Wir nutzten in dieser Studie den apikomplexen Parasiten Eimeria falciformis als Modell. Unsere Ergebnisse zeigen, dass das in infizierten Wildtypmäusen dominierende Zytokin IFN-γ für Immunschutz und für die Entwicklung der Darmpathologie entbehrlich war. E. falciformis-infizierte IFN-γR-/- and IFN-γ-/- Mäuse zeigten extremen Körpergewichtsverlust und starke Pathologie im Darm. Die Entwicklung des Parasiten in diesen Mäusen war überraschenderweise reduziert. Diese Beobachtungen gingen mit einer drastisch erhöhten Produktion von parasiten-spezifischem IL-17A und IL-22 durch CD4+ T Zellen einher. Gleichzeitige Neutralisierung von IL-17A und IL-22 in E. falciformis-infizierten IFN-γR-/- Mäusen verringerte den Körpergewichtsverlust und die Darmpathologie, und führte zu einer erhöhten Ausscheidung von Parasiten. Die Behandlung einer E. falciformis-infizierten intestinalen Epithelzelllinie mit IL-17A oder IL-22 führte zu einer signifikant reduzierten Entwicklung von E. falciformis in vitro. Diese Daten demonstrieren erstmalig einen anti-parasitären Effekt von IL-22 im Darm und deuten auf redundante Rollen von IL-17A und IL-22 im Hinblick auf die Förderung von Darmpathologie in Abwesenheit von IFN-γ hin. Um E. falciformis als Modellsystem weiter zu entwickeln, haben wir die Transfektion von E. falciformis Sporozoiten mit verschiedenen Plasmiden die den Reporter YFP und den Resistenzmarker DHTS enthalten etabliert. Rektal in Mäuse injizierte Sporozoiten entwickelten sich erfolgreich zu Oocysten, wenn auch mit geringerer Effizienz im Vergleich zur oralen Infektion mit Oozysten. Wiederholte in vivo Selektion YFP-exprimierender Oozysten führte zu Populationen mit maximal 34 % YFP-exprimierenden Parasiten. Wir demonstrieren in dieser Arbeit zum ersten Mal die Transfektion von E. falciformis und zeigen Perspektiven im Hinblick auf die Etablierung einer stabil transgenen Parasitenlinie auf. / The roles of Th1 and Th17 responses as mediators of host protection and pathology in the intestine are the subjects of intense research. Here we investigated a model of intestinal inflammation driven by the intracellular apicomplexan parasite Eimeria falciformis. Although IFN-γ was the predominant cytokine during E. falciformis infection in wild type mice, it was found to be dispensable for host defence and the development of infection-driven intestinal inflammation. E. falciformis-infected IFN-γR-/- and IFN-γ-/- mice developed dramatically exacerbated body weight loss and intestinal pathology, but surprisingly harboured fewer parasites. This was associated with a striking increase in parasite-specific IL-17A and IL-22 production in the mesenteric lymph nodes and at the site of infection. Concurrent neutralisation of IL-17A and IL-22 in E. falciformis infected IFN-γR-/- mice resulted in a reduction in infection induced body weight loss and inflammation and significantly increased parasite shedding. Taken together these data demonstrate for the first time an anti-parasitic effect of IL-22 during an intestinal infection and suggest that IL-17A and IL-22 have redundant roles in driving intestinal pathology in the absence of IFN-γ signalling. To further develop E. falciformis as a model system, we established transfection of E. falciformis sporozoites using various plasmids that contain the fluorescent reporter YFP and the resistance marker DHTS. Sporozoites applied rectally to mice were shown to complete their life cycle, albeit with a lower efficiency in comparison to oral infection with oocysts. Repeated in vivo selection using pyrimethamine and/or FACS and manual sorting led to a maximum percentage of 34 % YFP-expressing oocysts. Taken together, we demonstrate for the first time transfection of E. falciformis and provide perspectives for further work on the establishment of a stable transgenic parasite line.

Eimeria falciformis ist ein Apicomplexa-Parasit, welcher das Blinddarmepithel der Maus befällt. Aufgrund des monoxenen Lebenszyklus in einem exzellent-erforschten Wirt, bietet sich E. falciformis als Modellorganismus an, um Wirts-Parasit-Interaktionen zu untersuchen. Im Rahmen dieser Arbeit wurden mit Hilfe von Genexpressionsanalysen bei E. falciformis-infizierten Zellen und Mäusen Wirtsfaktoren identifiziert, welche für die in vitro bzw. in vivo Entwicklung des Parasiten vonnöten sind. Der Transkriptionsfaktor c-FOS (FBJ osteosarcoma oncogene) zeigte eine erhöhte Expression bei der Infektion einer Epithelzelllinie mit E. falciformis. C-FOS ist ein Bestandteil des AP-1 (activator protein 1) Komplexes, welcher die Transkription zahlreicher Gene unterschiedlichster Funktion steuert. Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Entwicklung von E. falciformis in Zellen, welche den Transkriptionsfaktor nicht besitzen (c-FOS knockout Zellen) beeinträchtigt war. Diese Beobachtung betont eine mögliche Ausbeutung des Transkriptionsfaktors des Wirtes durch den Parasiten. In E. falciformis-infizierten Mäusen war die Expression des Enzyms Indoleamin 2,3-Dioxygenase (IDO1) bemerkenswert induziert. IDO1 katalysiert die erste und geschwindigkeits-bestimmende Reaktion des Tryptophan-Abbaus innerhalb des Kynurenin-Stoffwechselweges. Wir zeigen in dieser Studie, dass in den E. falciformis-infizierten Epithelzellen IDO1 IFN-gamma abhängig induziert wird. Das Wachstum des Parasiten war zudem beeinträchtigt in IDO1-/- Mäusen sowie in Mäusen, in welchen zwei weiterer Enzyme des Kynurenin-Stoffwechselweges pharmakologisch inhibiert wurden. Bemerkenswerterweise konnte das Parasitenwachstum in IDO1-/- Mäusen durch Gabe von Xanthurensäure, ein Nebenprodukt des Tryptophan-Abbaus, auf Wildtyp-Niveau angehoben werden. Diese Daten demonstrieren, dass sich der intrazelluläre Parasit E. falciformis die wirtseigenen Verteidigungsmechanismen (IFN-gamma, IDO1) für seine eigene Entwicklung zu Nutze macht. / Eimeria falciformis is a highly host- and tissue-specific parasite of murine caecum epithelium. Its monoxenous life cycle in a well-investigated host makes it an excellent model to examine parasite-host interactions. To identify the host determinants of the parasite infection, this work involved the comparative in vitro and in vivo analyses of mouse gene modulation by E. falciformis. The in vitro microarray analyses identified the transcription factor FBJ osteosarcoma oncogene (c-FOS) as highly induced during E. falciformis infection. C-FOS is part of the activator protein 1 (AP-1) complex, which controls the transcription of genes involved in various biological processes. We show that infection of c-FOS-deficient mouse cells results in an impaired development of E. falciformis, highlighting an exploitation of the host transcription factor by an apicomplexan parasite. Our ex vivo gene expression analyses using mouse caecum cells revealed a substantial modulation of the host transcriptome. The indoleamine 2,3-dioxygenase 1 (IDO1), the first and rate-limiting enzyme of tryptophan catabolism in the kynurenine pathway, was one of the most up-regulated epithelial transcripts. Induction of IDO1 supposedly depletes tryptophan in host cells, which is proposed to inhibit the in vitro growth of pathogens auxotrophic for this essential amino acid. We show that E. falciformis induces IDO1 in the epithelial cells in an IFN-gamma-dependent manner. The absence or inhibition of IDO1 and two downstream enzymes of the pathway in the mouse impairs parasite growth. Noticeably, the parasite development was entirely rescued by xanthurenic acid, a by-product of tryptophan catabolism. These data demonstrate contrasting roles of IFN-gamma signaling and a conceptual subversion of the host defense (IFN-gamma, IDO1) by an intracellular pathogen for progression of its natural life cycle.

