NR AECX
AU Foster,J.D.; Hunter,N.; Williams,A.; Mylne,M.J.A.; McKelvey,W.A.C.; Hope,J.; Fraser,H.; Bostock,C.J.
TI Observations on the transmission of scrapie in experiments using embryo transfer
QU The Veterinary Record 1996 Jun 8; 138(23): 559-62
PT journal article
AB This investigation studied the maternal transmission of scrapie in sheep by using embryo transfer to examine the viability of highly susceptible offspring derived from scrapie-affected and uninfected donors. The study also examined the effect of washing the embryos. Scrapie occurred in both washed and unwashed embryo-derived Sip sAsA progeny from both groups of donor ewes. As a result, the earlier observation that scrapie might pass via the unwashed embryo to develop as disease in adult sheep has to be reassessed. Several other implications of the work are considered, including the possibility that natural scrapie is not purely a genetic disease.
IN
Nachtrag zum in [AEDB] publizierten ersten Experiment:
6 seit 6 Monaten mit dem Scrapiestamm SSBP/1 infizierten Schafen wurden 6 Tage nach einer künstlichen Befruchtung insgesamt 37 Embryonen entnommen und nicht gewaschen. Diese wurden von 16 relativ scrapieresistenten Schafen (1x sApA, 15x pApA) ausgetragen, aber nur 26 Embryonen überlebten bis zur Geburt. Während alle 6 genetischen Mütter an scrapie erkrankten, blieben alle 16 Ammenmütter gesund. Von den 26 Lämmern starben im ersten Jahr 6 aus anderen Gründen. Von den restlichen 20 Nachkommen erkrankten zunächst 6 besonders empfängliche Tiere mit dem Genotyp sAsA an scrapie und wurden nach 751, 774, 777, 782, 783 bzw. 979 Tagen getötet. Nach 1006 bzw. 1270 Tagen wurden auch zwei an Scrapie erkrankte Nachkommen mit dem Sip-Genotyp sApA getötet und die Scrapie-Diagnose wurde histopathologisch bestätigt. Zwei weitere Nachkommen mit dem Sip-Genotyp sApA mußten ohne scrapie-Symptome wegen Stoffwechselerkrankungen nach 988 bzw. 1013 Tagen getötet werden und reagierten im Western blot PrPsc-positiv. Insgesamt waren also mindestens 10 von 20 Nachkommen scrapieinfizierter Schafe infiziert, obwohl sie seit dem 6-Tage-Embryonalstadium von nicht infizierten Schafen ausgetragen wurden. Dieses Ergebnis scheint sehr eindeutig zu sein, aber in der Schafherde dieser britischen Forschungseinrichtung erkrankten auch ohne künstliche Infektion rund 1-3% der Tiere an Scrapie. Deshalb hätte man das Experiment eigentlich mit einer Negativkontrolle durchführen müssen, obwohl sich der für experimentelle Infektionen verwendete Scrapiestamm klinisch und histopathologisch von dem natürlich in dieser Herde vorkommenden Scrapiestamm unterscheiden läßt. Bei einem Folgeexperiment wurde dies nachgeholt.
Experimentelle Details des zweiten Experimentes:
Drei 2000-2400 Tage alte, nicht scrapieinfizierte Sip-sApA Schafe wurden künstlich befruchtet, um ihnen 15 Embryonen zu entnehmen. Man nahm so alte Tiere, weil alle bis dahin in der Herde aufgetretenen "sporadischen" scrapie-Fälle mindestens etwa 2 Jahre jünger waren.
Drei Sip-sApA- und 3 Sip-pApA-Schafe wurden im Alter von rund 300 Tagen subkutan mit dem Scrapieerregerstamm SSBP/1 inokuliert. 246 Tage danach wurden ihnen Embryonen entnommen. Die 3 sApA-Schafe entwickelten scrapie nach 310, 311 bzw. 342 Tagen, 60-100 Tage nach der Gewinnung der Embryonen mit für subkutane Inokulation mit dem Scrapieerregerstamm SSBP/1 typischen Schädigungsmustern. Die 3 pApA-Schafe waren 1920 Tage nach der Inokulation immer noch gesund.
