Eimeria tenella is a eukaryotic, intracellular parasite that, along with six other Eimeria species, causes coccidiosis in chickens. This disease can result in weight loss or even death and is estimated to cause 2 billion euros of damages to the chicken industry each year. While much is known of the life cycle of E. tenella in the chicken, less is known about molecular mechanisms of infection and the chicken immune response. In this study, we produced a pipeline for dual RNA-sequencing analysis of a mixed chicken and E. tenella dataset.  We then carried out an analysis on an in vitro infection of the chicken macrophage HD-11 cell line.  This was followed by a differential expression analysis across six time points, 2, 4, 12, 24, 48, and 72 hours post-infection, in order to elucidate these mechanisms. The results showed clear patterns of expression for the chicken immune genes, with strong down-regulation of genes across the immune system at 24 hours and a repetition of early patterns at 72 hours, indicating that reinfection by a second generation of parasite cells was occurring. Several genes that may have important roles in the immune reaction of the chicken were identified, such as MRC2, ITGB3 and ITGA9, along with genes with known roles, such as TLR15. The expression of surface antigen genes in E. tenella was also examined, showing a clear upregulation in the late stages of merogony, suggesting important roles for merozoites. Finally, a co-expression analysis was carried out, showing considerable co-expression among the two organisms.  One of the gene co-expression networks identified appeared to be enriched with both infection specific genes from E. tenella and chicken immune genes. These results, along with the pipeline, will be used in further studies on E. tenella infections and bring us closer to the eventual goal of a vaccine for coccidiosis.

In-vitro-Koinfektionsstudien mit Toxoplasma gondii und Eimeria tenella in primären Hühnermakrophagen Institut für Parasitologie der Veterinärmedizinischen Fakultät der Universität Leipzig Eingereicht im Feburar 2020 91 Seiten, 3 Publikationen, 2 eingreichte Manuskripte, 17 Abbildungen, 5 Tabellen, 188 Literaturangaben Schlüsselwörter: Toxoplasma gondii, Eimeria tenella, Koinfektion, Makrophagen, in vitro, Wirt-Parasit-Interaktion, Parasitenwachstum, Wirtsimmunantwort, Cell-imaging Einleitung: Toxoplasma gondii und Eimeria tenella sind intrazelluläre apikomplexe Parasiten, die in Hühnern weit verbreitet sind. Während Infektionen mit dem zoonotischen Erreger T. gondii beim Geflügel im Allgemeinen subklinisch verlaufen, kann E. tenella in Hühnerbeständen schwere Erkrankungen und wirtschaftliche Verluste verursachen. Aufgrund der hohen Seroprävalenz beider Parasiten bei Hühnern sind Koinfektionen wahrscheinlich. Hühnermakrophagen sind wichtig für die Wirtsimmunantwort gegen diese beiden Protozoen. Es ist jedoch wenig über die Wirt-Parasit- sowie Parasit-Parasit-Interaktion in Hühnermakrophagen während einer Koinfektion bekannt. Ziele der Arbeit: Ein geeignetes In-vitro-Koinfektionsmodell für T. gondii- und E. tenella-Infektionen in primären Hühnermakrophagen wurde erstellt und angewendet, um die Makrophagenantwort auf beide Parasitenarten und Koinfektionen zu untersuchen. Tiere, Material und Methoden: Von Monozyten abgeleitete Makrophagen wurden aus Hühnerblut isoliert und aufgereinigt. Eine Koinfektion mit zwei Tachyzoiten des RH-Stammes von T. gondii und zwei Sporozoiten des E. tenella-Houghton-Stammes pro Zelle wurde gleichzeitig oder nacheinander in vitro durchgeführt. Morphologische Veränderungen der Makrophagen und die Parasitenentwicklung wurden mittels Konfokalmikroskopie (CLSM) 2, 6, 12, 24, 48 und 72 Stunden nach Infektion (hpi) visualisiert. Die Parasitenvermehrung wurde evaluiert, indem die Expression des 529-bp-Fragments von T. gondii und des ITS-1-Genfragments von E. tenella durch qPCR bewertet wurden. Die Makrophagen-Phagozytose wurde durch Exposition gegenüber pH-sensitiven fluoreszierenden Biopartikeln stimuliert und durch ein dreidimensionales Modell unter Verwendung von CLSM und Imaris®-Software 2, 6, 12 und 24 hpi quantifiziert. Weiterhin wurden während der Infektion relevante Zytokine (IL-6, IL-10, IL-12, iNOS, TNF-α und IFN-γ) durch Genexpressionsanalyse 24, 48 und 72 hpi untersucht. Zusätzlich wurden die Zellinvasion durch und das Überleben von T. gondii im Verlauf einer sequentiellen Infektion evaluiert, indem Makrophagen zuvor der Infektion mit E. tenella ausgesetzt waren. Die Motilität invasiver Tachyzoiten wurde innerhalb von 20 hpi durch Live-Cell-Imaging verfolgt. Ergebnisse: Die Makrophagen zeigten eine deutliche immunologische Reaktion und Phagozytoseaktivierung ab 2 hpi. Signifikante Veränderungen der Morphologie mit erhöhter Zellvakuolisierung und -ablösung wurden ab 24 hpi während der Koinfektion beobachtet. Bei zuvor E. tenella-exponierten Makrophagen fiel auf, dass T. gondii bei hoher Motilität über 4 Stunden an der Makrophagenmembran anhaftete, bevor es zu einer Penetration kam. Ab 24 hpi vermehrten sich T. gondii in koinfizierten Makrophagen besser als E. tenella. Eine Koinfektion hemmte die Phagozytoseaktivität von Makrophagen nach 2 hpi erheblich, so dass Biopartikel nicht aufgenommen wurden (12 hpi). Mittels qPCR wurde gezeigt, dass bei sequenzieller Koinfektion 2 hpi circa 4-fach weniger T. gondii überlebten als bei Monoinfektion (P < 0,05). Die Anzahl beider Parasiten nahm während der simultanen Koinfektion zu, aber bei der sequentiellen Koinfektion war die Vermehrung von T. gondii im Vergleich zur Monoinfektion bis 24 hpi auf etwa die Hälfte reduziert. Bis 72 hpi verdoppelte sich die Anzahl von E. tenella, während T. gondii bei Koinfektion in diesem Zeitraum auf dem gleichen Niveau wie 48 hpi blieb. Die mRNA-Expression von iNOS (48 hpi), TNF-α (72 hpi) und von IL-10 (48 hpi und 72 hpi) war während der Koinfektion im Vergleich zur E. tenella Monoinfektion signifikant (P < 0,05) erhöht. Schlussfolgerungen: In dem Koinfektionsmodell wurde eine Interaktion zwischen T. gondii und E. tenella beobachtet. Zusätzlich zu den morphologischen Veränderungen und der Phagozytosehemmung der Makrophagen unterschieden sich die Parasitenvermehrung sowie die Zytokinexpression zwischen Koinfektion und Monoinfektion. E. tenella beeinträchtigt das aktive Eindringen von T. gondii in Wirtszellen, wie dies erfolgt, ist derzeit noch nicht geklärt. / In vitro co-infection studies on Toxoplasma gondii and Eimeria tenella in primary poultry macrophages Institute of Parasitology, Faculty of Veterinary Medicine, University of Leipzig Submitted in February 2020 91 pages, 3 publications, 2 submitted manuscripts, 17 figures, 5 tables, 188 references Keywords: Toxoplasma gondii, Eimeria tenella, co-infection, macrophages, in vitro, host-parasite interaction, parasite growth, host immune response, cell imaging. Introduction: Toxoplasma gondii and Eimeria tenella are intracellular apicomplexan parasites that are widely distributed in chicken. Whereas infections with the zoonotic pathogen T. gondii are generally subclinical in poultry, E. tenella may cause severe disease and economical loss in chicken herds. Due to the high seroprevelences with both parasites in chicken, co-infections are likely to exist. Chicken macrophages are essential in the host innate immune response against these two protozoa. However, little is known about the host-parasite and parasite-parasite interaction in chicken macrophages