Parasiten durchlaufen in ihrem Lebenszyklus morphologisch verschiedene Stadien. Die Kontrolle des Übergangs zwischen den Stadien kann die Transmission in einen neuen Wirt begünstigen. Bei vielen Parasiten ist unbekannt, welche Faktoren die Progression des Lebenszyklus beeinflussen. Der Ablauf kann genetisch prädeterminiert sein (kanalisiert) oder von äußeren Einflüssen abhängen (phänotypische Plastizität). Hier wurde die Progression des Lebenszyklus zweier Darmparasiten in Mäusen untersucht. Die Oozysten von Eimeria falciformis wurden quantifiziert und die Transkriptome von Parasit und Wirt wurden in Mäusen unterschiedlicher Immunkompetenz analysiert. Wenngleich erwartet wurde, dass die Immunantwort einen Stressor für das Pathogen darstellt, hatte die Immunkompetenz des Wirts keine Auswirkungen auf den Zeitpunkt der Oozystenausscheidung und das Transkriptomprofil des Parasiten. E. falciformis konnte nicht von der Immunschwäche des Wirtes profitieren; ist also hinsichtlich der Immunantwort des Wirts genetisch kanalisiert. In G. duodenalis wurde untersucht, inwiefern die Progression des Lebenszyklus, d.h die Trophozoitenreplikation bzw. die Zystenausscheidung, von Arginin abhängt. Die Replikation der Trophozoiten war nicht von Arginin aus der Nahrung abhängig; die Ausscheidung infektiöser Zysten war unter argininarmen Bedingungen jedoch verringert. Dies lässt vermuten, dass der Ablauf des Lebenszyklus von G. duodenalis, insbesondere die Enzystierung, an die Argininzufuhr gekoppelt ist. Die Umstellung des Metabolismus von G. duodenalis hin zur Produktion eines wichtigen Zystenwandbestandteils wird hier als mechanistische Verbindung zwischen ATP-Erzeugung aus Arginin in Nichtsäugetieren (Arginindihydrolase-Stoffwechselweg), verringerter Glykolyse und der Zystenwandsynthese erörtert. Somit könnte Arginin als Stimulus für phänotypische Plastizität bei der Enzystierung von G. duodenalis dienen. / Eukaryotic parasites have life cycles with morphologically distinct stages. Accurate timing of the conversion from one stage into another can be beneficial for transmission into a new host. Often little is known about determinants for such life cycle progression or the genes involved. Timing can be genetically pre-determined (canalized) or depend on exposure to a stimulus (phenotypic plasticity). Here, life cycle progression of two unicellular intestinal parasites was investigated in mice. For Eimeria falciformis, oocyst stage parasites were quantified, and parasite and host transcriptomes analyzed in differently immune competent hosts. Host immune response stimuli are expected to induce stress on the pathogen, but different host immune competences did not change the timing of oocyst shedding or influence parasite transcriptome profiles. E. falciformis was unable to benefit from hosts with weakened immune responses. It is therefore an example of a genetically canalized parasite with regards to host immune stimulus. In Giardia duodenalis, dependence on arginine for life cycle progression was investigated. The in vivo relevance for parasite replication is unknown. Trophozoite stage replication and cyst shedding were assessed in hosts fed normal and arginine-free diets. G. duodenalis did not depend on dietary arginine for trophozoite replication, but infective cysts were reduced in number under arginine-poor conditions. Dependence on arginine for life stage switching suggests that G. duodenalis could time progression by encysting upon arginine exposure. G. duodenalis metabolic reprograming to generate a major cyst wall component is discussed as a strategy to mechanistically link 1) non-mammalian ATP generation (arginine dihydrolase pathway) from arginine with 2) decreased glycolytic flux and 3) cyst wall generation. Therefore, arginine may be an external stimulus for phenotypic plasticity of encystation in G. duodenalis.

