Abgerichtete Hunde können eine tödliche Hirschkrankheit erschnüffeln

Charlie, Jari und Kiwi sind Schoßhunde mit Superkräften: Ihre sensiblen Nasen können zwischen einem gesunden Hirsch und einem Kranken mit chronischer Auszehrung (CWD) unterscheiden, und das alles anhand eines Hauchs von Hirschkot.

Das ist das Ergebnis einer Studie von Wissenschaftlern der Penn’s School of Veterinary Medicine, die in der Zeitschrift veröffentlicht wurde Prion. Anhand von Kotproben von CWD-positiven Rehen und Rehen, bei denen CWD nicht nachgewiesen wurde, trainierten die Forscher die Hunde darauf, den Geruch von CWD zu erkennen, und machten ihre Hundeführer auf das Vorhandensein im Labor und auf dem Feld aufmerksam.

„Wir waren uns bereits ziemlich sicher, dass die Hunde die flüchtigen organischen Verbindungen, die durch die chronische Auszehrung freigesetzt werden, im Kot nachweisen konnten“, sagt Amritha Mallikarjun, Postdoktorandin am Working Dog Center von Penn Vet und Hauptautorin der Studie. „Wir haben nicht nur gezeigt, dass dies möglich ist, sondern wir haben auch eine zweite, interessantere Frage beantwortet, nämlich: Können sie die Krankheit in einer simulierten Feldumgebung erkennen, so wie sie es tun würden, wenn wir die Hunde verwenden würden, um die Krankheit in der zu finden Landschaft eines Waldes oder auf einer Hirschfarm?“

Die Hunde konnten dies tatsächlich, mit ausreichender Genauigkeit, um darauf hinzuweisen, dass Spürhunde eine nützliche Strategie im Kampf gegen CWD sein könnten.

„Wir haben durch die Studie viel gelernt und sind nun gut aufgestellt, um unser Training weiter zu verfeinern“, sagt Cynthia Otto, Seniorautorin der Studie und Leiterin des Working Dog Center.

CWD ist eine Krankheit, die eine Vielzahl von Hirscharten befällt, darunter Weißwedelhirsche, Maultierhirsche und Elche. Die immer tödliche und hoch ansteckende Krankheit kann sich bei einem betroffenen Tier ein oder zwei Jahre lang verstecken, bevor sich Symptome zeigen: das Reh verliert an Gewicht – „auszehrung“ – und entwickelt neurologische Anzeichen wie Stolpern und Sabbern. Es gibt keine Heilung oder Behandlung.

Die Krankheit ist seit 2012 in Pennsylvania, und der Staat hat erheblich in den Versuch investiert, sie einzudämmen, wobei mehrere Instrumente vorhanden sind, um ihre Ausbreitung im Auge zu behalten. Eine Hürde besteht darin, herauszufinden, welche Hirsche betroffen sind. Ein gesund aussehendes, aber infiziertes Tier kann viele Monate oder sogar Jahre lang Prionen, missgebildete und infektiöse Proteine ​​ausscheiden, bevor es der Krankheit erliegt. Darüber hinaus ist bekannt, dass sich Prionen an den Boden binden und möglicherweise das Land kontaminieren, auf dem sich andere Tiere bewegen können.

Der diagnostische Goldstandardtest kann nur nach dem Tod durchgeführt werden, indem das Gehirn eines betroffenen Tieres beurteilt wird. Es wurden einige alternative Tests erprobt, bei denen eine Biopsie von einem potenziell infizierten Tier entnommen wird, während es noch lebt, aber Rehe sind bekanntermaßen sehr gestresst, wenn sie gefangen werden, und das Sammeln dieser Proben kann für die beteiligten Personen auch physisch und logistisch schwierig sein.

Das Working Dog Center, das Landwirtschaftsministerium von Pennsylvania und das Wildlife Futures Program, eine Partnerschaft zwischen Penn Vet und der Pennsylvania Game Commission, waren gut positioniert, um zu versuchen, eine zusätzliche Technik zur Behandlung der Krankheit beizusteuern: Hunde und ihre hochempfindlichen Nasen. Im Idealfall könnten Hunde, die darauf trainiert sind, CWD-positive von CWD-nicht nachgewiesenen Fäkalien in einem Wald oder einer Hirschfarm zu unterscheiden, staatlichen Stellen und privaten Landbesitzern helfen zu verstehen, ob weitere Tests oder Management erforderlich wären, um ihr Land und ihre Herden frei von der Krankheit zu halten.