during co-infection. Objectives: A suitable in vitro model for both T. gondii and E. tenella infection in chicken primary macrophages was established and applied to study the course of infection in mono- or co-infection. Animals, materials and methods: Monocyte-derived macrophages were isolated and purified from chicken blood. Co-infection with two T. gondii RH strain tachyzoites and two E. tenella Houghton strain sporozoites per cell were performed simultaneously or sequentially in vitro. Morphologic alterations of macrophages and parasite development were visualized by confocal laser scanning microscopy (CLSM) at 2, 6, 12, 24, 48 and 72 hours post infection (hpi). Parasite growth was evaluated by assessing expression of the 529-bp fragment of T. gondii and ITS-1 gene fragment of E. tenella by qPCR in parallel. Macrophage phagocytosis was stimulated by exposure to pH sensitive fluorescent bioparticles and quantified by a three-dimensional model using CLSM and Imaris® software at 2, 6, 12 and 24 hpi. Furthermore, infection-related cytokines (IL-6, IL-10, IL-12, iNOS, TNF-α and IFN-γ) were evaluated by gene expression analysis at 24, 48, 72 hpi. The course of sequential infection was evaluated to determine cell invasion and survival of T. gondii in macrophages previously exposed to E. tenella sporozoites. Motility of invasive stages was tracked at the early phase of infection (within 20 hpi) by real time life cell imaging. Results：By cell imaging, macrophages displayed distinctly immunologic activation and phagocytosis at 2 hpi and thereafter. Significant changes of morphology with increased cell vacuolation and detachment were observed on 24 hpi during co-infection. T. gondii tachyzoites adhered for more than 4 hours to host cells displaying high motility instead of cell entry during the early sequential co-infection. However, T. gondii showed better replication than E. tenella in co-infected macrophages from 24 hpi onwards. Co-infection caused inhibition of phagocytosis by macrophages and bioparticles were not incorporated into co-infected cells at 12 hpi by CLSM. By qPCR, it was shown that approximately 4-fold less T. gondii survived in sequentially co-infected cultures at 2 hpi as compared to mono-infection (P < 0.05). Replication of both parasites increased during simultaneous co-infection whereas only half numbers of replicated T. gondii was found in sequential co-infection compared to mono-infection at 24 hpi. At the end of the study period (72 hpi), E. tenella multiplication tended to double increase while T. gondii replication was not distinctly altered during co-infection compared to 48 hpi. Expression of mRNA for iNOS at 48 hpi, for TNF-α at 72 hpi and for IL-10 at 48 and 72 hpi was significantly elevated during co-infection compared to mono-infection (P < 0.05). Conclusions：Mutual interaction between T. gondii and E. tenella were observed in the selected co-infection model. Increased macrophage stress may explain vacuolization and phagocytosis inhibition. In addition to morphologic alterations of macrophages, cytokine up/down- regulation differed between co-infected and mono-infected macrophage cultures. It appears that E. tenella, impairs the active penetration of T. gondii into host cells which deserves further study. The established in vitro infection model may serve to investigate host immune response of macrophages to diverse intracellular pathogens that infect chicken.

Ziel dieser epidemiologischen Studie war es, das Vorkommen und das Artenspektrum von Eimeria spp. sowie den Infektionsverlauf in zwei konventionell geführten landwirtschaftlichen Betrieben in Schleswig-Holstein unter Feldbedingungen zu untersuchen und eine Behandlungsstrategie abzuleiten.