In den vorliegenden Studien wurden verschiedene diagnostische Verfahren zum Nachweis von Protozoen und Nematoden im Hinblick auf Sensitivität, Arbeitsaufwand und Kosten miteinander verglichen. Zudem wurde die Eignung der PCR zur molekularen Charakterisierung der Cryptosporidium spp. exemplarisch an Igelkotproben getestet. Bei der Untersuchung von 90 Ferkelkotproben auf I. suis war die Sensitivität eines Kotausstriches mit nachfolgender Autofluoreszenzmikroskopie (AM) signifikant höher als bei einem Flotationsverfahren (FV) mit NaCl-Zucker-Lösung und bei dem kombinierten Sedimentations-Flotations-Verfahren (KSFV) mit verschiedenen Flotationslösungen (NaCl, ZnSO4, NaCl-Zucker-Lösung) mit nachfolgender Lichtmikroskopie. Zudem ist der Arbeitsaufwand für die AM deutlich geringer als bei dem FV und KSFV. Die höheren apparativen Kosten für die AM sind bei hohem Probendurchsatz durch den geringeren Zeitaufwand und der höheren Sensitivität gerechtfertigt. Die Anzahl Kryptosporidien-positiver Proben war bei der Untersuchung von 103 Kälberkotproben auf Cryptosporidium sp. mittels Enzymimmunoassays (EIA; ProSpecT® Cryptosporidium Microplate Assay) im Vergleich zur Karbolfuchsin-Färbung (CF) nach HEINE (1981) und der modifizierten-Ziehl-Neelsen-Färbung (MZN) nach HENRIKSEN u. POHLENZ (1982) am höchsten und signifikant höher als bei der Anwendung der MZN, wenn 10 Blickfelder durchmustert wurden. Bei der Untersuchung von 74 Igelkotproben auf Cryptosporidium sp. mittels EIA (ProSpecT®), einem immunochromatographischen Verfahren (FASTest® CRYPTO Strip), der MZN nach HENRIKSEN u. POHLENZ (1981) und einem direkten Immunfluoreszenz-Test (IFA; MERIFLUOR Cryptosporidium/Giardia) wurden in 9 (EIA), 10 (FASTest®), 11 (MZN) und 12 (IFA) Proben Cryptosporidium sp. nachgewiesen. Der Arbeitsaufwand des FASTest® und der CF ist mit dem EIA vergleichbar, während der IFA und die MZN mehr Zeit benötigen. Die Anwendung des FASTest®, des IFA und des EIA ist mit höheren Kosten verbunden als bei den Färbemethoden, können aber gut in den Arbeitsablauf eines diagnostischen Labors eingefügt werden und sind einfach auszuwerten. Darüber hinaus wurden 45 Kotproben, welche bis zu 27 Tage bei verschiedenen Temperaturen (+6 °C, +16 °C, +30 °C, +40 °C) gelagert wurden, untersucht, um einen Einfluss der Temperatur auf das Untersuchungsergebnis von EIA, CF und MZN zu ermitteln. Während sich die Anzahl positiver Proben bei der Untersuchung mit den Färbemethoden temperatur- und zeitabhängig reduzierte, wurde das Untersuchungsergebnis mittels EIA von der Lagerungstemperatur nicht beeinflusst, so dass ungekühlt transportierte Proben vorzugsweise mit dem EIA untersucht werden sollten. Dagegen ist die CF aufgrund ihrer einfachen und preiswerten Durchführung zur Untersuchung einer hohen Anzahl an Proben geeignet, sofern eine ununterbrochene Kühlung der Proben gewährleistet ist und diese innerhalb von drei Tagen untersucht werden. Der FASTest® ist zur Anwendung in Tierarztpraxen und Ställen geeignet, da zur Untersuchung kein Mikroskop benötigt wird und die Resultate schnell vorliegen. Die Verwendung des IFA, der Kryptosporidien-Oozysten und Giardien-Zysten nachweist, bietet sich vor allem bei Proben an, die auf beide Protozoen untersucht werden sollen. Das Vorkommen der Kryptosporidiose bei unterentwickelten und geschwächten Igeln, welche zum Überwintern in Igelstationen aufgenommen werden, ist hoch. Von 188 untersuchten Igelkotproben konnten in 29,8 % der Proben Cryptosporidium spp. nachgewiesen werden. Durch die Genotypisierung der Kryptosporidien aus 15 positiven Igelkotproben mittels RFLP-PCR basierend auf dem 18S rRNA-Gen konnte in allen untersuchten Proben die Präsenz von C. parvum gezeigt werden. Mit Hilfe der Multilocus-Sequenz-Typisierung der Fragmente des 60kDa Glycoprotein-Gens, des 18S rRNA-Gens, des Actin-Gens und des 70 kDa Hitzeschockprotein-Gens konnten drei verschiedene Subtypen-Familien (IIa, IIc und eine neue als VIIa vorgeschlagene Subtypen-Familie) erkannt werden. Die von den Igeln ausgeschiedenen Kryptosporidien-Oozysten mit zum Teil nachgewiesenem zoonotischen Potential (IIa Subtypen-Familie) könnten eine Infektionsquelle für den Menschen sein, aber auch ein antropozoonotisches Potential (IIc Subtypen-Familie) sollte in Betracht gezogen werden, so dass die Hygiene in den Igelstationen einen hohen Stellenwert einnehmen sollte. Die Untersuchungsergebnisse zum Nachweis von Eimeria-Arten beim Kalb von 70 Sammelkotproben, hergestellt aus 10 Einzelkotproben (SKP10), bzw. von 30 Sammelkotproben, zusammengesetzt aus 5 Einzelkotproben (SKP5), wurden mit denen der zugehörigen Einzelkotproben (EKP) verglichen. Die Resultate der EKP (arithmetischer Mittelwert) und der zugehörigen SKP weisen mit den signifikant häufigeren Abweichungen im Bereich von bis zu 100 Oozysten pro Gramm Kot (OpG) eine geringe Differenz zwischen den beiden Verfahren auf. Durch den sicheren Nachweis von Eimeria-Oozysten bei einem erwarteten Oozystengehalt von nur 202 OpG (SKP10) und 122 OpG (SKP5) ist die Untersuchung von Kälbersammelkotproben, eine Methode mit geringem Arbeitsaufwand und geringen Untersuchungskosten, zum Nachweis einer klinischen oder subklinischen Kokzidiose geeignet. Bei 51 Pferdekotproben wurde jeweils dreimal das kombinierte Sedimentations-Flotations-Verfahren (KSFV), wobei die Entnahme von verschiedenen Lokalisationen der Kotprobe (aus der Randregion, dem Inneren oder aus beiden Lokalisationen) erfolgte, und jeweils dreimal das KSFV mit vorheriger Homogenisierung einer größeren Kotmenge zum Nachweis von Nematodeneier durchgeführt. Eine Anhäufung der Strongyliden- und Ascarideneier in einem bestimmten Bereich der Proben konnte durch die Untersuchungen der verschiedenen Lokalisationen (á 10 g Kot) nicht nachgewiesen werden, so dass eine weitgehend homogene Verteilung dieser Nematodeneier in einer Pferdekotprobe wahrscheinlich ist. Zudem konnten die Untersuchungsergebnisse des KSFV, bei