Proefschrift Universiteit Maastricht. / Met bibliogr., lit. opg. - Met samenvatting in het Nederlands.

Dresden, Techn. Univ., Diss., 2004.

Screening of cattle sera: distribution of vesiviruses in terrestrial domestic animals. To broaden the knowledge of vesivirus occurrence and distribution dynamics in domestic livestock, we attempted the first extensive study in cattle to assess the distribution of vesiviruses by examining the seroprevalence. Cattle were chosen to be studied here, because this livestock is well characterized, they are suffering diseases with high percentages of unknown aetiologies and extensive animal data are available. Furthermore, several case reports exist on the isolation of vesiviruses from cattle. The objective was to evaluate the distribution of vesiviruses in cattle, correlate vesivirus infection with disease manifestations and estimate the possible impact on other animals and humans. Roughly seven hundred bovine sera from nine States within the United States were acquired and were tested for antibodies against vesiviruses. The sera tested were drawn from a total population of about 9 million cattle in nine States with a geographical distribution ranging from northern Alaska to tropical Hawaii. Screening of horse sera and tissue: correlation of vesivirus prevalence and mare reproductive loss syndrome (MRLS)? A newly emerged disease in horses was analyzed in the second half of this research project. Since all tests for the common toxic abortogenic agents had failed, a further nationwide investigation was initiated for uncommon and unknown infectious agent(s). Caliciviruses, and vesiviruses in particular, are a well established cause of abortion in swine and seals. Nevertheless, these viruses are not routinely tested for or diagnosed. When the Laboratory for Calicivirus Studies at Oregon State University was asked for specific help in this investigation, pertinent seroepidemiological studies were entrusted to me under the guidance of Professor Dr. Alvin W. Smith. After the first serological examination of equine blood samples from mares that had aborted in 2001 and an equal number of sera from unaffected animals from 2000 were examined, tissue samples from aborted fetuses and two other sets of blood samples from ETC-exposed mares from two experiments were acquired. These have been tested for vesivirus-antibodies and antigen. Furthermore, additional samples of ETC were tested for vesiviruses by RT-PCR.

Screening of cattle sera: distribution of vesiviruses in terrestrial domestic animals. To broaden the knowledge of vesivirus occurrence and distribution dynamics in domestic livestock, we attempted the first extensive study in cattle to assess the distribution of vesiviruses by examining the seroprevalence. Cattle were chosen to be studied here, because this livestock is well characterized, they are suffering diseases with high percentages of unknown aetiologies and extensive animal data are available. Furthermore, several case reports exist on the isolation of vesiviruses from cattle. The objective was to evaluate the distribution of vesiviruses in cattle, correlate vesivirus infection with disease manifestations and estimate the possible impact on other animals and humans. Roughly seven hundred bovine sera from nine States within the United States were acquired and were tested for antibodies against vesiviruses. The sera tested were drawn from a total population of about 9 million cattle in nine States with a geographical distribution ranging from northern Alaska to tropical Hawaii. Screening of horse sera and tissue: correlation of vesivirus prevalence and mare reproductive loss syndrome (MRLS)? A newly emerged disease in horses was analyzed in the second half of this research project. Since all tests for the common toxic abortogenic agents had failed, a further nationwide investigation was initiated for uncommon and unknown infectious agent(s). Caliciviruses, and vesiviruses in particular, are a well established cause of abortion in swine and seals. Nevertheless, these viruses are not routinely tested for or diagnosed. When the Laboratory for Calicivirus Studies at Oregon State University was asked for specific help in this investigation, pertinent seroepidemiological studies were entrusted to me under the guidance of Professor Dr. Alvin W. Smith. After the first serological examination of equine blood samples from mares that had aborted in 2001 and an equal number of sera from unaffected animals from 2000 were examined, tissue samples from aborted fetuses and two other sets of blood samples from ETC-exposed mares from two experiments were acquired. These have been tested for vesivirus-antibodies and antigen. Furthermore, additional samples of ETC were tested for vesiviruses by RT-PCR.

