Eine mikroskopisch kleine Milzbrandspore kann jahrzehntelang im Boden schlummern, bis sie in einem geeigneten Wirt landet. Berücksichtigen Sie Wildschweine und ihre natürliche Neigung zum Wühlen und Wühlen, deren explodierende Population allein in den USA auf über sechs Millionen geschätzt wird, und ein besorgniserregendes Szenario ergibt sich.
Rachel Maison, eine Ph.D. Student am Department of Biomedical Sciences der Colorado State University, veröffentlichte kürzlich eine innovative Studie, in der Blutproben von Wildschweinen auf das Vorhandensein von Anthrax-Antikörpern im und um das „Milzbrand-Dreieck“ getestet wurden, einem Gebiet im Südwesten von Texas, in dem eine hohe Anzahl von Anthrax-Fällen aufgetreten ist Hausvieh und gezüchtete Hirschpopulationen. Diese vielversprechende Forschung, die noch nie zuvor in den USA durchgeführt wurde, wurde im Podcast der Centers for Disease Control and Prevention sowie im Webinar Zoonoses & One Health Updates vom März 2022 vorgestellt und bietet ein wichtiges Instrument für eine bessere Überwachung und Reaktion auf den gefährlichen Erreger.
„Rachels Arbeit ist ein herausragendes Beispiel dafür, wie wichtig es ist, Menschen, Tiere und die Umwelt bei der Bewertung der Bedrohung durch Zoonosen zusammenzubringen“, sagte Angela Bosco-Lauth, Beraterin von Maison und Assistenzprofessorin am Department of Biomedical Sciences. „Von Managementpraktiken über invasive Arten bis hin zu Umweltbedingungen können wir die Auswirkungen, die jeder Faktor auf das Krankheitsrisiko hat, nicht ignorieren. Und als Einzelperson macht Rachels Hintergrund in den Bereichen Naturschutz, Wildtiere und Krankheiten sie zur idealen Forscherin, um diese komplexen Themen anzugehen .“
Ein Naturschutzgedanke
Maison wuchs in Glenwood Springs, Colorado, auf, wo sie eine Leidenschaft für den Naturschutz entwickelte. Nach ihrem Bachelor-Abschluss in Fisch-, Wildtier- und Naturschutzbiologie an der CSU wurde sie als Technikerin für Biowissenschaften beim National Wildlife Disease Program des USDA National Wildlife Research Center eingestellt und trat später dem National Wild Swine Damage Management Program bei, das sich für den Schutz einsetzt landwirtschaftliche und natürliche Ressourcen, Eigentum sowie die Gesundheit und Sicherheit von Mensch und Tier durch die Bewältigung von durch Wildschweine verursachten Schäden.
Durch diese Arbeit lernte sie ihre jetzigen Co-Berater Bosco-Lauth und Richard Bowen, Professor am Department of Biomedical Sciences, kennen, die beide eng mit dem USDA bei ihren Forschungsbemühungen zu Wildtieren, Zoonosen und Infektionskrankheiten zusammenarbeiten. Die Forschung von Maison konzentriert sich auf die Untersuchung von Krankheitserregern, die von Wildschweinen in den USA übertragen oder beeinflusst werden könnten, und konzentrierte sich für diese Studie auf Anthrax.
„Da Schweine im Allgemeinen ziemlich resistent gegen Anthrax sind, scheinen sie eine gute Art zu sein, um Risikoregionen zu kartieren“, sagte Maison. „Ich wusste durch meine Studienarbeit, dass Wildschweine eine sehr problematische invasive Art sind. Die Zusammenarbeit mit dem USDA hat mich dazu inspiriert, die Arbeit zur Überwachung von Wildtierkrankheiten weiter fortzusetzen und zu untersuchen, wie invasive Arten nicht nur zur menschlichen Gesundheit beitragen können, sondern auch zur Gesundheit von heimische Wildtierpopulationen und bedrohte oder gefährdete Arten.“
Eine uralte – und heimliche – Krankheit + eine zerstörerische invasive Spezies
Anthrax, verursacht durch das Bakterium Bacillus anthracis, ist eine seltene, aber schwerwiegende Infektionskrankheit, von der angenommen wird, dass sie mindestens 700 v. Aufgrund seiner früheren und potenziellen Verwendung bei bioterroristischen Angriffen ist es auch ein äußerst wichtiger Krankheitserreger, den es zu verfolgen und besser zu verstehen gilt.
