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Welcher E.-coli-Stamm macht Geflügel krank – und hängen Fälle im Bestand zusammen? Eine Studie zeigt: Mit FTIR lassen sich Stämme schnell und vergleichsweise kostengünstig unterscheiden. Das könnte auch bei der Auswahl für bestandsspezifische Impfstoffe helfen.
Aviär-pathogene Escherichia coli (APEC) zählen weltweit zu den wichtigsten bakteriellen Krankheitserregern bei Geflügel. Um Infektionswege aufzudecken und gezielt gegenzusteuern, müssen Tierärzte wissen, welche E. coli-Stämme in einem Bestand vorkommen. Eine Studie zeigt nun, dass sich dafür die Fourier-Transform-Infrarotspektroskopie (FTIR) eignen könnte.
Die Forscher setzten dafür den sogenannten IR Biotyper ein. Die Methode unterschied E. coli-Stämme weitgehend ähnlich wie aufwendigere genetische Untersuchungen, lieferte Ergebnisse jedoch deutlich schneller und zu geringeren Kosten.
An der Studie beteiligten sich der niederländische Tiergesundheitsdienst Royal GD, die Universität Utrecht und Demetris DierGezondheid. Die Wissenschaftler untersuchten 200 E. coli-Isolate von vier niederländischen Aufzuchtbetrieben für Masthähnchen-Elterntiere. Sie verglichen die FTIR-Ergebnisse mit zwei Verfahren zur Genomsequenzierung: Nanopore und Illumina.
E.-coli-Stämme lassen sich zuverlässig unterscheiden
Die mit FTIR gebildeten Gruppen stimmten laut Studie stark mit verschiedenen genetischen Typisierungsverfahren wie Serotypisierung, MLST und PopPUNK überein. Besonders gut eignete sich die Methode, um die Verwandtschaft verschiedener E. coli-Stämme zu beurteilen.
Für Geflügelhalter und Tierärzte ist das beispielsweise bei Krankheitsausbrüchen interessant. Die Ergebnisse können Hinweise darauf liefern, ob Erkrankungen in mehreren Herden auf denselben E. coli-Stamm und möglicherweise eine gemeinsame Infektionsquelle zurückgehen.
Die Untersuchung zeigte zudem, dass auf einem Betrieb gleichzeitig mehrere E. coli-Stämme vorkommen können. Bei einzelnen Küken fanden die Wissenschaftler dagegen meist einen dominierenden Stamm.
Diese Information kann helfen, gezielter Isolate für weitere Untersuchungen auszuwählen. Auch bei der Auswahl geeigneter Stämme für die Herstellung bestandsspezifischer Impfstoffe könnte die Methode unterstützen.
FTIR liefert Ergebnisse in sechs Arbeitstagen
Einen wichtigen Vorteil sehen die Wissenschaftler in der Geschwindigkeit. Für 200 Isolate benötigte FTIR maximal sechs Arbeitstage. Bei der Nanopore-Sequenzierung waren es zwölf, bei der Illumina-Sequenzierung 28 Arbeitstage.
Zudem lagen die Kosten pro Probe bei FTIR deutlich niedriger. Damit könnte sich das Verfahren insbesondere für Routineuntersuchungen und die schnelle Abklärung von Krankheitsausbrüchen eignen.
Die Genomsequenzierung kann FTIR allerdings nicht vollständig ersetzen. Whole Genome Sequencing (WGS) liefert detailliertere Informationen. Damit lassen sich beispielsweise auch Resistenz- und Virulenzgene nachweisen.
Schneller E.-coli-Check, Sequenzierung bei Bedarf
Die Forscher sehen FTIR deshalb vor allem als schnelle Screeningmethode. Tierärzte könnten damit zunächst untersuchen, wie viele unterschiedliche E. coli-Stämme in Herden vorkommen und ob sich bestimmte Stämme zwischen Tieren oder Herden verbreiten.
Auch für die Auswahl von Isolaten für bestandsspezifische Impfstoffe könnte die Methode interessant sein. Werden anschließend detailliertere Informationen zu einem bestimmten Stamm benötigt, lässt sich gezielt eine Genomsequenzierung einsetzen.
Nach Einschätzung der Wissenschaftler eignet sich FTIR damit für Diagnostik, Überwachung und epidemiologische Untersuchungen in der Geflügelhaltung – besonders dort, wo viele Proben schnell untersucht werden müssen.
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