A study of the conccidia of the Uinta ground squirrel, Spermophilus (Citellus) armatus, was undertaken to determine the incidence of coccidia in a population of these ground squirrels, the life cycle and pathogenicity of the coccidia, and the host specificity of certain of the species of coccidia found in this and five other species of ground squirrels (S. richardsoni, S. variegatus, S. lateralis, S. columbianus, and S. beecheyi). Uinta ground squirrels were live trapped and their feces examined to determine the incidence of coccidian infection. Specimens of S. armatus were maintained in the laboratory and given a pure inoculum of Eimeria callospermophili, E. larimerensis, or E. bilamellata. The animals were then killed at 12 to 24 hour intervals, and tissues were prepared by routine histological methods for microscopical examination. Oocysts of these three species of coccidia from other species of ground squirrels caused patent infections in S. armatus. Spermophilus richardsoni could not be infected with E. larimerensis or E. bilamellata. The incidence of infection in each of the three species of coccidia was similar in adult and juvenile animals. Eimeria bilamellata had the lowest incidence of the three species, and was the only one that caused immunity or was pathogenic in experimental infections. Eimeria callospermophili was recovered from five of the six species of ground squirrels examined and from the prairie dog, Cynomys leucurus. This is evidently the first time that a specis of Eimeria has been found in two rodent genera. Eimeria larimerensis, a species previously reported from prairie dogs, was found in S. armatus. Endogenous stages of E. callospermophili were located above the host cell nuclei of epithelial cells on the villi of the small intestine. Two asexual stages preceded the sexual stages, and oocysts were first discharged five days after inoculation. The life cycle of E. larimerensis was similar to that of E. callospermophili, except that greater numbers of merozoites were produced during schizogony and the endogenous stages were located below the host cell nuclei. Developing macrogametes of these two species differed in that those of E. callospermophili contained basophilic plastic granules that later assumed eosinophilic properties. The plastic granules of E larimerensis were eosinophilic throughout the development of the macrogamets. Microgametocytes of E. callospermophili had a simple type of development, in which the microgametes were formed around the periphery of the gametocyte; the microgametes of E. larimerensis developed around internal formative areas of the gametocyte as well as peripherally. The asexual development of E. bilamellata was determined only in part. Mature schizonts were present on the seventh day after inoculation, and gametogenesis began at this time; oocysts were first discharged on the tenth day after inoculation. Eimeria bilamellata differed from the other two species in that gametocytes developed in epithelial cells, which became displaced, finally being located deep in the lamina propria of the mucosa. Macrogametes contained both basophilic and eosinophilic plastic granules. Microgametogony was more complex than in the other two species, and the microgametocytes were much larger, producing thousands of gametes. Excysted sporozoites of the three species of coccidia differed in morphology and staining properties. The sporozoites of E. callospermophili and E. E. larimerensis had unusually large posterior refractile bodies. Eimeria callospermophili was also unusal in that no PAS positive material was found in the sporozoites.

Coccidiosis caused by Eimeria parasites is a worldwide problem, affecting chickens and leading to great losses in the poultry industry. Current vaccines are costly and non-optimal, and the parasite has developed resistance to the anticoccidials in use. To be able to develop more efficient and cost-effective vaccines, further research into the immune response in poultry is needed. Here, we have analyzed immune chickens undergoing a secondary E. tenella infection using dual RNA-seq, as well as compared the immune response of the immune chickens to that of naïve chickens. Samples were taken from caecal tissue where the parasites replicate at six timepoints between 0 and 10 days post infection. The reads were put through a bioinformatic pipeline for preprocessing, mapping, counting and differential expression analysis. Using this we found 69 differentially expressed chicken genes (DEGs) in the secondary infections.The results show that DEGs are mainly found 1 and 2 days post infection (dpi), and a large proportion are interferon (IFN) stimulated genes. Compared to samples from naïve chickens, the immune chickens also expressed fewer cytokines and chemokines and the responses are lower at late time points (4 and 10 dpi). There are also lower counts of parasites in the immune chickens. These results show that immune chickens have a much faster response to E. tenellacompared to that of naïve chickens, and that there is a clear IFN-signature. We hypothesize that IFN-mediated inhibition of parasite replication is an important effector mechanism in protective immunity to Eimeria infection.