welchem 10 g Kot untersucht werden, durch die vorherige Homogenisierung einer größeren Probenmenge nicht verbessert werden. Zum Nachweis von Nematoden beim Pferd sollte dem Labor eine ausreichende Probenmenge (ca. 50 g) zugesandt werden. Die Homogenisierung einer größeren Probenmenge vor der Durchführung einer diagnostischen Methode, bei der Aliquote von mindestens 10 g Kot Verwendung finden, ist unnötig. / The studies presented were carried out to compare different diagnostic methods for detection of protozoa and nematodes regarding sensitivity, expenditure of human labour and costs. Besides, the ability of the PCR for the molecular characterization of the Cryptosporidium spp. was tested exemplarily in faecal samples of hegdehogs. The examination of ninety faecal samples of suckling piglets showed a significantly higher sensitivity of faecal smears examined by autofluorescence microscopy (AM) compared to the flotation method (FV) using NaCl-sucrose solution and the combined sedimentation-flotation method (KSFV) using different flotation solutions (NaCl, ZnSO4, NaCl-sucrose) scanned by bright field microscopy. Moreover the expenditure of human labour by AM is considerably lower than FV and KSFV. The costs related to equipment for AM is justified in case of high sample throughput and by superior sensitivity. The enzyme immunoassay (EIA; ProSpecT® Cryptosporidium Microplate Assay) was the most sensitive method for diagnosis of cryptosporidiosis in calves (n = 103) compared to the carbol fuchsin (CF; HEINE 1981) and modified Ziehl-Neelsen (MZN; HENRIKSEN a. POHLENZ 1982) staining techniques. The sensitivity of the EIA was significantly higher than the MZN, if ten fields of view were scanned. 74 faecal samples of hedgehogs were examined with the EIA (ProSpecT®), an immunochromatographic method (FASTest® CRYPTO Strip), the MZN (HENRIKSEN u. POHLENZ (1981)) and a direct immunofluorescent assay (IFA; MERIFLUOR Cryptosporidium/Giardia). Cryptosporidium sp. were detected in 9 (EIA), 10 (FASTest®), 11 (MZN) und 12 (IFA) faecal samples. The hands on time of the FASTest® and CF is comparable to EIA while the IFA and MZN are more time-consuming. The examination of the FASTest®, IFA and EIA is combined with higher costs than the staining techniques, but they can be integrated in the work flow of a routine diagnostic laboratory easily and evaluation is simple. Moreover 45 faecal samples stored up to 27 days at different temperature (+6 °C, +16 °C, +30 °C, +40 °C) were examined to evaluate the influence of temperature on the results of EIA, CF and MZN. While the number of the positive samples of stained smears decreased in a temperature and time-dependent manner, the results of the EIA were not influenced by sample storage at any temperature, so that samples transported without cooling should be examined preferably by EIA. Nevertheless the CF due to its simplicity and low costs is suited for scanning of a high number of samples, if they were cooled continuously and examined within three days. The FASTest® is qualified for use in veterinary practice and stables, because the examination requires no microscope and the results are obtained immediately. The IFA, which can detect Crypotsporidium oocysts as well as Giardia cysts, is suited especially for faecal samples suspected to contain both protozoa. Cryptosporidial infections are very frequent in hedgehogs which are admitted for hibernation to hedgehog rehabilitation centres because of their insufficient body weight and weakness. Cryptosporidium spp. were detected in 29.8 % of 188 faecal samples of hedgehogs. The genotyping of Cryptosporidium spp. by PCR and RFLP-PCR based on the 18S ribosomal RNA gene were performed on 15 faecal samples of hedgehogs positive for Cryptosporidium spp. and suggested the presence of C. parvum in all samples. Multilocus sequence typing on partial 60 kDa glycoprotein gene, 18S rRNA gene, actine gene, 70 kDa heat shock protein gene sequences revealed 3 different subtype families: IIa, IIc and a new proposed as VIIa subtype family. Some of the Cryptosporidium oocysts excreted from hedgehogs are zoonotical (IIa subtype family) or anthropozoonotic(IIc subtype family). Thus hygienic measurements to avoid transmission are essential in hedgehog rehabilitation centres. The results of examination of 70 pooled faecal samples originating from 10 calves (SKP10) and 30 pooled faecal samples originating from 5 calves (SKP5) for detection of Eimeria spp. were compared with the arithmetic means of opg (oocysts per gram of faeces) counts of the respective single 10 or 5 samples. A low difference between both methods of less than 100 opg was significantly more frequently observed than higher differences. Low values of 202 opg and 122 opg were reliably detected in SKP10 und SKP5, respectively, and thus examination of pooled faecal samples appears to be suitably sensitive and cost effective to detect clinical and subclinical coccidiosis in calves. 51 faecal samples of horses were examined three times by KSFV for nematode eggs by taking aliquots from different locations of the same faecal samples (from the margin, from inside and from both locations). Thereafter the KSFV with the homogenisation of a larger amount of faeces was also carried out three times. The examination of samples from the different locations (each 10 g of faeces) delivered no evidence for accumulation of nematode eggs (strongyles and Parascaris equorum) in the faeces and thus the distribution of the nematode eggs appears sufficiently homogeneous in faecal samples of horses. Homogenisation of a larger amount of faeces did not improve the results of coproscopy. For diagnostic purposes 50 g faeces per sample should be shipped to the laboratory. The homogenisation of a larger amount of faeces before using a diagnostic method is dispensable, if aliquots of 10 g faeces are examined.

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.