Anthrax-Infektionen können auftreten, wenn B. anthracis eingeatmet, verschluckt oder mit verletzter Haut in Kontakt kommt. Wiederkäuerarten wie Rinder und Hirsche sind sehr anfällig für selbst kleine Dosen von Milzbrandsporen und werden nach der Exposition oft schnell tödlich krank. Ihre Körper können dann von anderen Tieren gefressen werden, die Sporen wieder in die Umwelt abgeben können.
Sobald die vegetativen Zellen von B. anthracis Sauerstoff ausgesetzt sind, treten sie fachmännisch in einen Ruhezustand ein und werden zu Sporen, die sehr widerstandsfähig gegen Umweltzerstörung sind, wodurch sie für unbegrenzte Zeit in der Landschaft vorhanden sein können. Sobald sie in einen neuen Wirt eindringen, können sie schnell wieder zum Leben erweckt werden und den Infektionszyklus wieder aufnehmen.
Etwa die Hälfte der sechs Millionen Wildschweine des Landes leben in Texas, der Heimat des Anthrax-Dreiecks, und obwohl sie viel Zeit damit verbringen, mit ihren langen Schnauzen im Boden herumzuwühlen, sind sie größtenteils resistent gegen die Krankheit.
Wildschweine sind kein durchschnittliches Farmschwein, sondern in der Regel aggressiver, können bis zu 30 Meilen pro Stunde laufen und haben oft dicke Haut, grobes Haar und scharfe Stoßzähne. Sie stammen von entflohenen oder freigelassenen Schweinen ab, die erstmals im 15. Jahrhundert als Nahrungsquelle in die USA gebracht wurden, und von eurasischen Wildschweinen, die im 19. Jahrhundert für die Sportjagd eingeführt wurden.
Hochgradig anpassungsfähige opportunistische Allesfresser, Wildschweine haben keine natürlichen Feinde und können das ganze Jahr über Würfe von bis zu 10 Schweinen produzieren. Dies, kombiniert mit ihrer Neigung, Wildtierarten zu fressen oder zu verdrängen und Ökosysteme und menschliches Eigentum zu zerstören, macht sie zu einer sehr guten invasiven Art – und ihre Bevölkerungsexplosion zu einem sehr großen Problem. Wildschweine leben schätzungsweise in mindestens 38 Bundesstaaten der USA, wo sie jedes Jahr landwirtschaftliche Schäden in Höhe von schätzungsweise 2,5 Milliarden US-Dollar verursachen.
Und während in der Region des Anthrax-Dreiecks in Texas eine hohe Anzahl von Anthrax-Fällen bei Vieh und Hirschen aufgetreten ist, kam es in Gebieten außerhalb der Region selten oder nie zu Ausbrüchen.
„Ein Teil der Schwierigkeit bei der Identifizierung von Anthrax-Risikozonen besteht darin, dass Sie wahrscheinlich nicht wissen, dass Bakterien vorhanden sind, bis es zu spät ist und Sie anfangen, Tote oder Sterbende zu sehen, es sei denn, Sie nehmen aktiv Bodenproben oder wissen von einem Ausbruch, der in der Vergangenheit aufgetreten ist Tiere“, sagte Maison.
Eine weitere Komplikation der aktuellen Modelle von Anthrax-Risikozonen ist die Tatsache, dass einige Ausbrüche bekanntermaßen im Abstand von bis zu 40 Jahren auftreten. Und die Reaktion auf Anthrax-Ausbrüche bei Vieh war größtenteils reaktionär, sobald die Tiere bereits krank wurden.
Serosurveillance als Frühwarnzeichen
Die Studie von Maison zielt darauf ab, die Behandlung und Reaktion auf Milzbrand durch Seroüberwachung zu verbessern, ein Verfahren zum Testen von Blutproben auf das Vorhandensein von Antikörpern gegen eine bestimmte Krankheit, das Experten dabei helfen kann, potenzielle Ausbrüche vorherzusagen und Impfmaßnahmen zu planen.