Necrotic enteritis (NE) caused by Clostridium perfringens type A is an important bacterial enteric disease of global broiler production. However, the dynamic interactions of NE and its predisposing factors are not fully presented by current studies. By using the System Dynamics (SD) Model, the epidemiological changes in susceptible-infected-removed models of NE and avian coccidiosis and their interactions in one or multiple grow-out cycles was established; meanwhile, the growth performance was measured by the average weights of infected and non-infected populations at harvest were estimated. The SD model provided direct and persuasive outcomes of the epidemiology and ecology of NE compared with models using statistical methodology. With interventions on certain predisposing factors of management practices and medication, effects which decreased disease incidence and growth performance were observed; moreover, the leverage points obtained from interventions on certain management practices provided quantitative results which were applicable and useful for improving the broiler production.

No description available.

Eimerian parasites infect cattle worldwide. Information on the infection dynamics of these parasites is lacking in the central Appalachian region of the United States. Studies aimed at characterizing the seasonal dynamics of eimerian parasites in this region were carried out in order to assess the impact of these organisms in grazing systems. In these studies the prevalence of Eimeria spp. infection was highest in calves less than one year of age and subsequently decreased to stable levels in older animals. Although E. bovis was the most common species identified in calves, heifers and cows, mixed species infections dominated. Additional studies were carried out to investigate the effect of stress on Eimeria spp. infection in beef calves. Lower stress, two-stage, weaning methods had no effect on Eimeria spp. infection dynamics in beef calves. These findings must be interpreted in light of the fact that calves used in this study were not managed in a way typical of many calves in the U.S.A. The fact that they were only transported short distances, never commingled, or exposed to a livestock market may explain why a rise in post weaning FOC was not observed. A model of stress- induced coccidiosis was developed using dexamethasone and E. bovis challenge. In this model, an oral challenge of at least 500,000 sporulated E. bovis oocysts in addition to dexamethasone injection at 7 days post challenge increased subsequent FOC. Further investigation of the immune response to E. bovis challenge during times of stress indicates that stress-induced suppression of cell mediated immunity and E. bovis challenge are required to increase subsequent oocyst shedding. These findings may represent the mechanism associated with stress-induced outbreaks of coccidiosis reported to occur in beef cattle in the United States. / Ph. D.