http://www.marth.com/tkuehn/diss/diss_32_abstract.html / http://www.marth.com/tkuehn/diss/diss_32_abstract.html

Einleitung: Eimeria (E.) spp. und Toxoplasma (T.) gondii sind intrazelluläre Protozoen aus dem Phylum Apicomplexa und stellen bedeutende Pathogene dar. Infektionen mit Eimeria spp. sind Auslöser der Kokzidiose, welche eine der ökonomisch bedeutsamsten Erkrankungen in der Geflügelproduktion darstellt. Die Toxoplasmose des Huhnes hingegen verläuft in der Regel subklinisch. Da beide Parasiten, Eimeria spp. und Toxoplasma gondii, weltweit verbreitet sind, können natürliche Koinfektionen auftreten. Prävalenzstudien mit Hilfe molekularer und serologischer Untersuchungsmethoden sind geeignet, um die Vorkommen, Verbreitung, und Speziesidentität von einzelnen Apicomplexa zu untersuchen, was zu besserer Diagnose, Kontrolle, und Bestandsüberwachung beiträgt. Trotz vorliegender Hinweise, dass bei Koinfektionen zu einer Interaktion zwischen Eimeria und Toxoplasma kommt, existieren Erkenntnislücken hinsichtlich der Häufigkeit und der Bedeutung von natürlichen Koinfektionen des Huhnes unter Feldbedingungen, insbesondere mit Augenmerk auf verschiedene Nutzungstypen, Produktions- und Haltungsbedingungen. Ziele der Untersuchungen: Die Ziele der Untersuchungen waren die Erhebung der Prävalenzen von verschiedenen Eimeria spp. und von T. gondii bei Hühnern, sowie die Häufigkeit ihres Auftretens als Einzel- und Koinfektionen unter Feldbedingungen unter Berücksichtigung verschiedener Nutzungstypen und Haltungsbedingungen in Griechenland. Tiere, Material und Methoden: Die Auswahl der für diese Feldstudie untersuchten Hühnerbestände erfolgte auf Basis der Anzahl von kommerziellen Hühnerhaltungen in drei Hauptregionen Griechenlands. Nach offiziellen Angaben des griechischen Ministeriums für Ländliche Entwickung und Lebensmittel konzentriert sich die griechische Geflügelindustrie hauptsächlich auf Epirus (im Nordwesten), Zentralmazedonien, und Zentralgriechenland. Die Probenentnahme erfolgte in kommerziellen und Hinterhofhaltungen, wobei die Probenanzahl proportional zur Anzahl entsprechender Haltungsformen in der jeweiligen Region gewählt wurde (n = 50). Es wurden Legehennen (n = 21), langsam wachsende Broiler (n = 15) und Hinterhofhühner beprobt (n = 14), welche verschiedenen Produktions- und Haltungsbedingungen zugeordnet waren (Haltung in ausgestalteten Käfigen, Bodenhaltung mit Einstreu und Biohaltung). Konventionelle intensive Broileraufzuchten wurden nicht berücksichtigt. Für die Erhebung der Häufigkeiten von Eimeria spp.-Infektionen wurden aus allen ausgewählten Beständen Einstreuproben gesammelt (n = 756). Die Broilerherden wurden zu einem Zeitpunkt bei der Schlachtung erneut beprobt, indem die Därme der Einzeltiere gesammelt wurden (n = 162). Die Einstreu-/Darminhaltsproben wurden quantitativ mittels McMaster-Verfahrens auf den Eimeria spp.-Oozystengehalt (als Oozysten pro Gramm Kot, OPG) untersucht. Die Eimeria-Oozysten aus positiven Proben wurden für weitere molekulare Analysen aufgereinigt und aufbewahrt. Die Eimeria-Speziesbestimmung erfolgte durch spezies-spezifische DNA-Nachweise, und die Quantifizierung der einzelnen Arten erfolgte semiquantitativ. Um die Häufigkeit von T. gondii-Infektionen zu bestimmen, wurden Blutproben (n = 1,021) von Einzeltieren zur serologischen Untersuchung mittels TgSAG1 ELISA entnommen, zeitgleich zur o. g. Beprobung der Bestände für die Einstreuproben. Für Hinterhofhaltungen mit Tieren variablen Alters wurden ältere Tiere bevorzugt beprobt, und in kommerziellen Legehennenhaltungen wurden die Tiere im Alter von ca. 10 Monaten beprobt. In beiden Fällen wurden von T. gondii-seropositiven Tieren bei der Schlachtung die Herzen gewonnen (n = 322). In Broilerhaltungen wurden ebenfalls Blutproben und das Herz während des Schlachtungsprozesses zum T. gondii-Nachweis entnommen. Das Herzgewebe wurde in einer magnetic capture Polymerasekettenreaktion (mc-PCR) sowie einem Mausbioassay auf Präsenz und Genotyp einzelner Isolate untersucht. Parallel zu den Laboruntersuchungen wurden Daten zu Haltungsbedingungen, Biosicherheitsmaβnahmen, Lage, Bestandsgröβe, Krankheitsgeschichte etc. mittels standardisierter Fragebögen erfasst, um potenzielle Risikofaktoren für Eimerien- und/oder T. gondii-Infektionen zu bestimmen. Die Datenanalyse erfolgte durch Multilevel-Modelling (generalized linear mixed modelling fit by maximum likelihood (Laplace approximation)) mittels dem R-Programm (https://www.r-project.org, Version 4.0.2, Paket lme4), dem Kruskal-Wallis-Test und bivariaten Spearman-Korrelationen im PSPP-Prgramm (GNU PSPP 1.3.0). Ergebnisse: Insgesamt lag die Nachweisrate für Eimeria spp.-Infektionen bei 85,7 %. Alle sieben Hühnereimerienspezies wurden identifiziert, wobei E. acervulina (79,3 %) und E. tenella (65,5 %) die höchste Prävalenz aufwiesen. Infektionen mit mehreren Eimeria-Arten (79,3 %) waren deutlich häufiger anzutreffen als Einzelinfektionen (20,7 %). Als Risikofaktoren wurden Herdengröβe, Art des Auslaufs und Produktionssystem identifiziert. Zwischen respiratorischen Erkrankungen und mittlerer OPG wurde in Broilerhaltungen eine sehr starke Korrelation beobachtet (P < 0.001). Biohaltungen zeigten eine höhere Prävalenz von E. tenella (P = 0,023). Nutzung einer bewachsenen Auslauffläche war stark mit der Präsenz von E. brunetti korreliert (P < 0,001). Die T. gondii-Seroprävalenz über alle untersuchten Tiere betrug 9,5 %. Dabei testeten 41,2 % aller Hinterhofhühner seropositive. In 70 % der Bio- und Freilaufhaltungen wurde mindestens ein Tier seropositiv getestet. Es wurden keine T. gondii-seropositiven Broiler gefunden, obwohl mit Hilfe der mc-PCR positive DNA-Nachweise erfolgten. Dies belegt die hohe Sensitivität der mc-PCR und ihre potenzielle Eignung für die Detektion früher Infektionen bei Hühnern. Die T. gondii-Isolate, welche im Mausbioassay gewonnen wurden, wurden als Typ II (ToxoDB#3) genotypisiert, was durch Mikrosatellitenanalyse bestätigt wurde. Für T. gondii-Infektionen wurden Produktionssystem und Futterautomatisierung als Risikofaktoren identifiziert, wobei Auslaufbeweidung die Wahrscheinlichkeit für T. gondii-Infektionen erhöht. Die Gegenwart von Katzen stellte hingegen keinen nachweisbaren Risikofaktor für T. gondii-Seropositivität auf Bestands- oder Einzeltierniveau dar. Koinfektionen mit beiden Protozoen wurden in 87% aller untersuchten Hühnerbestände nachgewiesen, wobei Hinterhof-, Bio-, und Freilandhaltungen am häufigsten betroffen waren. In den moisten Fällen von Koinfektionen wurde E. acervulina nachgewiesen. Schlussfolgerungen: Die Prävalenz sowohl von Eimeria spp. als auch von T. gondii war generell hoch und auf einem vergleichbaren Niveau mit den Ergebnissen früherer Studien in anderen Ländern. Faktoren wie Produktionssystem, Haltungs- und Managementbedingungen sind mit dem Risiko von Mono- oder Koinfektionen verbunden. Die gewonnenen Erkenntisse erlauben die gezielte Planung zukünftiger Studien hinsichtlich sich ändernder Haltungsbedingungen, z. B. dem Trend zur verstärkten Bio- und tierfreundlichen Hühnerhaltung uns dem Einsatz