Ziel dieser Arbeit war die Klärung der Präsenz intrazellulärer Wolbachia in Mikrofilarien von Mansonella perstans in Gabun. Die in vielen humanpathogenen Filarien lebenden Bakterien der Art Wolbachia (W. pipentis, Alpha 2 Proteobakterien, Ordnung der Rickettsiales) stellen durch den obligaten Charakter ihrer Wirt-Gast-Beziehung einen geeigneten Angriffspunkt für eine Behandlung von Filariosen dar. Ein spezifischer Therapieansatz, etwa mit intrazellulär wirkendenden Antibiotika, ist besonders wünschenswert, da die medikamentöse Behandlung mit klassischen Anthelminthika wie Diethylcarbamazin oder Ivermectin insbesondere bei Infektion durch die hier untersuchte Art M. perstans kaum Wirkung zeigt. Trotz der äußerst milden Symptomatik der Infektion durch M. perstans ist in diesem Zusammenhang hervorzuheben, dass das Verbreitungsgebiet in Afrika und in Süd- und Mittelamerika geschätzt mehr als 100 Millionen Infizierte umfasst. In M. perstans aus Westafrika wurde im Rahmen früherer Studien die Präsenz von Wolbachia beschrieben und als Konsequenz diese Filariose in Mali bereits erfolgreich mit Tetrazyklinen behandelt. Bei Untersuchungen in Zentralafrika wurden hingegen keine Wolbachia in M. perstans gefunden. Folglich stellte sich die Frage, ob die neue antibiotische Therapiemöglichkeit auf endemische Gebiete außerhalb Westafrikas ausgeweitet werden kann. Durch molekularbiologische Methoden konnten in der vorliegenden Arbeit nun erstmalig auch in M. perstans aus Zentralafrika (Gabun) intrazelluläre Wolbachia nachgewiesen werden. Vergleichende phylogenetische Analysen der gewonnenen bakteriellen DNS Sequenzen ermöglichten eine gleiche Gruppenzuordnung innerhalb der Wolbachia („Supergroup F“) wie zuvor auch für Wolbachia aus anderen M. perstans beschrieben. Je nach verwendetem PCR-Primer gelang der Positiv-Nachweis zu 50 % (in 7 von 14 Fällen für 16S rDNS) bzw. zu etwa 35 % (in 5 von 14 Fällen für ftsZ). Die Korrelation des negativen Nachweises von Wolbachia mit Proben niedriger Mikrofilarämie legt als mögliche Ursache ein Sensitivitätsproblem nahe. Dies könnte sowohl eine Erklärung für die zuvor beschriebenen negativen Funde in diesem Gebiet als auch ein Hinweis auf eine generell niedrige Dichte an Wolbachia in M. perstans sein. Jedoch lässt sich durch unsere Daten nicht ausschließen, dass M. perstans teilweise oder in gewissen Entwicklungsstufen keine Wolbachia besitzt. In der ebenfalls in Gabun vorkommenden humanpathogenen Nematode Loa loa konnten in den vorliegenden Experimenten und in Übereinstimmung mit der aktuellen Literatur keine Wolbachia nachgewiesen werden. Dies verdeutlicht exemplarisch die Möglichkeit eines Wolbachia- unabhängigen Wachstums von Filarien. Eine Antibiotikatherapie der Infektion mit M. perstans erscheint aus der Perspektive dieser Arbeit auch in Zentralafrika erfolgsversprechend, doch sind weitere, idealerweise quantitative Charakterisierungen der Wolbachia-M. perstans-Interaktion sowie klinische Studien wünschenswert, bevor die Antibiotikabehandlung generell empfohlen werden kann.
The aim of this thesis was to clarify whether intracellular Wolbachia exist in microfilaria of Mansonella perstans in Gabon. Many filaria pathogenic to humans host bacteria of the genus of Wolbachia (W. pipentis, alpha 2 proteobacteria, order of Rickettsiales). The obligatory character of the host- guest interaction makes the bacteria a suitable target for the treatment of filariasis, e.g. with antibiotics that effectively penetrate cell membranes. Such a specific therapy is highly desirable since classical antihelminthic drugs like diethylcarbamazine and ivermectin have been associated with little efficacy, especially in treating M. perstans, the species this study focusses on. Despite the mild symptoms of this filariasis, the estimated number of over 100 million infected people in endemic areas in Africa and tropical regions of Latin America draws attention to this disease. Wolbachia have been described to be present in M. perstans of West Africa, and as a consequence, this filariasis has been successfully treated with tetracyclines in Mali. However, previous studies in Central Africa did not find any Wolbachia in M. perstans. These conflicting findings lead to the question of whether the new treatment option with antibiotics can be extended to other endemic areas outside of West Africa. This study used molecular methods to show first-time evidence of the presence of intracellular Wolbachia in M. perstans in Central Africa (Gabon). Comparative phylogenetic analyses of the obtained DNA sequences allowed the allocation to the same group of Wolbachia (supergroup F) as it has been previously described for other Wolbachia of M. perstans. Depending on the used primer sets, DNA of Wolbachia could only be detected in 50 % (in 7 out of 14 cases for 16S rDNA) and in about 35 % (in 5 out of 14 cases for ftsZ), respectively. The correlation of negative results with samples of low microfilaremia indicates a possible limit of detection of the molecular tools used. This could also have been the reason for the previously reported negative findings in this area and points to a generally low number of Wolbachia in M. perstans. Our data, however, does not exclude the possibility that M. perstans without Wolbachia exist. Our experiments confirm the results of the present literature that the nematode Loa loa, pathogenic to humans and also occurring in Gabon, does not harbor Wolbachia and thereby exemplifies the possibility of Wolbachia-independent growth of filaria. Antibiotic treatment regimens for M. perstans infections in Central Africa are likely to be successful based on the results of this study. Further research, ideally quantitative analyses of the interactions between Wolbachia and M. perstans, as well as clinical studies seem desirable before treatment with antibiotics can be generally recommended.