Es wurden zwei Feldstudien durchgeführt, um zu ermitteln, ob der Verlauf von Eimeria spp.-Infektionen bei Zicklein bei natürlicher Exposition durch die Beimischung von Zusätzen mit ätherischen Ölen (EIMERICOX®= EO1, NEXT Enhance® 200 = EO2) in den Milchaustauscher (MAT) oder das Einbringen eines kommerziellen Pulvers (Stalosan® F = STA) in die Einstreu beeinflusst werden kann. Als Kriterien zur Bewertung der Wirksamkeit dienten die Ausscheidung von Eimeria-Oozysten, die Kotkonsistenz und die klinische Symptomatik sowie die Gewichtsentwicklung. Des Weiteren wurde das Spektrum der caprinen Eimeria-Spezies in der untersuchten Population erfasst. In Studie 1 wurden in einem niederländischen Aufzuchtbetrieb 45 Zicklein verschiedener Herkunft zu je 15 Studientieren auf die Gruppen A1 (Kontrolle), B1 (EO1) und C1 (STA) aufgeteilt. In Studie 2 wurden in einem deutschen Milchziegenbetrieb 45 Zicklein aus betriebseigener Nachzucht in analoger Weise auf die Gruppen A2 (Kontrolle), B2 (EO1) und C2 (EO2) randomisiert. Die Zusätze auf Basis ätherischer Öle wurden während des Studienzeitraums kontinuierlich dem MAT beigemischt (EO1: 4 g/kg MAT; EO2: 125 g/t MAT) und über die MAT-Tränke ad libitum angeboten. Das Einstreupulver wurde zweimal wöchentlich in die Einstreu eingebracht. Insgesamt wurden in Studie 1 (53 Studientage) 484 Kotproben und in Studie 2 (56 Studientage) 847 Kotproben gesammelt, hinsichtlich ihrer Konsistenz bewertet und parasitologisch sowie teilweise differentialdiagnostisch untersucht. Die koproskopischen Untersuchungen umfassten die quantitative Bestimmung der ausgeschiedenen Oozysten pro Gramm Kot (OpG) und die Speziesdifferenzierung. Ferner wurden die Zicklein in Studie 1 am Studientag (ST) 0 und ST 35 und in Studie 2 am ST 0, ST 14, ST 35 und ST 56 gewogen und es erfolgte eine tägliche Kontrolle des Allgemeinbefindens. In beiden Studien wurden natürliche Infektionen der Zicklein mit Eimeria spp. beobachtet. In Studie 1 konnte bei 20 (44,4 %) und in Studie 2 bei 37 (82,2 %) der 45 Studientiere eine Oozystenausscheidung nachgewiesen werden. Die Befallsraten in den Kontrollgruppen (A1 und A2) lagen bei 73,3%in Studie 1 und 93,3%in Studie 2, was einen hohen bis sehr hohen Infektionsdruck anzeigt. Klinisch manifeste Eimeriosen mit Diarrhoe konnten während beider Studien nicht beobachtet werden. In Studie 2 wurde zwar bei 8,1 bis 8,5% der Kotproben in den drei Gruppen Durchfall festgestellt, dieser stand aber in keinem Zusammenhang mit einer Oozystenausscheidung von Eimeria spp. im Allgemeinen oder der pathogenen Spezies E. ninakohlyakimovae im Besonderen. Die Infektionen verliefen also ausnahmslos subklinisch, dennoch ist angesichts der hohen Befallsraten und der Präsenz pathogener Arten das Risiko eines Ausbruchs klinischer Kokzidiosen gegeben. Insgesamt handelte es sich im Falle von Oozystenausscheidung mehrheitlich um Polyinfektionen (Studie 1: 90,0 %; Studie 2: 94,4 %). In beiden Beständen wurde die Präsenz folgender neun Eimeria (E.) spp. nachgewiesen: E. alijevi, E. ninakohlyakimovae, E. hirci, E. arloingi, E. jolchijevi, E. christenseni, E. caprina, E. caprovina. Die höchste Prävalenz in den positiven Proben zeigten (in beiden Studien) E. arlongi (Studie 1: 52,5 %; Studie 2: 78,1 %) und E. ninakohlyakimovae (Studie 1: 55,9 %; Studie 2: 47,8 %). Am seltensten traten E. caprovina (5,1 %) und E. apsheronica (3,4 %) in Studie 1 sowie E. caprina (3,9 %) und E. caprovina (1,7 %) in Studie 2 auf. Die Intensität der Oozystenausscheidung bewegte sich bei 78,0% der positiven Proben in Studie 1 und 88,9% der positiven Proben in