Laspergillose naso-sinusale (ANS) est une des causes les plus fréquentes de jetage nasal chez le chien. Cette affection peut être fortement suspectée sur la base du signalement, de lanamnèse et de lexamen clinique. Cependant, la confirmation du diagnostic requiert la combinaison de divers examens complémentaires dont lendoscopie et limagerie médicale en coupe, deux techniques principalement réservés aux centres de médecine vétérinaire spécialisés. Il serait pourtant utile pour le vétérinaire praticien de pouvoir poser lui-même le diagnostic grâce à une méthode alternative fiable et peu/non-invasive. Cest pourquoi, nous avons, dans la première partie de ce travail, investigué plus en profondeur lutilité de deux types de prélèvements faciles à prélever pour le vétérinaire (du sang et des sécrétions nasales) dans le diagnostic de lANS. Lors dune première étude, nous avons investigué lintérêt de la détection danticorps spécifiques dAspergillus dans le sérum par deux tests sérologiques (un test dimmunodiffusion sur gel dagarose (AGDD) et un test ELISA IgG indirect) en utilisant une nouvelle solution commercialisée dantigènes purifiés dAspergillus. Nous avons également investigué la valeur diagnostique de la détection de galactomannan (antigènes dAspergillus) (GM) dans le sérum au moyen dun test ELISA (PlateliaTM Aspergillus). Alors que les tests sérologiques (AGDD et ELISA IgG) ont montré une excellente spécificité (100% et 96.8% respectivement) et une bonne sensibilité (76.5% et 88.2% respectivement), une spécificité correcte (82,3%) et une très faible sensibilité (23,5%) ont été obtenues pour la détection sérique de GM. Lexplication la plus logique à cette faible sensibilité réside probablement dans le caractère non-invasif de lANS dans lespèce canine. Dans une deuxième étude, nous avons tenté de déterminer le type de prélèvement nasal et la température dincubation les plus appropriés pour lobtention de résultats fiables lors de cultures fongiques de sécrétions nasales chez le chien. Trois types déchantillon nasal dinvasivité croissante (sécrétions nasales par écouvillon, biopsie de muqueuse nasale et placard fongique) et deux températures dincubation (air ambiant et 37°C) ont été comparés. Nos résultats ont montré que les placards fongiques étaient les échantillons de choix pour les cultures fongiques et quune incubation à 37°C améliorait également significativement la sensibilité de la culture fongique par rapport à la température ambiante (avec une sensibilité de 88% et une spécificité de 100%). Dans une troisième étude, nous avons investigué la valeur diagnostique des cultures fongiques à 37°C et de la détection de GM à partir de deux nouveaux types de prélèvement non-invasifs des sécrétions nasales (un nouvel écouvillon en nylon plus performant (le flocked swab (FSwab)) et du liquide de lavage nasal (LLN)) en comparaison avec les écouvillons traditionnels en coton (EC) et les placards fongiques. Malgré un nombre croissant de résultats de cultures positif avec lutilisation respective dEC, de FSwab et de LLN à partir des échantillons prélevés chez les chiens avec ANS, il ny avait pas de différence significative entre les types déchantillon. Même sil y avait significativement plus de GM au sein des LLN et des FSwab quau sein des EC si on tenait compte de lensemble des chiens (quil soient atteints dANS, de maladie non-fongiques ou indemnes de maladie respiratoire), lutilisation des ces deux nouvelles méthodes déchantillonnage na pas entrainé daugmentation significative des GM dans les sécrétions nasales des chiens atteints dANS par rapport à la quantité obtenue en utilisant les EC. Globalement, tous prélèvements confondus, ce test sest révélé peu sensible (41.7%) et modérément spécifique (77.4%) pour le diagnostic dANS et il ny a pas eu de différence de sensibilité en comparaison avec les cultures fongiques. Si le diagnostic de lANS représente un challenge pour le clinicien, son traitement lest tout autant. Aucune méthode thérapeutique nest à lheure actuelle totalement satisfaisante. En effet, soit la méthode nécessite un abord invasif des cavités nasales et/ou sinus frontaux, soit elle nécessite une anesthésie de longue durée. De plus, aucune des méthodes décrites nest efficace dans tous les cas. Le traitement idéal devrait donc être efficace, non-invasif et de courte durée. Cest pourquoi, dans une quatrième étude, nous avons testé lefficacité dun nouveau traitement topique rapide et non-invasif (dépôt sous endoscopie dune crème à base de bifonazole 1% (Canestene, Bayer)) comme traitement unique (DC) ou en combinaison avec un traitement classique dirrigation à lénilconazole 2% (DEC) chez des chiens atteints dANS. Il en a résulté que lajout du dépôt de bifonazole au protocole classique (DEC) offre une guérison dans 100% des cas après un voire deux traitements ; ces résultats sont comparables voire meilleurs que les résultats des autres études relatives au traitement topique de lANS chez le chien. Les résultats de cette étude ont montré également que le protocole DC nest efficace que lors dinfection fongique modérée et quil peut dès lors remplacer le protocole DEC lorsquil ne reste quun nombre réduit de placards fongiques après un traitement classique. Par ailleurs, la durée du protocole DC est nettement moins longue que celle du protocole DEC permettant de diminuer le temps danesthésie et donc le coût du traitement. Par contre lutilisation unique du protocole DC sur les cas dANS sévère semble peu efficace.

