Forschungsziel:

Zur Bekämpfung der BSE wurde 2001, im Zuge der sogenannten BSE-Krise, unter anderem ein striktes Verfütterungsverbot von verarbeitetem tierischem Protein an Wiederkäuern erlassen. Diese Maßnahme führte in den darauffolgenden Jahren zu einem starken Rückgang der Klassischen BSE (C-BSE). Die seit diesem Verbot auftretenden C-BSE-Fälle werden als BARB-Fälle bezeichnet („Born After Reinforced Ban“ – BARB), deren Ursprung unbekannt ist. Diskutiert werden genetische Zusammenhänge, aber auch Umweltkontaminationen und Verbindungen mit anderen TSE-Erkrankungen.

Mit dem EraBSE-Projekt soll nun ein besseres Verständnis für die Faktoren erlangt werden, die zur Persistenz der C-BSE beitragen. Weiterhin sollen verbesserte Techniken zur Erkennung und Bewältigung der nach wie vor bestehenden Risiken entwickelt werden. Dabei wird insbesondere auf (i) die Rolle möglicher zugrundeliegender genetischer Faktoren, (ii) den eindeutigen Nachweis von C-BSE Prionen in Atypischen Scrapie- bzw. Atypischen BSE-Isolaten, sowie (iii) die mögliche Kontamination der Umwelt sowie (iv) deren Dekontamination fokussiert. 

Methodik:

Das Projekt gliedert sich in vier verschiedene, jedoch interaktive wissenschaftliche Arbeitspakete (siehe Projektübersicht in Abbildung 1):

1. Genetische Analyse: Es werden Gen-Loci außerhalb des Prion-Protein-Gens näher untersucht, für die bereits ein Zusammenhang mit der Anfälligkeit für C-BSE festgestellt wurden. Dazu wird das Genom weltweiter BARB-Fälle aber auch von assoziierten negativen Kohortentieren analysiert. Weitere, potentiell mit einer Empfänglichkeit für BSE assoziierte genetische Regionen sollen zudem mit Hilfe der genetisch diversen „Collaborative Cross“-Mauspopulation ermittelt werden.
2. C-BSE-Nachweis in Atypischen TSE-Proben: In diesem Arbeitspaket soll eine in-vitro Methode entwickelt werden, um kleinste, versteckte, Mengen an C-BSE-Prionen in Atypischen Scrapie- oder Atypischen BSE-Isolaten nachzuweisen. Diese basiert auf der PMCA (Protein Misfolding Cyclic Amplification) und/oder der RT-QuIC (Real-Time Quaking-induced Conversion). Die Methodik wird zunächst an experimentell hergestellten Isolaten, denen ein C-BSE-Referenzhomogenat in Spuren beigemischt wird, etabliert. Die Validierung erfolgt mit Atypischen Scrapie- oder Atypischen BSE-Isolaten, bei denen in vorherigen in vivo Studien bereits C-BSE nachgewiesen wurde.
3. C-BSE-Nachweis in Umweltproben: Ebenfalls auf Basis der PMCA und/oder der RT-QuIC soll eine Methode entwickelt werden, um C-BSE-Prionen zuverlässig in Umweltproben nachzuweisen. Als experimentelles Modell werden Materialien wie Erde, Beton oder Holz mit einem C-BSE-Referenzhomogenat kontaminiert, um anschließend davon Abstriche zu nehmen. Diese Tupferproben werden in vitro auf ihre sogenannte seeding activity untersucht. Schlussendlich erfolgt die Untersuchung von Proben aus möglicherweise BSE-kontaminierten Standorten.
4. Untersuchung möglicher alternativer Dekontaminationsmethoden: Da die derzeitig nachweislich wirksamen Dekontaminationsmittel aufgrund ihrer Gesundheitsgefahr, Korrosivität oder Umwelttoxizität nur bedingt für den Feldeinsatz geeignet sind, soll die Wirksamkeit alternativer Dekontaminationsmittel getestet werden. Dazu werden Edelstahldrähte mit einem C-BSE-Referenzhomogenat kontaminiert und anschließend mit einer Auswahl an Dekontaminationsprotokollen behandelt. Die dadurch erreichte potentielle Reduktion der Infektiosität wird zunächst in vitro mit Hilfe der PMCA und im Erfolgsfall auch in vivo mittels eines Maus-Bioassays untersucht. 

Erfolgreiche Dekontaminationsprotokolle werden schließlich im Arbeitspaket 3 auf ihre Wirksamkeit in Umweltproben getestet.

Ergebnis:

Neben Fortschritten in der Grundlagenforschung der Prion Erkrankungen, sind die erwarteten Erkenntnisse auch für die praktische Anwendung bei der Prävention von C-BSE-Fällen bzw. bei der Bekämpfung neu entstehender, ggf. zoonotischer Prion-Erkrankungen von Bedeutung.  Es werden Instrumente entwickelt, die für das Management der immer noch bestehenden Risiken eingesetzt werden können. Die Ergebnisse sind daher für eine Vielzahl von Interessengruppen von Interesse:

• Die Identifizierung neuer genetischer Marker, die mit BARB-Fällen in Verbindung stehen, wird ggf. die Eradikation gefährdeter Rinder bzw. die Selektion resistenter Tiere ermöglichen
• Standardisierte hochsensitive Methoden zur Identifizierung von Spuren von C-BSE Prionen im Rahmen anderer Prion-Erkrankungen erlaubt nicht nur die Klärung ätiologischer Zusammenhänge, sondern auch verbesserte Überwachungs- und Kontrollmaßnahmen.
• Standardisierte Nachweismethoden von C-BSE in Umweltproben erlauben nicht nur die Ermittlung bisher unbekannter Infektionsquellen, sondern die Wirksamkeit von Dekontaminationsverfahren kann so zusätzlich überwacht werden
• Die Validierung von alternativen Dekontaminationsprotokollen, die sicher Prionen unter Feldbedingungen inaktivieren, würde die Möglichkeiten zur Seuchenbekämpfung erweitern und die Sicherheit von Menschen und Tieren erhöhen.

Beteiligte INNT-Wissenschaftler/innen:

Dr. Christine Fast (Projektleitung)
Minh Quan Nguyen (Doktorand)

Projektpartner:

Dr. Fiona Houston (Projektkoordinatorin)
The Roslin Institute, University of Edinburgh, UK
https://www.ed.ac.uk/profile/fiona-houston

Dr. Vincent Beringue
Institut national de recherche pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (INRAE), Jouy En Josas, Frankreich

Dr. John Spiropoulos 
Animal & Plant Health Agency (APHA), Addlestone, UK

Dr. Caroline Manet
Institut Pasteur, Paris, Frankreich