langsam wachsender Rassen. Es besteht auch in Griechenland ein Bedarf an nachhaltiger Kontrolle von Kokzidieninfektionen, einschlieβlich der Minimierung zoonotischer Erreger wie T. gondii in Nutztierbeständen. Die verwendeten serologischen und molekularen Methoden können nach den Studienerkenntnisse ausserdem zur frühzeitigen Überwachung von T. gondii–Infektionen in Hühnerbeständen beitragen.:Chapter 1 - Introduction Chapter 2 - Literature Review 2.1 Eimeria spp. 2.1.1 Life cycle 2.1.2 Diagnosis and control of Coccidiosis in chickens 2.1.3 Economic Impact of Coccidiosis 2.1.4 Prevalence of Eimeria spp. in chicken farms 2.1.5 Data of chicken coccidiosis from Greece 2.2 Toxoplasma gondii 2.2.1 Life cycle 2.2.2 Toxoplasmosis and Zoonotic Importance 2.2.3 Prevalence in poultry and risk factors 2.2.4 T. gondii data from Greece 2.3 Co-existence of Eimeria spp. and Toxoplasma gondii in chickens Chapter 3 - Overview of own scientific work 3.1 Aims 3.2 Presentation of own scientific work: Publications 3.2.1 Publication 1: Prevalence and molecular detection of Eimeria species in different types of poultry in Greece and associated risk factors. 3.2.2 Publication 2: Prevalence and molecular characterization of Toxoplasma gondii in different types of poultry in Greece, associated risk factors and co-existence with Eimeria spp. Chapter 4 - Overreaching Discussion Chapter 5 - Conclusions Chapter 6 - Summary Chapter 7 - Zusammenfassung Chapter 8 - References Acknowledgements / Introduction: Eimeria spp. and Toxoplasma gondii are intracellular Apicomplexan protozoa and represent important pathogens for chickens. Coccidiosis, caused by Eimeria spp. is one of the most notable diseases in chickens having a high economic impact on the poultry industry worldwide, while toxoplasmosis is usually subclinical in these hosts. As both Eimeria spp and Toxoplasma gondii have a broad worldwide distribution, natural co-infections in chickens can occur. Prevalence studies using molecular and serological techniques have proven a very useful approach to study the diversity and distribution of these parasites’ mono-infections, further contributing to more efficient diagnosis, control and monitoring. Despite existing indications that these two parasites interact when the host is infected simultaneously, there are still knowledge gaps regarding the frequency and impact of naturally occurring co-infections under field conditions, particularly in different types of poultry, production and housing systems. Objective: Determination of the level of occurrence of Eimeria spp. and Toxoplasma gondii mono- and co-infections under field conditions, in different types of chickens and farm profiles in Greece. Animals, materials and methods: Selection of poultry operations was based on the number of commercial farms in three major Greek regions, as poultry farms in Greece are highly concentrated in Epirus (in North-Western Greece), Central Macedonia, and Central Greece, based on the data from the Hellenic Ministry of Rural Development and Food. Sampling from both commercial operations and backyard farms was conducted proportionately to their frequency (n=50) and type of flocks included in the study were layers (n=21), slow-growing broilers (n=15) and backyard chickens (n=14), under different production and housing systems (enriched cages, floor-housed in litter, free-range and organic systems). Conventional intensively reared broilers were not included in the study. To record Eimeria spp. occurrence, faecal samples were collected from the litter of the chicken housing (n=756). Broiler flocks were followed up to the slaughterhouse for a second sampling where the whole gut was collected (n=162). Samples were quantitatively examined by a modified McMaster technique to calculate oocysts per gram (OPG) of faeces, followed by collection and purification of the oocysts for further molecular analysis. Species identification was performed by multiple PCR assays using species-specific primers and PCR bands were categorized by intensity semiquantitavely. To record Toxoplasma gondii infections, simultaneously to faecal sampling, blood samples (n=1,021) were also collected from individual animals for serological T. gondii detection via TgSAG1 ELISA. In our sampled broiler flocks, animals were sampled at slaughter, where blood samples and the heart were collected for T. gondii detection. In backyard flocks, blood samples were taken from the older animals and in layers from individual animals (at the age of approximately 10 months). Toxoplasma positive animals were followed up to slaughter to collect heart tissue (n=322), further processed for bioassay in KO mice and mc-PCR in order to characterize Toxoplasma gondii isolates. In parallel, potential risk factors and impact regarding mono- and co-infection of both parasites were investigated through an obtained questionnaire containing additional information about farm management, biosecurity status, location, production rate and diseases history. For the data analysis a multilevel-modelling (generalized linear mixed modelling fit by maximum likelihood (Laplace approximation)) was performed using R (https://www.r-project.org) version 4.0.2, by applying the package lme4, as well as Kruskal-Wallis tests and bivariate correlations in PSPP statistical program (GNU PSPP 1.3.0). Results: Overall Eimeria spp. positivity level was 85.7%. All seven Eimeria species were identified with E. acervulina (79.3%) and E. tenella (65.5%) being the most prevalent ones. Mixed infections (79.3%) were more common than single-species (20.7%) Significant identified risk factors were flock size, type of outdoor area, and production system. A very strong correlation (p < 0.001) was found between the presence of respiratory disease and the average OPG level in broiler farms. Organic flocks showed higher prevalence of E. tenella (p = 0.023), while presence of vegetation at the outdoor area correlated strongly with E. brunetti (p < 0.001). Toxoplasma gondii seroprevalence was 9.5%. 