L'épidémie de West-Nile en Amérique du Nord en 2002, qui a touché plus de quarante états aux Etats-Unis, a conduit les Agences de santé à s'interroger sur le risque d'émergence, à l'extérieur de la zone intertropicale, de zoonoses vectorielles. Cette épidémie associée au changement climatique, a bien mis en évidence le rôle central de l'avifaune migratrice dans la diffusion du virus. La biologie des oiseaux, tout particulièrement le phénomène migratoire, permet un transport des virus sur de longues distances et entre espèces très diversifiées. Le Moyen-Orient, qui est situé au carrefour de différents continents, est extrêmement propice à la propagation des virus émergents dans les pays du Nord. La circulation du virus West Nile a été rapportée dans différents pays de la région, tels que l'Egypte, Israël, Liban, Irak, Emirats Arabes Unis et Iran. Saidi et al. (1970) ont montré la présence d'anticorps anti-virus du Nil occidental au sein de la population de la côte caspienne (Nord de l'Iran), des provinces du Khorassan (Nord-Est) et du Khuzestan (Sud-Ouest). Notre étude, conduite dans le cadre d'un programme associant TIMC-IMAG UMR 5525 UJF CNRS VetAgroSup, le Réseau International des Instituts Pasteurs et le Centre National d'Etudes Spatiales, vise: (i) à caractériser la circulation du virus de West-Nile au sein des populations équines d'Iran ; et (ii) et à modéliser l'impact sanitaire de l'environnement et du climat sur la transmission. Les résultats acquis permettent d'apprécier le risque associé à la dissémination spatio-temporelle du virus par les oiseaux migrateurs. Une attention toute particulière est portée à l'étude des déterminants environnementaux et climatiques susceptibles d'accroitre le potentiel de transmission du virus.

L'épidémie de West-Nile en Amérique du Nord en 2002, qui a touché plus de quarante états aux Etats-Unis, a conduit les Agences de santé à s'interroger sur le risque d'émergence, à l'extérieur de la zone intertropicale, de zoonoses vectorielles. Cette épidémie associée au changement climatique, a bien mis en évidence le rôle central de l'avifaune migratrice dans la diffusion du virus. La biologie des oiseaux, tout particulièrement le phénomène migratoire, permet un transport des virus sur de longues distances et entre espèces très diversifiées. Le Moyen-Orient, qui est situé au carrefour de différents continents, est extrêmement propice à la propagation des virus émergents dans les pays du Nord. La circulation du virus West Nile a été rapportée dans différents pays de la région, tels que l'Egypte, Israël, Liban, Irak, Emirats Arabes Unis et Iran. Saidi et al. (1970) ont montré la présence d'anticorps anti-virus du Nil occidental au sein de la population de la côte caspienne (Nord de l'Iran), des provinces du Khorassan (Nord-Est) et du Khuzestan (Sud-Ouest). Notre étude, conduite dans le cadre d'un programme associant TIMC-IMAG UMR 5525 UJF CNRS VetAgroSup, le Réseau International des Instituts Pasteurs et le Centre National d'Etudes Spatiales, vise: (i) à caractériser la circulation du virus de West-Nile au sein des populations équines d'Iran ; et (ii) et à modéliser l'impact sanitaire de l'environnement et du climat sur la transmission. Les résultats acquis permettent d'apprécier le risque associé à la dissémination spatio-temporelle du virus par les oiseaux migrateurs. Une attention toute particulière est portée à l'étude des déterminants environnementaux et climatiques susceptibles d'accroitre le potentiel de transmission du virus. / The outbreak of West Nile in North America in 2002, which affected more than forty states in the United States, has led Public Health Agencies to adress the risk of emergence of vectorial zoonosis, outside of the area tropical. This epidemic events associated with climate