Studie 2 im niedrigen bis moderaten Bereich von 50 bis 10 000 OpG. Eine Oozystenausscheidung von mehr als 100 000 OpG (sehr hoher Bereich) trat in Studie 2 bei 1,1% der positiven Proben auf. Die Maxima in Einzelkotproben lagen in Studie 1 bei 67 000 OpG und in Studie 2 bei 157 000 OpG. Anlässlich der Prüfung möglicher Auswirkungen von STA fiel auf, dass gegen Ende des Studienzeitraums in der Gruppe C1 weniger (Re-) Infektionen im Vergleich zur Kontrolle auftraten. Auch die OpG-Werte erwiesen sich bei Auswertung der kumulierten Daten für den gesamten Studienzeitraum und den Zeitraum ab ST 47 sowie am ST 51 in Gruppe C1 als signifikant geringer als in Gruppe A1. Hinsichtlich der Untersuchung von Effekten durch den Einsatz von EO1 und EO2 wurden bei der Analyse von Befallsextensität und Ausscheidungsintensität in Studie 1 in Gruppe B1 niedrigere Befallsraten festgestellt und bei der Auswertung der über den Studienzeitraum kumulierten Daten und gegen Ende der Studie am ST 47, ST 49, ST 51 und ST 52 signifikant weniger positive Kotproben und geringere OpG- Werte als in Gruppe A1 ermittelt. Bei den Befallsraten und der kumulierten Anzahl positiver Proben konnten solche Effekte in Studie 2 nicht reproduziert werden. Gleichwohl zeigte sich am ST 35 und ST 37 in Gruppe B2 eine signifikant niedrigere Eimeria-Prävalenz als in Gruppe A2 und die Intensität der Oozystenausscheidung war in Gruppe B2 am ST 37 und in Gruppe C2 für den Zeitraum ab ST 26 sowie am ST 35, ST 37 und ST 42 signifikant geringer als in Gruppe A2. Bei den mittleren Zunahmen der Körpergewichte fielen stets leichte Gruppenunterschiede zu Gunsten der behandelten Gruppen auf (Gruppe A1: 4,33 kg, Gruppe B1: 5,58 kg, Gruppe C1: 4,55 kg und Gruppe A2: 9,70 kg, Gruppe B2: 10,39 kg, Gruppe C2: 10,74 kg) sie waren jedoch nicht statistisch signifikant. Der subjektive Eindruck einer besseren körperlichen Kondition und Gesamtentwicklung der EO1-behandelten Zicklein wurde dagegen in beiden Studien für einige Parameter und Studientage als signifikant bestätigt. Am Ende der Studien fielen zwölf der 14 Studientiere in Gruppe B1 (Studie 1) und zehn der 14 Studientiere in Gruppe B2 (Studie 2) durch einen exzellenten Entwicklungszustand auf, während dies in den Kontrollgruppen auf drei von zwölf Zicklein in Gruppe A1 (Studie 1) und fünf von 15 Zicklein in Gruppe A2 (Studie 2) zutraf. Der Einsatz von Stalosan® F in Studie 1 schien sich günstig auf den Verlauf der Kokzidiose auszuwirken. Der Eindruck einer kokzidioziden Wirkung sollte jedoch mittels weiterer Studien überprüft werden. Durch die Anwendung der Zusätze auf Basis ätherischer Öle, EIMERICOX® und NEXT Enhance® 200, konnte die Oozystenausscheidung unter subklinischen Bedingungen zwar begrenzt beeinflusst werden, bei einer massiven Exposition ist allerdings kaum davon auszugehen, dass eine Behandlung mit diesen untersuchten ätherischen Ölen eine ausreichend protektive Wirkung hätte, um Eimeriosen effektiv kontrollieren zu können. Bei einer geringen bis moderaten Expositionssituation könnten die geprüften alternativen Maßnahmen ergänzend zu weiteren prophylaktischen Maßnahmen (insbesondere im Haltungs- und Hygienemanagement) dem Aufbau eines kritischen Infektionsdrucks entgegen wirken und somit ein opportunes Anwendungsgebiet finden.