41.2% of the backyard chickens sampled were seropositive and 70% of the organic and free-range layer farms had at least one Toxoplasma gondii seropositive hen. No serologically positive broilers were found, however mc-PCR revealed positive samples, stressing out the high sensitivity and potential contribution of this method in early detection of the parasite. Toxoplasma gondii isolates obtained by mouse bioassay were genotyped and found to belong to type II (ToxoDB#3) as confirmed also by microsatellite typing. The most significant risk factors were production system and feeding system automation, with free-grazing practices increasing the likelihood for Toxoplasma infections. Presence of cats showed no association with Toxoplasma gondii seropositivity on a farm and individual animal level. The two protozoan parasites were found to co-exist in 87% of the studied poultry operations, with backyard, organic and free-range farms showing the highest occurrence. E. acervulina was the species identified in most of the co-existence cases. Conclusions: Prevalence of both Eimeria spp. and Toxoplasma gondii is overall high and comparable with findings from similar studies in other countries. Production system, husbandry and management conditions relate to increased risk of both mono- and co-infections, giving useful insights and indications for future studies, particularly in the light of increasing application of slow-growing, organic and “higher welfare” poultry farming practices. It could be shown that also in Greece there is a need for sustainable coccidiosis control, both in terms of Eimeria spp. infection control and of a minimization of T. gondii introduction to operations. A combination of the serological and molecular methods used in this study can contribute to earlier and more accurate diagnosis of Toxoplasma gondii infections in chickens, which is a crucial and sensitive subject for safeguarding transmission to humans.:Chapter 1 - Introduction Chapter 2 - Literature Review 2.1 Eimeria spp. 2.1.1 Life cycle 2.1.2 Diagnosis and control of Coccidiosis in chickens 2.1.3 Economic Impact of Coccidiosis 2.1.4 Prevalence of Eimeria spp. in chicken farms 2.1.5 Data of chicken coccidiosis from Greece 2.2 Toxoplasma gondii 2.2.1 Life cycle 2.2.2 Toxoplasmosis and Zoonotic Importance 2.2.3 Prevalence in poultry and risk factors 2.2.4 T. gondii data from Greece 2.3 Co-existence of Eimeria spp. and Toxoplasma gondii in chickens Chapter 3 - Overview of own scientific work 3.1 Aims 3.2 Presentation of own scientific work: Publications 3.2.1 Publication 1: Prevalence and molecular detection of Eimeria species in different types of poultry in Greece and associated risk factors. 3.2.2 Publication 2: Prevalence and molecular characterization of Toxoplasma gondii in different types of poultry in Greece, associated risk factors and co-existence with Eimeria spp. Chapter 4 - Overreaching Discussion Chapter 5 - Conclusions Chapter 6 - Summary Chapter 7 - Zusammenfassung Chapter 8 - References Acknowledgements

Made available in DSpace on 2016-04-28T20:16:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2007-Marcel Teixeira.pdf: 1273236 bytes, checksum: aab3a6b9a04277f697a5e04ba6149d75 (MD5) Previous issue date: 2007-02-28 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / Purposing to evaluate the anatomy-clinics and biology in broilers chicks experimentally infected with Eimeria acervulina and supplemented with betaine, a study was carried out. Thus, 390 broiler chicks Cobb were housed in battery cages distributed in a randomized block design composed of five treatments, six replicates with 13 chicks each, including a positive control, a group treated with the salinomycin plus potassium penicillin G and three levels of betaine in the feed 0.05%, 0.10% and 0.15%. A soybean-maize based diet was prepared according the nutritional requirements of broiler chickens; food and water were given ad libitum. Chicks 14 days old were individually infected orally with 2 x 105 sporulated oocysts of E. acervulina. Weight gain, feed consumption, oocyst output and clinical signs were performed during 1-7 and 7-14 days after inoculation (DAI). After, from 0-7 and 7-14 DAI weight gain, feed consumption, oocyst output, plasma proteins and clinical signs were evaluated. At 0, 4, 7 and 14 DAI one bird from each replicate were euthanatized to perform lesion score and collection of blood and intestinal tissues for histopathology and villous measuring. Laboratorial analyses were made using saturated sugar centrifugation technique following oocyst counting and measurements with an ocular micrometric. Biology of the parasite was evaluated throughout the sporulation time, pre-patent and paten periods of infection, morphology of endogenous stages and oocyst and relationship with the mathematical cons tant Phi. It was not observed anatomy-clinics differences (p>0.05) between birds of different treatments due to all parameters used, however the response with betaine was similar to treatment with salinomycin and potassium penicillin G, indicating there are possibilities to use betaine to substitute these drugs. Nevertheless, betaine show ability to decrease oocyst output against control group but fewer than salinomycin. Regarding the biology of the parasite, although betaine affected the form and size of oocysts, little influence was observed in the endogenous stages according to measurements of trophozoites and macrogametes. Within the morphology it was observed a great relationship between the development of sporocysts of E. acervulina and the mathematical constant Phi. / Um estudo foi realizado com o objetivo de se avaliar a an?tomo-cl?nica e a biologia em frangos de corte experimentalmente infectados com Eimeria acervulina e suplementados com beta?na. Para tanto 390 pintos de corte Cobb foram alojados em baterias met?licas num delineamento experimental em blocos ao acaso constitu?do de cinco tratamentos e seis repeti??es com treze aves, incluindo-se um controle positivo, um grupo tratado com salinomicina e penicilina G pot?ssica e mais tr?s n?veis de beta?na na ra??o sendo estes 0,05%, 0,10% e 0,15%. A dieta era composta de uma mistura de milho e soja elaborada conforme as exig?ncias de frangos de corte, sendo ?gua e comida fornecidos ad libitum. Aos 14 dias de vida as aves foram infectadas individualmente por via oral com 2 x 105 oocistos esporulados de E. acervulina. A seguir, nos per?odos de 0-7 e 7-14 dias ap?s a infec??o (DAI), foram determinados o ganho de peso, consumo de ra??o, produ??o de oocistos, n?vel de prote?nas plasm?ticas e observados sinais cl?nicos. Necropsias foram realizadas no 0, 4?, 7? e 14? DAI, sendo uma ave de cada repeti??o eutanasiada para realiza??o do escore de les?o, coleta de sangue e de tecido intestinal para histopatologia e mensura??o das vilosidades intestinais. A an?lise laboratorial e preparo dos oocistos foi realizada atrav?s da t?cnica de centrifuga??o em solu??o saturada de a??car seguida de contagem por grama de fezes e mensura??o com ocular microm?trica. A biologia do parasito foi avaliada atrav?s do tempo de esporula??o, per?odo pr?-patente, per?odo patente da infec??o, morfometria de fases end?genas e oocistos e a rela??o com a constante matem?tica Phi. N?o foi observada diferen?a (p>0,05) an?tomo-cl?nica nas aves dos diferentes tratamentos utilizados em rela??o a todos os par?metros utilizados, no entanto a resposta com a beta?na foi semelhante a do tratamento com salinomicina e penicilina G pot?ssica, indicando que h? possibilidade de ser utilizada em substitui??o a este medicamento. Ainda, a beta?na demonstrou capacidade de limitar a produ??o de oocistos frente ao grupo controle, por?m num n?vel inferior a salinomicina. Quanto ? biologia do parasito, embora a beta?na fosse capaz de exercer influ?ncia sob o formato e o tamanho dos oocistos e esporocistos, pouca influ?ncia foi exercida nos est?gios end?genos com base na mensura??o de trofozo?tos e macrogametas. Atrav?s da morfologia foi poss?vel se observar uma grande rela??o entre o desenvolvimento dos esporocistos de E. acervulina e a constante matem?tica Phi.