change, has highlighted the central role of migratory birds in spreading the virus. The biology of birds, especially the migratory phenomenon, ensures a transport of viruses over long distances and across very diverse species. The Middle East, located at the crossroad between different continents, is extremely prone to the spread of zoonotic diseases, like West-Nile, in the Northern countries. The circulation of WN virus has reported from different countries in the region; such as Egypt, Israel, Lebanon, Iraq, United Arab Emirates and Iran. Saidi et al. (1970) have established the presence of antibodies to West Nile among the population of the Caspian coast (northern Iran), the provinces of Khorasan (Northeast) and Khuzestan (Southwest). Our study, in the framework of a collaborative programme associating TIMC-IMAG UMR CNRS UJF VetAgroSup, International Network of Institut Pasteur and Centre National d'Etudes Spatiales, aim to: (i) characterizing the circulation of the virus from West Nile in the equine population of Iran, and (ii) and modelling the health impact of the environment and climate on the transmission. The results obtained allow us to assess the risk associated with spatial and temporal spread of the virus by migratory birds. Particular attention is given to the study of environmental and climatic determinants that may increase the potential for transmission.

Einleitung: Toxoplasma (T.) gondii ist ein weltweit verbreitetes Protozoon warmblütiger Tiere und des Menschen. Einer der größten Risikofaktoren einer Infektion des Menschen mit T. gondii ist der Verzehr von rohem oder nicht ausreichend gegartem Fleisch und Fleischerzeugnissen. Geflügel wird als ein bedeutender Zwischenwirt im Lebenszyklus von T. gondii angesehen. Gegenwärtig gibt es aber nur wenige Untersuchungen zur Persistenz und Gewebeverteilung von für den humanen Konsum relevanten Organen und Geweben von T. gondii der Pute (Meleagris gallopavo) und des Haushuhns (Gallus gallus domesticus). Ziel der Untersuchung: Ziel im ersten Teil der vorliegenden Arbeit war es, die Persistenz von T. gondii in verschiedenen Geweben von Huhn und Pute unter Berücksichtigung der üblichen Mastperioden zu ermitteln. Im zweiten Teil der Arbeit wurde unter Simulation der natürlich auftretenden Infektionswege ein Infektionsmodell bei Huhn und Pute unter Nutzung von drei verschiedenen T. gondii-Stämmen etabliert. In diesem Modell wurde der Einfluss der Parameter Infektionsdosis, -stadium und -stamm auf die Verteilung von T. gondii im Gewebe von Huhn und Pute sowie die Serokonversion in den Zielspezies evaluiert. Tiere, Material und Methoden: 108 Puten und 96 Hühner wurden als Eintagsküken eingestallt. Die zur Infektion der Hühner und Puten benötigten Entwicklungsstadien von T. gondii wurden durch Passagen in der Zellkultur (Tachyzoiten), Infektion von Mäusen (Zysten) und durch Infektion von Hauskatzen (Oozysten) gewonnen. Die Evaluierung der Persistenz erfolgte nach intravenöser Gabe von 106 Tachyzoiten des Typ III-Stammes (NED) vier, acht, zwölf und 16 Wochen post infectionem (p.i.) bei Puten und fünf und zehn Wochen p.i. bei Hühnern. Die natürlichen Infektionswege wurden mit der oralen Verabreichung von Gewebezysten (ein Mausgehirn je Tier) oder Oozysten (103, 105 oder 106) eines T. gondii-Stammes der klonalen Linien der Typen II (ME49, Feldstamm CZ-Tiger) und III (NED) über eine Versuchsdauer von acht Wochen bei Puten und fünf Wochen beim Huhn simuliert (n = 6). Zum Versuchsende wurden die Tiere tierschutz-gerecht narkotisiert und durch Dekapitation getötet. Es wurden 16 verschiedene Gewebe (u.a. Gehirn, Herz, Muskulatur, Muskelmagen) entnommen und die Gewebeverteilung der Zysten von T. gondii mittels konventioneller Polymerase-Kettenreaktion (PCR) und magnetic-capture real-time