezug zu Abwehr- und Immunsystem erarbeitet werden. Aktueller Stand bei PRRSV ist die Produktion absolut resistenter Schweine durch knockout des PRRSV-Rezeptors CD163 durch ein englisch-amerikanisches Konsortium.

Schlussfolgerung/Ausblick:

Resistenzgenvarianten finden sich in praktisch allen Tierarten und gegen praktisch alle Erreger gerichtet. Ihre Identifikation läuft weltweit mit hoher Priorität. Inwieweit gene editing künftig eine Rolle spielen kann, um Krankheitsresistenzen in Nutztierpopulationen einzuführen, müssen Gesellschaft und Gesetzgeber entscheiden.