„Indem wir das Blut von Wildschweinen auf Anthrax-Antikörper untersuchen, können wir dies als Frühwarnzeichen für Anthrax-Bakterien in einem Gebiet verwenden“, sagte Maison. Und da bekannt ist, dass Wildschweine relativ kleine Heimatgebiete zwischen einem und fünf Quadratkilometern haben, könnten die Daten verwendet werden, um potenzielle Regionen zu kartieren, in denen die Bakterien vorhanden sein könnten.
Maisons Studie analysierte 478 Proben aus den Archiven des USDA National Wildlife Research Center, die Hälfte aus der Region des Anthrax-Dreiecks und die andere Hälfte von außerhalb. Die Ergebnisse zeigten eine höhere Prävalenz von Anthrax-Antikörpern in der Dreiecksregion, jedoch relativ hohe Positivitätsraten in allen Proben, was auf eine Exposition von Wildschweinen in ganz Texas aufgrund von Anthrax-verursachenden Bakterien hinweist, einschließlich außerhalb der Milzbrand-Dreieckszone mit hohem Ausbruch .
An Orten, von denen bekannt ist, dass sie endemisch für Anthrax sind, oder in Gebieten, in denen es in der Vergangenheit zu Ausbrüchen gekommen ist, bestand das vorbeugende Management hauptsächlich darin, dass Viehzüchter ihr Vieh impfen, was wirksam ist und auch während eines Ausbruchs zum Schutz anderer Tiere eingesetzt werden kann. Es gibt auch einen Anthrax-Impfstoff für Menschen, der jedoch nur Personen verabreicht wird, die potenziell beruflich exponiert sein könnten, wie z. B. Laborpersonal, das mit den Bakterien arbeitet.
„Ich denke, Viehzüchter und Landbesitzer wären daran interessiert, im Voraus zu wissen, ob für ihr Vieh ein Risiko besteht, oder zu wissen, ob die Region, in der sie sich befinden, tatsächlich mit Milzbrand verursachenden Bakterien verseucht ist, da die Menschen oft nicht impfen ihr Vieh, es sei denn, ihre Herden sind aktiv von Anthrax betroffen – was normalerweise zu spät ist“, sagte Maison.
Sie hofft, auf dieser Arbeit weiter aufbauen zu können, indem sie zu einer Reihe wichtiger nächster Schritte beiträgt, einschließlich der Arbeit zur Bestimmung der Bakterienkonzentrationen, denen Wildschweine möglicherweise ausgesetzt waren, sowie des Zeitpunkts, zu dem die Expositionen tatsächlich stattfanden. „Angesichts der Tatsache, dass Milzbrand Jahre dauern kann, ohne dass er in einem bestimmten Gebiet beobachtet wird, wäre es schön zu wissen, ob Sie, wenn Sie ein Antikörper-positives Tier sehen, rückwärts arbeiten und sehen könnten, wann diese Exposition in Echtzeit stattgefunden hat.“
Und da Wildschweine hier bleiben und sich auf natürliche Weise wie Rototiller im Boden verhalten, ist Maison daran interessiert, die verschiedenen Möglichkeiten, wie sie möglicherweise eine aktive Rolle bei der Verbreitung von Sporen in der Landschaft spielen, eingehender zu untersuchen und festzustellen, ob ihre Aktionen zu mehr Infektionen führen bei anderen Arten vorkommen.
„Ich denke, es ist wirklich nützlich, Risikofaktoren zu identifizieren und Interessengruppen und die breite Öffentlichkeit über Milzbrand aufzuklären“, sagte Maison. „Obwohl Menschen nicht wirklich von dieser Krankheit befallen sind, ist sie leider ein Anliegen vieler Viehhalter in Endemiegebieten, daher ist es wichtig, diese Informationen an diese Menschen weiterzugeben und auch besser im Griff zu behalten, wo sich Anthrax versteckt – ich“ Ich bin gespannt, was in Zukunft daraus wird.“