PCR untersucht. Für die serologische Untersuchung von Blutproben wurden ein kinetischer enzyme linked immunosorbent assay (ELISA) und ein Immunfluoreszenzantikörpertest (IFAT) verwendet. Die Blutentnahmen erfolgten am Tag der Infektion und anschließend wöchentlich bis Versuchsende. Die Daten wurden mit dem Kruskal-Wallis-Test und Mann-Whitney-U-Test (Unterschiede Infektionsgruppen in Serokonversion und Gewebeverteilung) und dem Friedman-Test (Organverteilung) analysiert. Signifikante Unterschiede wurden bei einer Irrtumswahrscheinlichkeit von p < 0,05 angenommen. Ergebnisse: In allen 16 untersuchten Geweben von Pute und Huhn konnte nach Infektion mit Tachyzoiten, Zysten oder Oozysten T. gondii-DNA detektiert werden. Nach Tachyzoiteninfektion waren bei der Pute insgesamt 15,9 % der Gewebeproben positiv für T. gondii-DNA, wobei es sich bei 7,8 % der Proben um essbare Gewebe (Oberschenkel-, Unterschenkel-, Brustmuskulatur, Herz, Leber, Muskelmagen) handelte. Zwischen den vier Untersuchungszeitpunkten waren bei der Pute keine signifikanten Unterschiede in der Nachweisrate feststellbar. Bei Hühnern führten die Infektionen mit Tachyzoiten zu vier Nachweisen (2,1 %) von T. gondii, davon in drei Proben fünf Wochen p.i. (Pankreas, Unterschenkelmuskulatur, Retina) und in einer Probe zehn Wochen p.i. (Herz). Ein statistischer Vergleich der Untersuchungszeitpunkte war aufgrund der wenigen positiven Befunde nicht möglich. Die Infektionen mit Zysten oder Oozysten ergaben hohe Nachweisraten in Gehirn (Pute 44,4 % - 64,1 %, Huhn 18,8 % - 38,5 %) und Herz (Pute 5,6 % - 28,2 %, Huhn 31,3 % - 53,8 %). sowie Muskelmägen (Pute 16,7 % - 20,5 %, Huhn 6,3 % - 25,6 %). Bei Infektionen mit Oozysten der Typ II-Stämme stiegen mit der Infektionsdosis auch die Positivraten bei Huhn und Pute. Infektionen mit dem Typ III-NED-Stamm führten zu signifikant niedrigeren Nachweisraten bei Huhn (1,9 %) und Pute (5,7 %) als solche mit den Typ II-Stämmen ME49 (Huhn: 16,4 %, Pute: 18,8 %) und CZ-Tiger (Huhn: 27,8 %; Pute: 11,7 %). Eine Serokonversion trat bei Huhn und Pute ab einer Woche p.i. auf. Mit steigender Dosis von Typ II-Stamm Oozysten war bei beiden Spezies eine frühere Serokonversion nachweisbar. Schlussfolgerungen: Das in der vorliegenden Arbeit etablierte In vivo-Modell ist geeignet, Hühner und Puten auf verschiedenen Wegen mit T. gondii zu infizieren. Die Nachweise von T. gondii-DNA in Organen und Geweben, auch in zum menschlichen Verzehr genutzten, bei Hühnern bis zu fünf Wochen p.i. und Puten bis zu 16 Wochen p.i. zeigen eine Persistenz von T. gondii bis mindestens zur Schlachtreife an. Das Risiko einer Infektion des Verbrauchers mit T. gondii beim Verzehr von nicht ausreichend gegartem Geflügelfleisch oder Geflügelfleischerzeugnissen oder dem Umgang mit rohem Fleisch oder sonstigem Gewebe von Geflügel ist demzufolge grundsätzlich gegeben. Die Rolle von Geflügel oder anderen Vögeln in der Epidemiologie der humanen Toxoplasmose ist aber noch nicht gänzlich klar und verdient weitere Aufmerksamkeit.:1. Einleitung 2. Literatur 2.1. Toxoplasma gondii 2.1.1. Erreger 2.1.2. Entwicklungszyklus 2.1.3. Genetik und Virulenz 2.1.4. Nachweismöglichkeiten 2.1.4.1. Bioassay 2.1.4.2. Polymerase-Kettenreaktion 2.1.4.3. Serologie 2.2. Bedeutung für den Menschen 2.2.1. Humane Toxoplasmose 2.2.2. Risikofaktoren 2.3. Bedeutung der Toxoplasmose des Geflügels 2.3.1. T. gondii-Infektion des Huhnes 2.3.2. T. gondii-Infektion der Pute 3. Publikationen 3.1. Publikation 1 3.2. Publikation 2 3.3. Publikation 3 3.4. Publikation 4 4. Diskussion 4.1. Klinische Beobachtungen 4.2. Serologische Untersuchungen 4.2.1. Serokonversion und Infektionsstadium 4.2.2. Serokonversion und Infektionsdosis 4.2.3. Serokonversion und Infektionsstamm 4.3. Gewebeverteilung 4.3.1. Persistenz von T. gondii im Gewebe von Geflügel 4.3.2. Prädilektionsstellen bei Hühnern und Puten 4.3.3. Einflussfaktoren auf die Organverteilung 4.3.4. Einfluss der Methodik 4.4. Weitere Einflussfaktoren auf die Untersuchungen 4.5. Zusammenfassung der Diskussion 5. Zusammenfassung 6. Summary 7. Literaturverzeichnis Danksagung

