dc.contributor.author
Spitzer, Franz
dc.date.accessioned
2018-06-07T15:41:44Z
dc.date.available
2016-06-17T09:28:05.740Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/1469
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-5671
dc.description.abstract
The intention of this study was to test both in vitro and in vivo whether feed
additives have an inhibitory effect on E. coli infection of piglets. The
intestinal porcine epithelial cell line IPEC-J2 was used as in vitro model to
assess effects of feed additives on adhesion of a F4 positive E. coli strain
(ETEC). Feed additives were dissolved in cell medium, which was then used to
grow cells in different feed additive concentrations. Cells were infected with
a bacterial suspension previously stained with the fluorescent dye
5,6-carboxymethyl fluorescein diacetate succinimidyl ester. Bacterial adhesion
was characterized by fluorescence intensity measured by flow cytometry of the
IPEC-J2 cells. A piglet feeding trial was performed in which 81 piglets were
challenged with ETEC twice 72 and 76 hours after weaning. Piglets were fed a
complete diet that met nutritional requirements and contained the feed
additive in the concentration recommended by the producer. Health and
performance of piglets were thoroughly examined during the whole course of the
experiment (21 days). The objective of the challenge trial was to establish a
suitable model for experimental infection (1010 cfu / animal) of weaner
piglets (3 weeks old) using an ETEC strain positive for F4 fimbriae and both
heat labile (LT1) and heat stabile (St1p and St2) toxins. The in vitro trials
showed that the yeast fermentation product has the potential to inhibit ETEC
adhesion to IPEC-J2 cells. The relative fluorescence intensity of infected
cells was reduced by 47.3 and 43.5% in the 10-² and 10-3 % dilutions, the
number of infected cells decreased by 94.7 and 80.4%, respectively. The
challenge trial resulted in marked clinical signs in all infected piglets and
an overall loss of 16%. A marked decrease in fecal dry matter was observed in
83% of infected piglets. Shedding of ETEC virulence factor genes fae and est-
II was observed in 92.9% of the examined animals in high amounts. The tested
feed additives were unable to protect piglets after ETEC challenge. However,
the feed additives Acid Mix and Thyme were able to produce results similar to
those of the non-infected control group in feed intake and body weight. Given
the present data an influence of the investigated feed additives on intestinal
physiology appears probable. However, to assess specific antibacterial
potential further studies are required. Factors that potentially have a
negative influence on effectiveness of feed additives (inclusion rate/dose in
diet, effect of stomach pH, interactions with other feed components) should
thereby be given particular attention.
de
dc.description.abstract
Das Ziel dieser Studie war es, in-vitro und in-vivo zu testen, ob
Futtermittelzusatzstoffe eine hemmende Wirkung auf E. coli-Infektionen bei
Ferkeln haben. Mögliche Effekte der Futterzusatzstoffe auf die
Adhäsionsfähigkeit (erster Schritt der Pathogenese) eines F4-positiven ETEC
Stamms wurden zunächst in-vitro mit Hilfe einer IPEC-J2 Zelllinie untersucht.
Die Futterzusatzstoffe wurden dazu (soweit wasserlöslich) in Zellmedium
aufgelöst und dieses dann zur Anzucht der Zellen in verschiedenen
Konzentrationen der Futterzusatzstoffe verwendet. Die Zellkultur wurde mit
einer Bakteriensuspension infiziert, welche zuvor mit dem fluoreszierenden
Farbstoff CFDA versetzt worden war. Durch Messung der Fluoreszenzintensität
der IPEC-J2 Zellen mittels Durchflusszytometrie konnte anschließend die
bakterielle Adhäsionsfähigkeit beurteilt werden. Weiterhin wurden in einem
Fütterungsversuch 81 Ferkel aufgeteilt auf drei Versuchsdurchgänge einer
zweimaligen oralen Infektion mit ETEC 72 und 76 Stunden nach dem Absetzen
unterzogen. Alle Ferkel erhielten dabei ein bedarfsdeckend zusammengestelltes
Alleinfutter, dem der Futterzusatzstoff in der vom Hersteller empfohlenen
Konzentration beigemischt war. Die Untersuchung der Ferkel über die gesamte
Dauer des Versuchs (21 Tage) beinhaltete die Erfassung von Gesundheits- sowie
Leistungsparametern. Weiteres Ziel des Versuches war es, ein verlässliches
Modell zur experimentellen Infektion (1010 cfu / Tier) von Absetzferkeln mit
F4-positiven, toxinbildenden (LT1, St1p, St2) ETEC zu etablieren. Durch die
in-vitro-Untersuchungen konnte eine verminderte bakterielle Adhäsionsfähigkeit
durch Einsatz des Hefepräparats PV beobachtet werden. In den 0,01- und
0,001-prozentigen Lösungen kam es hier zu einer Reduzierung der
Fluoreszenzintensität um 47 bzw. 43% sowie zu einer Verringerung des Anteils
infizierter Zellen um 94 bzw. 80%. Die Infektionsversuche führten bei allen
Ferkeln zu deutlichen klinischen Symptomen bei einer Verlustrate von 16%. Bei
83% der infizierten Tiere kam es zu einer deutlichen Verringerung der
Kottrockenmasse. Dabei schieden 92,9% der untersuchten Tiere den Erregerstamm
nach der Infektion nachweisbar aus. Durch die getesteten Futterzusatzstoffe
konnten die Tiere zwar nicht statistisch relevant vor der ETEC Infektion
geschützt werden. Allerdings erzielten Ferkel, denen das Additiv auf Basis von
Thymianöl und das Gemisch organischer Säuren gefüttert wurde, zum Ende des
Versuchs in den Leistungsparametern Futteraufnahme und Körpermasse ähnliche
Werte, wie die Tiere der nicht-infizierten Kontrollgruppe. Ein Einfluss der
untersuchten Futterzusatzstoffe auf die Darmphysiologie erscheint auf Grund
der vorliegenden Ergebnisse wahrscheinlich, zur genaueren Einschätzung des
protektiven Potentials bedarf es jedoch weiterer Abklärung. Dabei sollten
Faktoren, die die Effektivität des Futterzusatzstoffs vermindern können
(effektive Dosis in der Diät, Magen pH-Wert, Interaktionen mit anderen
Futterkomponenten) besondere Berücksichtigung finden.
de
dc.format.extent
79 Seiten
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
enterotoxigenic Escherichia coli
dc.subject
In vitro culture
dc.subject
feed additives
dc.subject
intestinal diseases
dc.subject
intestinal mucosa
dc.subject.ddc
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften::630 Landwirtschaft::630 Landwirtschaft und verwandte Bereiche
dc.title
In vitro and in vivo studies on the effects of feed additives on a porcine
intestinal epithelial cell line (IPEC-J2) and in weaned piglets experimentally
challenged with enterotoxigenic E. coli
dc.contributor.firstReferee
Univ.-Prof. Dr. Jürgen Zentek
dc.contributor.furtherReferee
Univ.-Prof. Dr. Salah Amasheh
dc.contributor.furtherReferee
PD Dr. Sebastian Günther
dc.date.accepted
2016-04-19
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000102229-6
dc.title.translated
In-vitro- und in-vivo-Untersuchungen zum Einfluss von Futterzusatzstoffen auf
eine intestinale Epithelzellkultur (IPEC-J2) sowie auf Absetzferkel nach
experimenteller Infektion mit enterotoxischen E. coli.
de
refubium.affiliation
Veterinärmedizin
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000102229
refubium.note.author
Mensch und Buch Verlag
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000019319
dcterms.accessRights.dnb
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dcterms.accessRights.openaire
open access