Ersatz von Antibiotika und toxischen Kupfersulfat-Lösungen zur Bekämpfung von Dermatitis digitalis bei Milchkühen

Ein weit verbreitetes Problem in der Milchproduktion sind Klauenerkrankungen, wie zum Beispiel die Mortellarosche Krankheit (lat. Dermatitis digitalis, DD). Im Rahmen eines von der DBU geförderten Projektes soll ein neuer Wirkstoff für die Tiermedizin auf der Basis umweltfreundlicher, biologisch abbaubarer und spezifisch antimikrobiell wirkender Artilysin®e entwickelt werden, um die durch Antibiotika verursachten Resistenzbildungen oder Arzneimittelrückständen in der Umwelt zu reduzieren oder ganz zu vermeiden.

Entwicklung von Artilysin® © DBU-Projektpartner
Abb. 1: Vereinfachte Darstellung der Entwicklung von Artilysin®
Physikalische Wirkweise des Artilysin®s (Schema) © DBU-Projektpartner
Abb. 2: Schematische Darstellung der physikalischen Wirkweise des Artilysin®s über Ladungen
Aktivität des Artilysin®s  © DBU-Projektpartner
Abb. 3: Mikroskopische Aufnahmen der Aktivität des Artilysin®s im Zeitraffer. Zielbakterium: P. aeruginosa
Resistenzentwicklung von Artilysin®  © DBU-Projektpartner
Abb. 4: Artilysin®e lösen keine Resistenzen aus. Die Resistenzentwicklung von Artilysin® wurde untersucht. P. aeruginosa zeigt keine Resistenzbildung gegen Art-175. Kontrolle Ciprofloxacin zeigte ein 500-fach erhöhter MIC unter den gleichen Bedingungen.

Die Bekämpfung von tier- und humanpathogenen Bakterien erfolgt in der modernen Nutztierhaltung typischerweise durch den Einsatz von Antibiotika und chemisch wirkender Substanzen. Neben der wirtschaftlichen Schädigung besteht zudem die Gefahr einer Übertragung antibiotikaresistenter Krankheitserreger auf Lebensmittel, insbesondere Milch- und Fleischprodukte. Ein weit verbreitetes Problem in der Milchproduktion sind Klauenerkrankungen, wie zum Beispiel die Mortellarosche Krankheit (lat. Dermatitis digitalis, DD). Hierbei handelt es sich um eine Zehenhautentzündung bei Rindern, die bei den betroffenen Milchkühen zu starken Rückgängen in der Milchleistung führt. Aktuell werden Klauenerkrankungen als Einzeltierbehandlung mit antibiotikahaltigen Sprays oder bei einer hohen Befallsrate innerhalb des Bestandes mit Hilfe von Klauenfußbädern (z.B. Kupfersulfat-Durchtreibebädern) behandelt. Dies führt somit entweder zu einem Eintrag von Antibiotika in die Umwelt mit den Folgen möglicher Resistenzbildungen oder zum Einbringen entsprechend giftiger Substanzen, verbunden mit der Notwendigkeit diese zu entsorgen.

Bei der Firma Lisando GmbH wird im Rahmen eines von der DBU geförderten Projektes ein neues Wirkstoffes für die Tiermedizin auf der Basis umweltfreundlicher, biologisch abbaubarer und spezifisch antimikrobiell wirkender Artilysin®e gegen Treponema entwickelt, um nachfolgend die durch Antibiotika verursachten Resistenzbildungen oder Arzneimittelrückständen in der Umwelt zu reduzieren oder ganz zu vermeiden.

Zur Entwicklung der Artilysin®e werden zunächst geeignete Phagen ausgewählt werden, die spezifisch die zu untersuchenden Treponema-Stämme befallen und als Wirt nutzen können. Aus diesen Phagen soll dann gezielt die genomische DNA extrahiert werden, welche für die spezifischen Endolysine kodieren. Die auf dieser Basis gewonnenen Endolysine werden mit membranpenetrierenden Peptiden fusioniert und somit bakterienspezifische Artilysin®e erzeugt. Die Wirkung der Artilysin®e auf die Erreger wird in umfangreichen antimikrobiellen Screenings weitergehend untersucht. Sind optimal wirkende Artilysin®e gefunden, werden diese gezielt hinsichtlich die Langzeitstabilität und die Anwendbarkeit der Artilysin®e (z.B. in Form einer Haftgels) die Stabilität der Proteinstruktur durch zielgerichtete Mutationen optimiert.

AZ 32709

 

Projektbeteiligte:

Dr. WaiLing Chang
Dr. Manfred Biebl
Am BioPark 13
93053 Regensburg
Tel  +49(0)941 600 922 53
wailing.chang@lisando.com
manfred.biebl@lisando.com