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Die Protothekenmastitis des Rindes ist eine therapieresistente, weltweit vorkommende Infektionskrankheit. Das ätiologische Agens, die farblose Alge Prototheca (P.) zopfii, kommt ubiquitär in feuchten Habitaten vor und verursacht fakultativ akute bis chronische Entzündungen des Rindereuters. Es gibt Hinweise auf das Vorkommen eines speziellen, Mastitis-assoziierten Biotyps von P. zopfii, der sogenannten Variante II. Durch die oft zu beobachtende endemische Ausbreitung in Milchviehbeständen sowie durch die nachhaltige Therapieresistenz, welche oft zum wirtschaftlichen Totalverlust der betroffenen Milchkühe führt, stellen Protothekenmastitiden beim Rind ein großes ökonomisches Problem für den betroffenen Betrieb dar. Da bisher nur sehr beschränkte Erkenntnisse zur lokalen und systemischen Immunantwort sowie zur Erregerausscheidung im Verlaufe der Protothekenmastitis des Rindes vorlagen, wurden die verschiedenen klinischen Stadien dieser Infektion serologisch, kulturell sowie durch Bestimmung der Zahl der somatischen Zellen in der Milch charakterisiert. Zu diesem Zwecke wurden drei verschiedene ELISA-Systeme entwickelt, die anschließend auch auf ihren möglichen Einsatz bei der Diagnostik der Protothekenmastitis hin untersucht wurden. Dies geschah in einem hochgradig an Protothekenmastitis erkrankten Milchviehbestand. Darüber hinaus wurden verschiedene Isolate von P. zopfii auxanographisch, biochemisch, serologisch und genetisch untersucht, um eine Differenzierung innerhalb der Algenspezies P. zopfii vornehmen zu können. Anhand der auxanographischen, biochemischen, serologischen und genetischen Untersuchungen war eine eindeutige Differenzierung von drei verschiedenen Bio-, Sero- und Genotypen innerhalb der Algenspezies P. zopfii möglich. Alle untersuchten Mastitisisolate konnten eindeutig der Variante II von P. zopfii zugeordnet werden, womit dieser Variante eine besondere epidemiologische Bedeutung bei der Entstehung der Protothekenmastitis des Rindes zu zukommen scheint. Die Untersuchungen dieser Arbeit zeigen, dass akut infizierte Tiere sowohl die höchsten Antikörperaktivitäten an IgG im Blutserum sowie an IgA und IgG1 im Milchserum als auch die höchsten Gehalte an somatischen Zellen in der Milch aufweisen. Chronisch infizierte Milchkühe weisen zum Teil sehr hohe Antikörperaktivitäten in der Milch auf und unterschieden sich nicht signifikant von akut infizierten Tieren. Demgegenüber weisen diese chronisch infizierten Tiere signifikant höhere IgG-Aktivitäten im Blutserum sowie IgA- und IgG1-Aktivitäten in der Milch auf als nicht infizierte Tiere. Somit ist eine eindeutige Differenzierung zwischen infizierten und nichtinfizierten Kühen möglich. Die ELISAs zum Nachweis von spezifischem IgA und IgG1 im Milchserum erwiesen sich als besonders geeignet, um infizierte Kühe zu identifizieren. Beide serologischen Testsysteme wiesen Sensitivitäten von 96,3 % für IgA sowie 92,6 % für IgG1 und Spezifitäten von 94,4 % (IgA) und 96,3 % (IgG1) auf. Demgegenüber wies der ELISA zum Nachweis von spezifischem IgG im Blutserum bei einer Spezifität von 100 % nur eine Sensitivität von 81,5 % auf. Die sehr gute Reproduzierbarkeit der Tests wurde durch Intra-Assay-Variationen von 6,08 % für den Nachweis von IgA im Milchserum und 7,20 % für IgG1 sowie durch die geringe Inter-Assay-Variation von 6,32 % (IgA) und 9,74 % (IgG1) belegt. Der Einsatz dieser Testsysteme bei der Sanierung eines hochgradig mit P. zopfii