In-vitro-Untersuchungen zur Adhäsivität, Invasivität und intrazellulären Persistenz von Salmonella-enterica-Impfstämmen
Zusammenfassung
Die aktive Immunisierung hat bei der Bekämpfung von Salmonellen in Nutztierbeständen international zunehmende Bedeutung. Moderne Impfstrategien gegen Salmonellen basieren fast ausnahmslos auf der Anwendung von Lebendimpfstoffen aus vermehrungsfähigen Bakterien von bestimmten, stabil attenuierten Salmonella-Stämmen. Während die Wirksamkeit und Unschädlichkeit der Salmonella-Impfstämme meist recht gut dokumentiert sind, gibt es über die der Attenuierung zugrunde liegenden Mechanismen bislang nur Spekulationen.
Um Ursachen für ihre Attenuierung aufzuklären, wurden drei attenuierte Salmonella enterica-Stämme, die die Grundlage von kommerziellen Salmonella-Lebendimpfstoffen bilden (S.Typhimurium "ZOOSALORAL H", S.Dublin "BOVISALORAL" und S.Gallinarum 9R "NOBILIS"), im Zellkulturmodell auf ihre Adhäsivität, Invasivität und intrazelluläre Überlebensfähigkeit untersucht. Zum Vergleich wurden die virulenten Wildtypstämme S.Typhimurium "MOSKAU" (Mutterstamm von "ZOOSALORAL H"), S.Dublin 442/012 (Mutterstamm von "BOVISALORAL") und S.Gallinarum 1910/93 herangezogen. Als Zielzellen wurden Zellen von Mensch (HEp-2), Huhn (HEF) und Rind (FKL) eingesetzt. Die bakteriellen Anheftungsmuster wurden mikroskopisch untersucht und zur Quantifizierung von Adhäsivität, Invasivität und intrazellulärer Überlebensfähigkeit der Salmonellen wurden Invasionstests (Inkubationsdauer 3 h bis 7 Tage) durchgeführt, in denen die Anzahl der zellassoziierten und intrazellulären Bakterien bestimmt wurde.
Alle untersuchten Impf- und Wildtyp-Stämme hefteten sich mit einem diffusen Adhäsionsmuster an alle verwendeten Zielzellarten, drangen in die Zellen ein und blieben intrazellulär für mindestens 2 Tage vermehrungsfähig.
Diese Ergebnisse lassen den Schluß zu, daß die Attenuierung des Impfstammes S.Tm "ZOOSALORAL H" zumindest teilweise die Folge einer Beeinträchtigung von Eigenschaften ist, die für das Überleben der Salmonellen in den Phagosomen von nicht-professionell phagozytischen Zellen des Wirtes erforderlich sind. Dagegen deuten die Meßergebnisse für den Impfstamm S.Dublin "BOVISALORAL" darauf hin, daß der Virulenzverlust hier primär auf einem Defekt im Anheftungsprozeß beruht. Für den attenuierenden Mechanismus bei dem Impfstamm S.Gallinarum 9R "NOBILIS" ergaben sich in dem verwendeten Zellkulturmodell keine Anhaltspunkte. Ferner läßt sich aus den Ergebnissen ableiten, daß die Adaptation von S.Dublin an die Tierart Rind und von S.Gallinarum an Hühnervögel weder durch tierartlich spezifische Vorgänge bei der Adhäsion und Invasion noch durch spezifische Abläufe während der intrazellulären Lebensphase in epithelialen Wirtszellen bedingt ist.
Der Impfstamm S.Tm "ZOOSALORAL H" war gegenüber seinem Mutterstamm in allen drei Zellarten deutlich vermindert überlebensfähig.
Der Impfstamm S.Dublin "BOVISALORAL" zeigte sich gegenüber seinem Mutterstamm auf HEF- und FKL-Zellen vermindert adhäsiv. Zudem war seine Invasivität in die Rinderzelle (FKL) reduziert. Aus der verminderten Adhäsivität und Invasivität ergab sich, daß die Anzahl der intrazellulären Keime des Impfstammes 24 h nach der Inokulation nur ca. 30 % (FKL) bzw. ca. 20 % (HEF) der Keimzahl des korrespondierenden Wildtypstammes entsprach.
Der S.Gallinarum-Impfstamm 9R "NOBILIS" adhärierte unabhängig von der Zielzellart zahlenmäßig sehr viel stärker als der zum Vergleich herangezogene S.Gallinarum-Wildtypstamm. Die erhöhte Adhäsivität machte sich auch in höheren Zahlen intrazellulärer Keime bemerkbar.Ein statistisch faßbarer Zusammenhang zwischen dem Verhalten der untersuchten Salmonella-Stämme in der Zellkultur und der tierartlichen Herkunft der verwendeten Zielzellarten bzw. den bekanntermaßen unterschiedlichen Wirtsspektren der untersuchten Serovare war nicht nachweisbar.
 |