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Strengthening Animal Production and Health through the Immune Response

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Neue Impfstoffe für die Tierhaltung und bessere Impfstrategien reduzieren Antibiotikaeinsatz

EU-finanzierte Wissenschaftler arbeiteten mit modernster Biotechnologie, Genomanalysen und mathematischen Modellen, um die Impfung von Nutztieren zu verbessern und den Einsatz von Antibiotika in der Tiermedizin zu reduzieren.

Lebensmittel und natürliche Ressourcen

Antibiotika in der Tierhaltung sind ebenso problematisch wie bei der Behandlung menschlicher Erkrankungen, da das Resistenzrisiko enorm steigt. „Uns stehen immer weniger neue Antibiotika im Kampf gegen Infektionen zur Verfügung“, sagt Projektkoordinatorin Dr. Isabelle Schwartz von der Abteilung Molekulare Virologie und Immunologie am Französischen Nationalinstitut für Agrarforschung. „Der Einsatz von Antibiotika hat auch äußerst negative Folgen für die Umwelt, sodass der Einsatz bei Nutztieren reduziert werden muss. Möglich ist dies mit der richtigen Impfstrategie, die an den Erreger sowie Alter und Erzeugung des Tieres spezifisch angepasst ist. Künftig soll hier auch die genetische Konstitution des Tieres berücksichtigt werden“, sagt Dr. Schwartz. Möglichkeit neuer Impfstoffe Im Rahmen des Projekts EU-SAPHIR wurden sechs vielversprechende Kandidatenimpfstoffe zum Schutz gegen sechs der wichtigsten Pathogene bei Rindern, Schweinen und Geflügel im Labor getestet. Einer davon wurde bereits an ein Pharmaunternehmen zur kommerziellen Entwicklung lizenziert. Andere Unternehmen bekundeten Interesse für zwei weitere Impfstoffe. Einer der wirksamsten Impfstoffkandidaten beruhte auf lediglich einem Virusprotein, das laut Dr. Schwartz vor allem bei Kälbern mit mütterlichen Antikörpern Wirkung zeigte. „Normalerweise sprechen Tiere mit mütterlichen Antikörpern nicht gut auf Impfungen an“, erklärt Dr. Schwartz. „Unser Impfstoff jedoch bot bei nur einer intramuskulären Verabreichung vollständigen Impfschutz und ist damit sehr praktisch für den Landwirt.“ Mögliche Biomarker geben Aufschluss über Immunantwort Das Projekt identifizierte Kandidaten für genetische Marker und Biomarker im Blut für eine gute oder schlechte Immunantwort auf Impfstoffe. „Damit könnten Tierpopulationen künftig anhand ihrer Reaktion auf bestimmte Impfstofftypen unterteilt werden“, so Dr. Schwartz. Allmählich könnte dann eine selektive Zucht von Tieren mit besserer Immunantwort die Resistenz in Herden verbessern und den Bedarf an Antibiotika verringern. Das Projekt identifizierte 300 mögliche Biomarker. Dabei wurden Hunderten geimpfter Tieren Blutproben entnommen und für jedes Tier eine vollständige RNA-Sequenzierung durchgeführt, um basale Expression und gute Ansprechbarkeit auf Impfstoffe zu korrelieren. „Mit diesem hochdurchsatzfähigen Ansatz identifizierten wir Gene, die wir bislang noch nie mit dem Ansprechen auf Impfstoffe assoziiert hatten“, fügt Dr. Schwartz hinzu. Die Datenauswertung war ein enormer Aufwand, an der mindestens zwei Mitarbeiter in Vollzeit schon vier Jahre lang arbeiten, und sie ist noch immer nicht abgeschlossen. „Ziel ist, aus den hundert Genen eine minimale Kombination von Biomarkern zu extrahieren, aus der sich eine gute Impfstoffreaktion ableiten lässt.“ Impfen im Feldversuch Am Beispiel einer schweren Virusepidemie bei Schweinen wurde im mathematischen Modell der Effekt regelmäßiger Impfungen aller Tiere einer infizierten Herde mit der Impfung nur im Problemfall verglichen. Dabei kam das Projekt zu dem Schluss, dass regelmäßige Impfpläne die Infektion vollständig verhindern können, selbst wenn der Impfstoff nicht alle Tiere immunisiert. Dr. Schwartz erklärt: „Dies widersprach unseren Erwartungen und zeigt, wie wichtig Impfpläne sind.“ Da Viehhalter eher zögerlich in Impfstoffe investieren, erstellten die Ökonomen des Projekts auch Modelle zum Effekt des Impfstoffeinsatzes, da dies der Tierproduktion zugute kommt, die sowohl von der Wirksamkeit des Impfstoffs als auch von einem günstigen Preis abhängt. Schließlich stellten die Soziologen des Projekts fest, dass die Informationen für Verbraucher und größere Einzelhändler stark dazu beitragen können, statt Antibiotika den Einsatz von Impfstoffen in Agrarbetrieben zu fördern.

Schlüsselbegriffe

SAPHIR, Nutztiere, Impfstoffe, Antibiotika, Biomarker

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