Zunächst mussten die Wissenschaftler beweisen, dass die Hunde diese Unterscheidung zuverlässig treffen konnten. Das Working Dog Center begann damit, drei Hunde aus seinem Citizen Science-Programm – die Labrador-Retriever Charlie und Kiwi und der finnische Spitz Jari – anzuwerben, um auf dem „Duftrad“ des Zentrums zu trainieren, einer Vorrichtung, die mit acht Öffnungen ausgestattet ist, von denen jede eine bestimmte Substanz oder einen bestimmten Geruch enthält.

Die Hunde erwiesen sich bei dieser Aufgabe als geschickt. Nachdem sie mit vom US-Landwirtschaftsministerium bereitgestellten und vom Wildlife Futures Program verarbeiteten Proben trainiert worden waren, reagierten die Hunde mit großer Spezifität und passierten in 90-95% der Fälle die nicht erkannten Proben. Ihre Empfindlichkeit war jedoch nicht so stark und alarmierte nur 40 % der positiven Proben. Insgesamt stellten die Forscher fest, dass die Hunde mehr Zeit an den Häfen verbrachten, die positive Proben enthielten, als solche mit nicht erkannten Proben, was darauf hindeutet, dass sie einen Unterschied wahrnahmen, selbst wenn sie nicht immer die trainierte Reaktion wie Bellen oder Hinsetzen hervorriefen als sie an der positiven Probe rochen.

Auf dem Weg zu einer naturnaheren Umgebung experimentierten die Forscher dann damit, die Hunde und ihre Hundeführer versuchen zu lassen, CWD-positive Proben zu erkennen, die auf einem großen, in Privatbesitz befindlichen Feld verteilt waren. Um eine Kontamination des Bodens oder den Kontakt der Hunde mit den Proben zu vermeiden, wurden 2-Gramm-Kotproben in Gläser mit Netzdeckeln gegeben, damit der Geruch entweichen konnte, und dann an verschiedenen Stellen teilweise im Boden vergraben.

Die Forscher beobachteten, dass die Hunde im Feldversuch häufiger auf die positiven Proben reagierten als die nicht nachgewiesenen Proben. Insgesamt entdeckten sie acht von elf positiven Proben im Feld, mit einer falsch-negativen Rate von 13 %. Sowohl Hundeführer als auch Hunde schienen sich im Laufe der Zeit zu verbessern, ihre Genauigkeit nahm nach ihrer ersten Feldsuche zu.

„Angesichts der Zeit, die wir diese Hunde trainiert haben, und der neuartigen Umgebung, ganz zu schweigen von der Tatsache, dass es sich um Haushunde und nicht um ausgebildete Suchhunde handelt, sind unsere Ergebnisse vielversprechend“, sagt Mallikarjun. „Wenn wir voranschreiten und mit Hunden arbeiten, die speziell für die Suche in einer Feldumgebung ausgebildet sind und ihr ganzes Leben der Erkennung dieses Geruchs widmen, werden sie einen noch besseren Job machen.“

Das ist ein Schritt, den das Wildlife Futures Program bereits unternimmt, indem Hundeführer „professionellen“ Spürhunden beibringen, wie man Felder und Wälder absucht und nach CWD sucht.

Die Forscher glauben, dass Hunde zwar keine Wunderwaffe im Kampf gegen CWD darstellen, sich aber als Frühwarnsystem als nützlich erweisen können und dazu beitragen, Wissenslücken aus anderen Überwachungssystemen und Managementansätzen zu schließen.

„Diese Hunde könnten die Wahrscheinlichkeit erhöhen, sich frühzeitig einen Ausbruch zuzuziehen“, sagt Lisa Murphy, Co-Autorin und Co-Direktorin der Studie des Wildlife Futures Program.

Das Penn Vet-Team arbeitet auch mit anderen Gruppen zusammen, um nicht nur mit Spürhunden zu arbeiten, sondern auch den Geruch zu identifizieren, auf den Hunde möglicherweise reagieren, um andere Systeme zur Früherkennung zu entwickeln. Die gewonnenen Erkenntnisse könnten allgemein nützlich sein.

„Wenn wir in der Lage sind, das, was wir über die chronische Auszehrungskrankheit gelernt haben, zu nutzen und es auf andere Probleme in der Landwirtschaft und im Naturschutz anzuwenden, könnten diese Hunde eine große Bereicherung sein“, sagt Otto.