Der Einzeller Eimeria tenella zählt zu den hochpathogenen Parasiten des Haushuhns und ist Verursacher der Blinddarm-Kokzidiose, eine Erkrankung, die zu hohen ökonomischen Belastungen in der Geflügelindustrie führt. Zur Zeit existiert noch kein Impfstoff, der auf Basis von einzelnen Antigenen wirksam ist. Insbesondere die Identifizierung und Charakterisierung von sekretorischen Proteinen, welche an der Parasit-Wirtszell-Interaktion beteiligt sind, könnte einen Beitrag zur Entwicklung einer Immunprophylaxe darstellen. Ziel dieser Arbeit war es, sekretorische E. tenella-Proteine zu identifizieren und ausgewählte cDNA-Sequenzen in DNA-Immunisierungsstudien zu überprüfen. Um ein DNA-Immunisierungsprotokoll für Hühner zu erarbeiten, wurden die cDNAs von drei schon bekannten E. tenella-Antigenen alleine oder in Fusion zur cDNA des stabilisierenden enhanced green fluorescence protein (EGFP) in zwei unterschiedliche DNA-Immunisierungsvektoren (pCDNA3, pVR1012) kloniert. Die Überprüfung der Serokonversion zeigte, dass nach DNA-Immunisierung von Hühnern mit beiden Vektoren bzw. mit und ohne EGFP-Fusion vergleichbare Immunantworten induziert wurden. D.h. mit dem etablierten DNA-Immunisierungsprotokoll konnte eine Expression heterologer (Eimerien) Gene im Huhn erzielt werden. Um neue sekretorische E. tenella-Proteine zu identifizieren wurden bioinformatische und experimentelle Methoden eingesetzt. Über die bioinformatischen Analysen wurden aus E. tenella-expressed sequence tag (EST)-Datenbanken 54 putativ sekretierte E. tenella-Sequenzen extrahiert für die aufgrund ihrer beschriebenen Funktion und Lokalisierung eine Beteiligung an der Wirts-Parasit-Interaktion abgeleitet wurde. Mittels funktioneller Komplementierung in Hefen konnten aus einer E. tenella-Sporozoiten-cDNA-Bank 25 sekretorische Sequenzen identifiziert werden. Die cDNA-Sequenzen von 13 neu identifizierten sekretorischen Proteinen wurden in DNA-Immunisierungsstudien überprüft. Die Ergebnisse zeigten, dass beide Methoden geeignet sind, um sekretorische Proteine von E. tenella zu identifizieren. Aufgrund der Erkenntnisse dieser Arbeit, sollten jedoch weitere verbesserte Immunisierungsprotokolle erarbeitet werden, um die immunprotektive Wirkung der isolierten Kandidaten-Antigene von E. tenella in Hühnern zu überprüfen. Wie die vorliegende Arbeit bestätigt, eignet sich die Methode der DNA-Immunisierung vermutlich als Grundlage solcher Verfahren, wobei zukünftig die Induktion der essentiellen intestinalen Immunantwort im Vordergrund stehen sollte. / The protozoan parasite Eimeria tenella is highly pathogenic in chickens and causes caecal coccidosis that contribute to high economic losses in poultry farming. At the moment no vaccine based on a single antigen is available. The identification and characterization of proteins that are involved in host parasite interaction could particularly contribute to the development of immunoprophylactic control strategies. In order to establish a DNA immunisation protocol, cDNA of three already known E. tenella antigens were subcloned alone or in fusion to the stabilising fusion partner enhanced green flurescence protein (EGFP) into two different DNA immunisation vectors (pCDNA3, pVR1012). Following DNA immunisation of chickens using both vectors with or without EGFP fusion, respectively, the induction of comparable immune responses were shown by serum conversion. This implies it was possible to achieve heterologous (Eimeria) gene expression in chickens with the established immunisation protocol. In order to identify new E. tenella secretory proteins bioinformatic and experimental approaches were used. Following bioinformatic analysis 54 putatively secretory E. tenella sequences were identified for which roles in host parasite interaction were surmised, due to their localisation and function. The identification of secreted proteins from a E. tenella sporozoite cDNA library using a functional complementation assay in yeast resulted in 25 unique sequences. The cDNA of 13 newly identified secretory proteins were tested in DNA immunisation studies. The results showed that both methods are capable of identifying secretory proteins of E. tenella. Owing to the results presented here, new immunisation protocols should be established to test the immune protective capacity of candidate antigens of E. tenella in chickens. The present study confirmed the method of DNA immunisation as a basic tool for such new protocols. In future, however, DNA immunisation protocols should focus on the induction of essential intestinal immune responses.