infizierten Milchviehbestandes zeigte, dass die serologische Diagnostik dem bisher gebräuchlichen kulturellen Erregernachweis bei der Identifikation intermittierender Erregerausscheider überlegen ist. Es wurde deutlich, dass 70,5% der infizierten Tiere die Erreger über einen Zeitraum von 12 Monaten permanent ausschieden und mindestens weitere 4,9 %, wahrscheinlich jedoch wesentlich mehr, dieser infizierten Tiere intermittierende Erregerausscheider waren. Somit scheint der serologische Erregernachweis für die Diagnostik der Protothekenmastitis des Rindes besser geeignet zu sein als die kulturelle Diagnostik. Dabei wurde die höchste Sensitivität durch die Kombination des Nachweises von spezifischem IgA und IgG1 im Milchserum erzielt. / Protothecosis is a severe, often endemic mastitis in cattle caused by colorless algae of the genus Prototheca. Only little and insufficient knowledge about the organism itself, and the host immune response to this infection existed. Therefore, the aim of this thesis was to characterize the local and systemic immune response and the possible elimination or persistence of the pathogen in the host. To gain more information on the specific immune response, different clinical stages of infection were characterized serologically, culturally, and by determination of the number of the somatic cells in milk. Three different ELISA systems were developed, which were also examined for their diagnostic application potential. For the investigations, a dairy herd highly infected with Prototheca zopfii and severe clinical manifestation of protothecal mastitis was used. The ELISA was evaluated using serum and whey from animals with different clinical stages of infection. As antibody isotypes, IgG in serum, and IgA and IgG1 in whey were used. In addition, different isolates of P. zopfii were biochemically, serologically, and genetically examined in order to allow a differentiation of individual isolates within the species P. zopfii. The biochemical, serological and genetic investigations allowed a clear differentiation of the three known Variants of P. zopfii. All examined mastitis isolates could be assigned to variant II of P. zopfii. Therefore, it can be concluded that this variant has a particular epidemiological significance in the etiology of bovine protothecal mastitis. The serological investigations showed high antibody activities during acute and chronic stage of infection. The antibody activity was low in chronically infected, but presently cultural negative animals and also in uninfected animals. A strong correlation was observed between whey IgA and whey IgG1 antibody activity and the count of somatic cells in milk. Whereas, only a weak correlation exists to the number of algae cells excreted with the milk. A sensitivity of 96 % and a specificity of 94 % were calculated for the ELISA based on IgA levels. The ELISA for detection of specific IgG1 in whey shows a sensitivity of 92,6 % and a specificity of 96,3 %. Intra-assay and interassay variations were calculated to be at 6.08 % and 6.32 %, respectively. Based on these data, these ELISAs are suitable for discrimination between infected and uninfected animals, and might therefore be used for the screening of affected herds. When used in the remediation of a high-grade infected dairy herd the serological showed clear advantages in the identification of intermittent shedders. By culturing of Prototheca from milk, it was shown that 70.5% of the infected animals were permanent shedders, whereas 4.9 % were intermittent shedders. Since intermittent shedders could be clearly identified serologically, but might not be recognized by culturing, it can be assumed that serological diagnostics is more suitable for the identification of inapparently infected, intermittent shedders.