Für die künstliche Befruchtung wurden zwei gesunde und nicht experimentell infizierte 548 bzw. 546 Tage alte sAsA-Schafsböcke verwendet, die allerdings 236 bzw. 287 Tage danach an dem in der Institutsherde vorkommenden Scrapiestamm erkrankten.
Ausgetragen wurden die Embryonen von 2000-3100 Tage alten und nicht experimentell infizierten Sip-pApA-Schafen, welche sehr scrapieresistent sind. Keines dieser Schafe erkrankte an scrapie. Die Empfängerschafe mit Embryonen von infizierten Müttern und die Empfängerschafe mit Embryonen von nicht infizierten Müttern wurden getrennt von einander auf neu eingesäten und doppelt umzäunten Weiden gehalten, auf denen nie gebärende oder experimentell infizierte Schafe geweidet hatten. 3-4 Tage vor dem Lammen wurden die Empfängerschafe in einen gründlich desinfizierten Schuppen gebracht, wobei die beiden Gruppen 1,5 Meter voneinander getrennt blieben. Unmittelbar vor der Geburt kamen die Tiere in jeweils gründlich desinfizierte Einzelboxen, in denen sie bis 2 Tage nach der Geburt der Lämmer mit diesen zusammen blieben. Danach blieben die Muttertiere mit den Lämmern noch mindestens 3 Wochen zusammen mit ihren jeweiligen Gruppen in dem Stall, bevor man sie auf ihre Weiden zurück brachte. Als Zusatzfutter erhielten alle Tiere dieser Studie nur Heu.
Ergebnisse des zum Zeitpunkt der Publikation noch laufenden Experimentes:
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Altersverteilung (in Tagen) bei wegen scrapie getöteten bzw.
noch lebenden (Zahlen in Klammern) Nachkommen
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Sip-Typen nicht erkrankte, nicht erkrankte,
der inokulierte inokulierte inokulierte
Nachkommen sApA-Mütter sApA-Mütter pApA-Mütter
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sAsA 860, 1000, 803,884, keine
gewaschen (1527,1527) 1267
sAsA 778, 886, 769, (1527) keine
ungewaschen 888, 888
sApA
gewaschen (3 x 1527) (1527) (1527)
sApA
ungewaschen (4 x 1527) (1527) (1527)
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Die durch Embryotransfer gewonnenen und später an scrapie erkrankten Nachkommen wiesen Schädigungsmuster auf, die auf den sich natürlich in der Herde ausbreitenden Erregerstamm hinwiesen.
Interpretation der Daten:
Mit 6 von 8 waren die genetischen Nachkommen der alten, nicht experimentell infizierten sApA-Schafe etwa ebenso häufig scrapieinfiziert, wie die genetischen Nachkommen der jungen, experimentell infizierten sApA-Schafe mit 4 von 5. Wo aber auch fast alle Nachkommen nicht infizierter Muttertiere erkranken, da kann man selbstverständlich keine maternale Scrapieübertragung beobachten. Insofern sprechen die Resultate dieses Experimentes erstmal weder für, noch gegen maternale Scrapieübertragung.
Entscheidend war in diesem Experiment bis zum Zeitpunkt der Publikation ausschließlich der Genotyp der Nachkommen, denn alle sApA-Nachkommen lebten noch. In diesem Zusammenhang ist es wichtig zu wissen, dass die sApA-Schafe resistent gegen den frei in der Herde verbreiteten, nicht aber gegen den experimentell eingesetzten Erregerstamm SSBP/1 sind und daß die Schädigungsmuster nicht auf den SSBP/1-Erregerstamm hinweisen. Zusammengenommen bedeutet dies, dass zumindest keine maternale Übertragung vom Muttertier auf den bis zu 6 Tage alten Embryo beobachtet wurde.
Angesichts dieser Schwäche des experimentellen Designs konnte natürlich auch kein Effekt des Waschens vor der Übertragung von Embryonen festgestellt werden. Für mich unverständlich folgern dennoch die Autoren aus ihren Daten, dass das Waschen wahrscheinlich keinen wesentlichen Schutzeffekt habe.
