Forschungsziel:
Die Diversität der Prion-Stämme bei der klassischen Scrapie, die ein unterschiedliches biologisches Verhalten aufweisen können, ist bekannt. Einzelne Isolate können experimentell auch die humane Speziesbarriere überwinden. Die Mechanismen, die die Evolution der Prion-Stämme steuern und die Faktoren, die das zoonotische Potenzial eines Stamms bestimmen, sind nach wie vor unklar. In diesem Grundlagenforschungs-Projekt werden wir uns daher auf die Faktoren konzentrieren, die die Prion-Stamm Evolution beeinflussen, wobei uns isländische klassische Scrapie als Modell für Prion-Erkrankungen dient.
Methodik:
Die Isolation der isländischen klassischen Scrapie, die auf eine einzige Schafrasse beschränkt ist und auf den Import eines Scrapie-infizierten Schafbocks vor 150 Jahren zurückgeführt werden kann, erschafft zusammen mit der gut dokumentierten Geschichte der Erkrankung und dem umfangreichen Archiv an Scrapie Proben einzigartige Bedingungen. Diese ermöglicht uns die Untersuchung der Evolution und der Persistenz einer Prion-Erkrankungen unter Berücksichtigung der Zeitläufte. Das Projekt ist systematisch aus vier verschiedenen, jedoch interaktiven wissenschaftlichen Arbeitspaketen aufgebaut (siehe Projektübersicht):
Wirts-Genetik: Es wird die Variabilität des PRNP im Islandschaf bestimmt und die dabei identifizierten, potenziell resistenten Genotypen im Zusammenhang mit europaweiten Scrapie Ausbrüchen untersucht. Die Auswirkungen dieser Genotypen auf die Resistenz gegenüber der Scrapie wird mit in vitro und in vivo Techniken festgestellt.
Prion-Stamm Evolution: Die Diversität der isländischen klassischen Scrapie-Stämme und deren zoonotisches Potenzial werden in vitro und in vivo mit Proben aus verschiedenen Zeitabschnitten analysiert, um so die Entwicklung der Prionenstämme zu modellieren.
Umweltfaktoren: Die Persistenz der Scrapie-Infektiosität in der Umwelt und die Wirksamkeit von Dekontaminationen vor Ort wird untersucht. Darüber hinaus wird dem Einfluss der Umweltfaktoren auf die Evolution der Prion-Stämme nachgegangen.
Epidemiologische Untersuchung und Entwicklung eines flexiblen ökonomischen Modells: Weltweite und isländische Bekämpfungsprogramme der klassischen Scrapie werden analysiert, um Risikofaktoren für deren Ausbreitung und deren Wirksamkeit zu ermitteln. Diese Erkenntnisse werden in Deutschland für epidemiologische Analysen und für die Entwicklung flexibler ökonomischer Modelle für die Entwicklung verbesserter / kosteneffizienterer Bekämpfungsstrategien verwendet.
Ergebnis:
Das Projekt wird zu einem besseren Verständnis der Evolution / Selektion von Prion-Stämmen in einem natürlichen Umfeld beitragen. Dabei werden Faktoren wie die genetische Resistenz gegen die Erkrankung, die Verbreitungsfähigkeiten von Prionen, die Tenazität in der Umwelt und die Selektionsprozesse bei der Adaption an neue Wirte ebenso berücksichtigt wie Methoden zur Eradikation und Kontrolle. Hypothesen über die Entwicklung von Prion-Stämmen können somit erstmalig unter natürlichen Bedingungen getestet und die beteiligten genetischen und Umweltfaktoren genau definiert werden. Im Rahmen des Projekts werden flexible epidemiologische und wirtschaftliche Modelle entwickelt, die nicht nur für die Bekämpfung der klassischen Scrapie in Island von Nutzen sein werden, sondern auch für die Risikobewertung und die Kosten-Nutzen-Analyse von Ausbrüchen der klassischen Scrapie weltweit verwendet werden könnten. Die Prion-Stamm Evolution hat ein inhärentes zoonotisches Potenzial und die erwarteten Ergebnisse können als Entwurf für den Umgang mit Ausbrüchen einer potenziell zoonotischen Krankheit auf internationaler Ebene betrachtet werden.
Beteiligte INNT-Wissenschaftler/innen:
Dr. Christine Fast (Projektleitung)
Prof. Dr. Martin Groschup
Lina Spieß
Beteiligte IfE-Wissenschaftler:
Project Partner:
Dr. John Spiropoulos
Animal & Plant Health Agency (APHA)
Prof. Gesine Lühken
Justus-Liebig University of Giessen Institute of Animal Breeding and Genetics
https://www.uni-giessen.de/
Dr. Fiona Houston
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, France
Dr. Juan Carlos Espinosa
Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria, Madrid, Spain
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Dr. Romolo Nonno
Istituto Superiore di Sanità Food Safety, Nutrition and Veterinary Public Health, Rome, Italy
Dr. Stefania Thorgeirsdottir
Institute for Experimental Pathology at Keldur, University of Iceland Division of Virology and Molecular Biology, Reykjavik, Iceland
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