Ein Forscher von Texas A&M AgriLife nimmt sich der Erforschung menschlicher Krankheiten an, um zu sehen, ob Hunde in der Lage sein könnten, die bovine Atemwegserkrankung, BRD, zu erschnüffeln, eine der größten gesundheitlichen Herausforderungen für die Mastviehindustrie.
Courtney Daigle, Ph.D., eine Tierschutzspezialistin am Texas A&M Department of Animal Science am Texas A&M College of Agriculture and Life Sciences, und ihre Doktorandin Aiden Juge beginnen die zweite Trainingsrunde, um festzustellen, ob Hunde kann BRD bei Rindern routinemäßig und genau nachweisen.
Sie arbeitet mit dem BRD-Experten John Richeson, Ph.D., von der West Texas A&M University in Canyon und dem Hundetrainingsexperten Nathan Hall, Ph.D., von der Texas Tech University zusammen. Hall ist auf den Geruchssinn von Hunden spezialisiert, der auch als Geruchssinn eines Hundes bekannt ist, und Richeson lieferte den ersten Satz Nasenabstriche von Rindern, die in der Pilotstudie verwendet wurden.
Die Ergebnisse der ersten Studie des Teams wurden kürzlich in zwei großen Fachzeitschriften veröffentlicht: „Canine olfaction as a disease detection technology: A physical review“ in Angewandte Tierverhaltenswissenschaftund „Using Canine Olfaction to Detect Bovine Respiratory Disease: A Pilot Study“ in Grenzen in der Veterinärmedizin.
Die Riechfähigkeit von Hunden wurde erfolgreich zur Erkennung und Diagnose menschlicher Krankheiten eingesetzt, und dieses Team möchte diesen Erfolg ausbauen. Für BRD sagte Daigle, dass ihre Pilottests dazu beigetragen haben, zu erhellen, welche Schulung, Ausrüstung und andere Parameter erforderlich sind, um die Rate der genauen Vorhersagbarkeit zu erhöhen.
Jetzt beginnt das Team mit seiner zweiten Studie, bei der Rinder des Texas A&M McGregor Research Center in Zentraltexas und Wachhunde aus dem Gefängnis in Huntsville verwendet werden.
Auswirkungen von Atemwegserkrankungen bei Rindern auf die Industrie
Daigle sagte, dass diese Technologie die Art und Weise revolutionieren könnte, wie die antimikrobielle Behandlung in der kommerziellen Rindfleischproduktion angewendet wird. Derzeit wird die Rindergesundheit auf Gruppenebene bewertet, was zu einer Massenverabreichung antimikrobieller Mittel an eine ganze Gruppe führt, unabhängig vom Gesundheitszustand des einzelnen Tieres.
„Wir schlagen vor, dass entsprechend ausgebildete Hunde das BRD-Risiko bei einzelnen Rindern genau und schnell vorhersagen und diese Informationen in Echtzeit an Menschen weitergeben, was zu einem gezielten Ansatz zur Bekämpfung von BRD mit antimikrobiellen Mitteln führt“, sagte sie.
Diese Forschung könnte einen Paradigmenwechsel in der Art und Weise bewirken, wie Futterhöfe antimikrobielle Mittel verwenden. Die Produzenten werden das überlegene Geruchssystem der Hunde für die Erkennung von Krankheiten an der Rutsche nutzen.
„Ein gut ausgebildeter Hund und ein gut ausgebildeter Hundeführer, der in der Nähe des Auslaufs positioniert ist, schafft ein Szenario, in dem der Hund zurückgehaltene Rinder schnell und ruhig beurteilen und dem Hundeführer eine diagnostische Entscheidung signalisieren kann“, sagte Daigle. „Die metaphylaktische Anwendung würde dann von der Gruppenanwendung zur Implementierung auf Einzeltierbasis übergehen.“
Nur die Tiere zu behandeln, von denen die Hunde angeben, dass sie wirklich behandelt werden müssen, würde die Kosten und den Einsatz von Medikamenten im Vergleich zu den derzeitigen Methoden reduzieren. Darüber hinaus wird dies zeigen, dass die Viehwirtschaft einen verbesserten Umgang mit antimikrobiellen Mitteln demonstriert und das Wohlergehen der Rinder fördert, während sie gleichzeitig die Weltbevölkerung mit hochwertigem Protein versorgt.