Während seit 1990 alle nicht experimentell infizierten sAsA-Schafe der Versuchsherde spätestens nach 971 Tagen an scrapie erkrankten, haben im zweiten Experiment 3 von 13 Tieren zumindest die ersten 1527 Tage überlebt und davon stammte eines sogar von einer infizierten Mutter. Die besonderen experimentellen Bedingungen haben also einen oder mehrere vertikale und/oder horizontale Übertragungswege zumindest partiell blockiert. Man kann aber nicht sagen, welche das sind. In Frage kämen folgende:
- Der Einsatz von Ammen verhinderte maternale Übertragung während des größten Teils der Schwangerschaft, um die Geburt und durch das Säugen. Dieses Ergebnis könnte daher ein Hinweis auf Infektiosität von Milch sein.
- Die Haltung auf neu eingesähten Weiden könnte eine indirekte Übertragung über infektiöse Weiden verhindert oder zumindest reduziert haben.
- Die Isolierung vom Rest der Institutsherde und die Trennung der Nachkommen infizierter und nicht infizierter Muttertiere könnte die horizontale Übertragung von Schaf zu Schaf reduziert haben.
- Die hygienischen Maßnahmen um die Geburt müssten eine Übertragung via Plazenta sicher auf das eigenen Lämmer infizierter Ammen beschränkt haben. Umgekehrt bedeutet dies aber auch, dass es bei scrapie entweder selbst nicht erkrankende Überträgerinnen, oder aber auch andere (und zwar horizontale) Übertragungswege als die Aufnahme infektiöser Plazenten gibt.
Andererseits muß man sich fragen, warum trotz strikter Schutzmaßnahmen so viele Nachkommen nicht experimentell infizierter Mütter erkrankten.
- Die Ammenschafe könnten nichtletal infiziert gewesen sein und die von ihnen geborenen Lämmer während der Schwangerschaft, um die Geburt und durch das Säugen maternal infiziert haben. Auch dieses Ergebnis könnte daher ein Hinweis auf Infektiosität von Milch sein.
- Beide Vatertiere erkrankten an scrapie, aber die Autoren glauben wegen widersprüchlicher Daten aus anderen Experimenten aber eher nicht daran, dass sie über den Samen ihre Nachkommen infiziert haben.
- Natürlich könnten die genetischen Muttertiere subklinisch infiziert gewesen sein. Aufgrund ihres Alters ist dies aber sehr unwahrscheinlich. Außerdem scheinen die in diesem Experiment erkrankten Nachkommen nicht durch den experimentell eingesetzten, sondern durch den "natürlich" in der Herde vorkommenden Erregerstamm infiziert worden zu sein.
- Die Tiere könnten auch indirekt horizontal durch eine vielleicht doch noch infektiöse Weide infiziert worden sein. Allerdings erkrankten alle außer einem Tier relativ jung. Sie müssen also fast alle sehr jung infiziert worden sein, was man nur bei hochinfektiösen Weiden erwarten würde.
- Die hygienischen Maßnahmen um die Geburt machen horizontale Übertragungen via Plazenta sehr unwahrscheinlich, aber vertikale Übertragungen via Plazenta wären möglich, wenn die resistenten Ammen subletal infiziert gewesen sein sollten.
MH Alleles; Animal; Animal Husbandry/methods; Blotting, Western/veterinary; Central Nervous System/chemistry; Embryo Transfer/adverse effects/methods/*veterinary; Female; Genetic Predisposition to Disease; Genotype; Male; Maternal-Fetal Exchange; PrPsc Proteins/analysis; Pregnancy; Scrapie/diagnosis/genetics/*transmission; Sheep/*genetics; Support, Non-U.S. Gov't
AD Institute for Animal Health, BBSRC and MRC Neuropathogenesis Unit, Edinburgh.
SP englisch
PO England
OR Prion-Krankheiten 3
ZF kritische Zusammenfassung von Roland Heynkes