Untersuchungen zur Medikamentenempfindlichkeit von Trypanosoma congolense (BRODEN, 1904) Stämmen aus Rindern in Burkina Faso, Westafrika

Abstract

Die vorliegende Arbeit beschreibt die Anwendung zweier Testsysteme zur Untersuchung der Medikamentenempfindlichkeit verschiedener T. congolense- Stämme aus Rindern der Provinz Kénédougou in Burkina Faso. Ziel war es, mit Hilfe von T. congolense-Referenzklonen den Standard-Maustest (in-vivo-Test) und den ?Drug Incubation Infectivity Test? (Kombination aus in-vivo und in- vitro-Test) für T. congolense zu etablieren und zu validieren und mit Hilfe dieser Tests die Trypanozidempfindlichkeiten verschiedener T. congolense- Stämme gegenüber Isometamidiumchlorid (Samorin ®, Trypamidium ®) und Diminazenaceturat (Berenil ®) zu untersuchen. Die T. congolense-Stämme stammten aus Primärisolaten, die zum einen in früheren Projekten in Samorogouan und zum anderen bei Feldstudien zur Untersuchung der Bedeutung der Medikamentenresistenz auf die Produktivität des Nutztierbestandes gewonnen wurden. (Forschungsprojekt ?Epidemiology of drug resistance of animal trypanosomes in West Africa?, BMZ Special Project). Vier T. congolense- Referenzklone (IL 1180, IL 2642, IL 3000, IL 3338) mit bekannter Isometamidium- und Diminazenempfindlichkeit wurden im Standard-Maustest (SMT) und ?Drug Incubation Infectivity Test? (DIIT) überprüft. Konzentrationen von 1 mg/kg im SMT und 50 ng/ml im DIIT konnten zwischen isometamidiumsensitiven und isometamidiumresistenten T. congolense-Klonen unterscheiden. Im Bezug auf Diminazen konnten bei Konzentrationen von 14 mg/kg im SMT und 5 µg/ml im DIIT diminazensensitive und diminazenresistente T. congolense-Klone voneinander unterschieden werden. Der Klon IL 2642 konnte sowohl im SMT als auch im DIIT in Hinsicht auf seine Diminazenempfindlichkeit nicht eindeutig charakterisiert werden. Sechzehn verschiedene T. congolense-Stämme aus Primärisolaten aus der Provinz Kénédougou wurden im SMT und DIIT untersucht und mit Hilfe der Referenzwerte der T. congolense-Klone charakterisiert. Mit Ausnahme eines Stamms (SA 53) waren alle untersuchten T. congolense-Populationen im SMT und im DIIT sowohl resistent gegenüber Isometamidium, als auch (so fern untersucht) gegenüber Diminazen. Vier der T. congolense-Stämme (SA 53, SA 267, SA 268 und SA 95) stammten aus dem Dorf Samorogouan in Kénédougou, und waren zwischen 1982 bis 1998 aus Rindern isoliert worden. Die in Mastomys ermittelte Isometamidium- und Diminazenresistenz dieser Trypanosomenpopulationen waren vergleichbar mit den aus der Literatur bekannten Medikamentenempfindlichkeiten in Rindern. Es konnte gezeigt werden, dass in Samorogouan über einen Untersuchungszeitraum von 16 Jahren hinweg resistente Trypanosomenpopulationen vorhanden waren. Zwölf T. congolense-Stämme stammten aus dem Forschungsprojekt ?Epidemiology of drug resistance of animal trypanosomes in West Africa? (BMZ Special Project). Vier der Trypanosomenpopulationen (DRI 18, SRI 92, SBA 1640 und SBA 1642) wurden 1998 in der Querschnittsstudie isoliert und waren im SMT und DIIT sowohl isometamidium- als auch diminazenresistent. Weitere acht untersuchte T. congolense-Stämme stammten aus der Blockbehandlungsstudie (1998-1999), die vor der Isometamidiumblockbehandlung isoliert worden waren. Drei der Stämme (MBI 2050, TBU 2130, SRI 2179) stammten aus Rindern, bei denen die Isometamidiumbehandlung erfolgreich war. Es wurde deshalb angenommen, dass diese Stämme isometamidiumsensitiv sind. Im SMT und im DIIT wurden sie jedoch eindeutig als isometamidiumresistent charakterisiert. Es scheint, dass die Nachweisgrenze der in den Felduntersuchungen verwendeten parasitologischen ?Buffy Coat Technik? nicht empfindlich genug war, um Trypanosomeninfektionen im Anschluss an die Isometamidium-Blockbehandlung festzustellen. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass die beiden untersuchten Testsysteme, Standard-Maustest und ?Drug Incubation Infectivity Test?, zur Beurteilung der Medikamenten-empfindlichkeit von T. congolense geeignet sind. Mit Ausnahme von Klon IL 2642 und Stamm SA 53, deren Empfindlichkeit für Diminazen nicht eindeutig war, konnten alle in dieser Arbeit untersuchten T. congolense- Referenzklone und ?stämme in Bezug auf ihre Isometamidium- und Diminazenempfindlichkeit charakterisiert werden. Es wurden vergleichbare Ergebnisse mit beiden Methoden erzielt. So zeigten im SMT trypanozidsensitive T. congolense-Klone und ?stämme im DIIT nach Inkubation eine reduzierte Infektiosität für Mastomys, während dagegen die im SMT trypanozidresistenten Trypanosomenklone und ?stämme im DIIT für Mastomys infektiös blieben. Der DIIT ist durch die in-vitro Phase methodisch sehr aufwendig, so dass zur Überprüfung einer größeren Anzahl von T. congolense-Stämmen der SMT einfacher und praktikabler in der Anwendung ist. Bis zur Einführung eines routinemäßig einsetzbaren, reinen in-vitro-Testverfahrens, ist der SMT für T. congolense- Populationen aus Primärisolaten der geeignetere Test zur Überprüfung der Trypanozidempfindlichkeit.