Die Pilotstudie
In dem Wissen, dass Hunde Menschen und Tiere, die von einer Vielzahl von Krankheiten betroffen sind, anhand des Geruchs erkennen können, machte sich Daigles Team daran, festzustellen, ob die Geruchssysteme der Hunde zwischen Mustern flüchtiger organischer Verbindungen, die von gesundem Gewebe produziert werden, und Gewebe, das mit BRD infiziert ist, unterscheiden können.
In der Pilotstudie wurden zwei Hunde in einer Reihe von Stufen über sieben Monate trainiert, um zwischen Nasenabstrichen zu unterscheiden, die bei der Ankunft auf dem Futterplatz von Rindern entnommen wurden, die innerhalb von 20 Tagen Anzeichen von BRD entwickelten, und Abstrichen von Rindern, die innerhalb von drei Tagen keine BRD-Anzeichen entwickelten Monate im Feedlot.
Die beiden Hunde wurden von der Abteilung für Veterinärpathobiologie der Texas A&M School of Veterinary Medicine and Biomedical Sciences ausgewählt. Zwischen Dezember 2020 und März 2021 wurden Nasenabstriche von 395 gekreuzten Rindern auf dem Forschungsfutterplatz der West Texas A&M University in Canyon entnommen.
Nach der Probenentnahme wurden die Rinder drei Monate lang überwacht. Proben wurden als positiv eingestuft, wenn das Ursprungstier mindestens dreimal gegen BRD behandelt wurde oder nach mindestens einer Behandlung gegen BRD innerhalb von 20 Tagen nach der Ankunft starb.
Ergebnisse und Verfeinerung
Daigle sagte in der Pilotstudie, dass die Ergebnisse für die Hunde, die Nasenabstriche von positiv getesteten Rindern herausschnüffelten, nur geringfügig über dem Zufall lagen.
Aufgrund der Komplexität der BRD-Pathogenese kann es für Hunde schwieriger sein, BRD zu erkennen als andere Krankheiten, wenn der Nachweis auf einem erregerspezifischen Geruch beruht, so das Team. In der Pilotstudie stellten sie fest, dass unterschiedliche Feldbedingungen, Jahreszeiten und Geschlechtsgeruchsunterschiede das Gesamtergebnis beeinflusst haben könnten, wodurch die Genauigkeit, mit der BRD diagnostiziert werden konnte, eingeschränkt wurde.
Aufgrund dieser Ungewissheiten ist die Durchführung weiterer Forschungen mit einer verstärkten Kontrolle der Probenqualität, einem präziseren Zeitpunkt der Probenentnahme im Verhältnis zur Krankheit und einer größeren Einheitlichkeit der Proben erforderlich, sagte Daigle.
In dieser zweiten Runde werden zwei neue Hunde ausgewählt und Proben von Rindern genommen, die in Rasse, Geschlecht und Herkunft homogen sind. Das Team sammelte sowohl Nasen- als auch Speichelproben, um die Auswirkung des Probentyps auf die Erkennungsgenauigkeit zu bewerten.
„Wenn diese Hunde unter streng kontrollierten Bedingungen zwischen Proben von kranken und gesunden Rindern unterscheiden können, könnten die Erzeuger ein weiteres Werkzeug in ihrer Rindermanagement-Toolbox haben, wenn es darum geht, BRD zu erkennen“, sagte Daigle. „Außerdem könnten diese Ergebnisse weitere Forschungen anregen, die untersuchen könnten, welche Verbindungen für diese Geruchsunterschiede verantwortlich sind, was zur Entwicklung von Sensoren für BRD führen könnte.“
Mehr Informationen:
Aiden E. Juge et al, Geruchssinn bei Hunden als Technologie zur Erkennung von Krankheiten: Eine systematische Überprüfung, Angewandte Tierverhaltenswissenschaft (2022). DOI: 10.1016/j.applanim.2022.105664
Aiden E. Juge et al, Using Canine Olfaction to Detect Bovine Respiratory Disease: A Pilot Study, Grenzen in der Veterinärmedizin (2022). DOI: 10.3389/fvets.2022.902151