Coccidiosis in chicken causes great economic losses. Increasing resistance of Eimeria species to anticoccidials has forced the search for alternative methods of control. The present study evaluates the anticoccidial activity of some anti-Eimeria tenella antibody fragments expressed in pea plants. Both in vitro and in vivo infection assays including indirect immunofluorescence, in vivo evaluation of antibody neutralization and cell culture invasion-inhibition assays were used to study the inhibitory effect of these antibody fragments on E. tenella sporozoites. Seven of nine antibody fragments (Ab1, Ab4, Ab5, Ab6, Ab7, Ab8 and Ab9) showed binding to sporozoites of E. tenella in an indirect immunofluorescence test. Only two antibodies (Ab4 and Ab5) cross reacted with sporozoites of E. maxima, E. acervulina and E. brunetti. The localization of specific fluorescence differed between species. Ab binding with sporozoites was seen in the area of both anterior and posterior refractile bodies in case of E. tenella, E. brunetti, and E. maxima but was only observed in the posterior refractile body in case of E. acervulina. No antibody binding was observed on merozoites. The suitability of antibody fragments to alter the infectivity of E. tenella sporozoites to Madin Darby Bovine Kidney cells (MDBK) was examined in vitro and the invasion-inhibition rates were quantified by flow cytometry. To assess the inhibitory effect on parasite reproduction, the in vivo antibody neutralization assay was done by retrograde infection of chicken with sporozoites previously incubated with antibody fragments. In vitro invasion rates were reduced by incubation with antibody fragments by approximately 24 to 45 %, with Ab6 and Ab7 showing the most distinct effect. However, proliferation rates (PR) of the respective MDBK cultures were also clearly reduced by 15 to 26 %. PR of MDBK cells treated with 1:1000, 1:100, 1:10 and undiluted mixed antibody fragments were reduced by 1%, 10%, 16%, and 26% with a reduction of invasion rates by 0%, 9%, 15% and 18%, respectively. Immune sera reduced the invasion rates by 16% to 70% and increased PR of the host cells. It appeared that the preparations of the antibody fragments contained compounds cytotoxic to MDBK cells and thus invasion inhibition could not be unequivocally evaluated in vitro. However, after incubation with antibody fragments sporozoites displayed a reduced ability to reproduce after intracloacal application to chicken (especially Ab1, Ab3, Ab5 and Ab9). Other antibody fragments (Ab2, Ab4, Ab6, Ab7 and Ab8) were less capable to reduce sporozoite infectivity and reproduction. More investigations are still required to study the possible use of antibody fragments and their application to infected chicken exposed to coccidiosis.

Die nekrotische Enteritis (NE) und Kokzidiose des Huhnes sind häufige Darmerkrankungen weltweit und führen jedes Jahr zu hohen Wirtschaftsverlusten als Folge der Mortalität und Kosten für Behandlung und Bekämpfung. Die beiden Erkrankungen werden meistens bei Mastbroilern zwischen der 3. und 6. Lebenswoche festgestellt. Weil die leistungsfördernden Antibiotika im Geflügelfutter in der EU nicht mehr eingesetzt werden dürfen, ist das Risiko der NE in den letzten Jahren gestiegen. Fischmehl, Stress und Krankheiten sind prädisponierende Faktoren für die Entstehung der NE aber auch die Hühnerkokzidiose spielt in der Hinsicht eine wichtige Rolle. Die Mechanismen der Pathogenese bei der Wechselwirkung zwischen Kokzidiose und NE sind unklar. Bisher wurden verschiedene Infektionsmodelle zur Erforschung der NE unter Beteiligung von Ko-Infektionen zwischen Eimerien und C. perfringens eingesetzt. Dabei steht neben der Krankheitsentstehung auch die effiziente Bekämpfung dieser Erkrankung als großes Problem der Geflügelindustrie im Forschungsmittelpunkt. C. perfringens ist auch bei gesunden Tieren ein häufiger Darmbewohner, wobei bestimmte Stämme verschiedene Toxintypen wie Alpha-, TpeL- und Beta-Toxine produzieren können und damit ursächlich zur Entstehung der NE beitragen, aber ohne andere prädisponierende Auslöser kommt es in der Regel nicht zum Ausbruch. In der vorliegenden Arbeit wurden zwei In-vivo-Modelle zur experimentellen Induktion der NE des Huhnes entwickelt. Ziele waren sowohl die genauere Untersuchung der Pathogenese der NE durch Ko-Infektionen mit Eimerien und Kokzidien als auch die Evaluierung von potentiellen neuartigen Bekämpfungsmöglichkeiten. Außerdem wurde ein In-ovo-Modell etabliert.