This dissertation describes the application of two test systems with the purpose of examining the drug sensitivity of various T. congolense stocks in cattle originating from the province of Kénédougou in Burkina Faso. Its objective was to establish and validate the Standard Mouse Test (in-vivo test) and the Drug Incubation Infectivity Test (a combination of in-vivo und in- vitro test) for T. congolense with the help of T. congolense reference clones and, using these assays, to examine drug susceptibility of various T. congolense stocks with respect to isometamidium chloride (Samorin ®, Trypamidium ®) and diminazene aceturate (Berenil ®). The T. congolense stocks originated from primary isolates collected in both former projects in Samorogouan and from field studies that examined the impact of drug resistance on the productivity of domestic livestock (Research project ?epidemiology of drug resistance of animal trypanosomes in West Africa?, BMZ Special Project). Four T. congolense reference clones (IL 1180, IL 2642, IL 3000, IL 3338) with known isometamidium and diminazene sensitivity were evaluated in the Standard Mouse Test (SMT) and Drug Incubation Infectivity Test (DIIT). Concentrations of 1 mg/kg in the SMT and 50 ng/ml in the DIIT (reference values) were shown to be effective to differentiate between isometamidium-sensitive and isometamidium-resistant T. congolense clones. For diminazene concentrations of 14 mg/kg in the SMT and 5 µg/ml in the DIIT could distinguish between diminazene-sensitive and diminazene-resistant T. congolense clones. For the clone IL 2642 no classification was possible with respect to diminazene in both assays, SMT and DIIT. Sixteen different T. congolense stocks from primary isolates originating from the province of Kénédougou were examined in the SMT and the DIIT, and characterised with the help of the evaluated reference values of drug-resistant and drug-sensitive T. congolense clones. With the exception of one stock (SA 53) all examined T. congolense populations in the SMT and the DIIT were resistant both with respect to isometamidium and (as far as examined) with respect to diminazene. Four of the T. congolense stocks (SA 53, SA 267, SA 268 and SA 95) originated from the village of Samorogouan in Kénédougou and had been isolated from cattle between 1982 and 1998. The isometamidium and diminazene resistance of these trypanosome populations found in Mastomys were comparable with published drug sensitivities in cattle. It could be demonstrated that resistant trypanosome populations were present in Samorogouan during an examination period of 16 years. Twelve T. congolense stocks originated from the research project ?epidemiology of drug resistance of animal trypanosomes in West Africa? (BMZ Special Project). Four of these trypanosome populations (DRI 18, SRI 92, SBA 1640 and SBA 1642) had been isolated in the cross-sectional study in 1998 and were both isometamidium- and diminazene-resistant in the SMT and the DIIT. The other eight examined T. congolense stocks originated from the block-treatment study (1998-1999). Three of these (MBI 2050, TBU 2130, SRI 2179) were collected from cattle, for which the isometamidium block-treatment had been successful. Hence it was assumed that these stocks were isometamidium-sensitive. However in the SMT and DIIT they were characterised as isometamidium-resistant. Apparently the parasitological detection method ?Buffy Coat Technique?, which had been used in the field trials, was not sensitive enough to detect trypanosome infections following isometamidium block-treatment. The results of this study show that both assays examined, the Standard Mouse Test and the Drug Incubation Infectivity Test, are suitable for the evaluation of drug sensitivity of T. congolense. With the exception of one clone (IL 2642) and one T. congolense stock (SA 53), whose sensitivity for diminazene could not be classified, all examined T. congolense reference clones and stocks could be characterised with respect to their isometamidium and diminazene sensitivity. A comparison of both tests showed that the results of the SMT corresponded with the results of the DIIT. T. congolense clones and stocks that were drug-sensitive in the SMT showed a reduced infectivity for Mastomys in the DIIT whereas trypanosome clones and stocks that were drug-resistant in the SMT retained their infectivity for Mastomys in the DIIT. Due to its in-vitro phase the DIIT is very laborious. For an evaluation of multiple T. congolense stocks the SMT is more simple and practicable in use. Prior to the introduction of a pure in- vitro test that can be applied on a routine basis the SMT is the more suitable assay for the evaluation of drug sensitivity for T. congolense.