Anthelmintikus ellenállás az állatállományban

Írta: Morutse Mphahlele, Nthatisi Molefe, Ana Tsotetsi-Khambule és Thekisoe Oriel

Beküldve: 2019. március 11. Felülvizsgálat: 2019. május 29. Megjelenés: 2019. augusztus 26

Absztrakt

Kulcsszavak

féreghajtó rezisztencia
helminták
állatállomány
benzimidazolok
imidazotiazolok
makrociklusos laktonok

fejezet és a szerző információi

Szerzői

Morutse Mphahlele

Környezettudományi és Gazdálkodási Osztály, Észak-Nyugati Egyetem, Dél-Afrika

Nthatisi Molefe

Környezettudományi és Gazdálkodási Osztály, Észak-Nyugati Egyetem, Dél-Afrika

Ana Tsotetsi-Khambule

Élet- és fogyasztótudományi tanszék, Mezőgazdasági és Környezettudományi Főiskola, Dél-afrikai Egyetem, Dél-Afrika

Thekisoe Oriel *

Környezettudományi és Gazdálkodási Osztály, Észak-Nyugati Egyetem, Dél-Afrika

* Az összes levelezést címezze: [email protected]

A szerkesztett kötetből

Szerkesztette: Omolade Olayinka Okwa

1. Az állatokat megfertőző helminták

Az állatállomány a legelőkön különféle helmintákkal fertőződhet meg, a paraziták lárváinak a szennyezett füvön történő bevitele révén, amelyek közül a leggyakoribbak a gyomor-bélférgek és a foltok [1]. Magától értetődik, hogy a helminták állandóan problémásak voltak, és kétségtelenül régóta aggodalomra adnak okot, amely az állattenyésztési ágazatot fenyegeti [2], mivel ezek a paraziták negatív hatással vannak az állatok termelékenységére és jólétére, többek között befolyásolják a takarmányfelvételt, a növekedési ütemet és tejhozam [3]. A parazita férgek közé tartoznak a galandférgek, a gömbférgek, a tüdőférgek, a májfoltok, a gyűrűs férgek, a horogférgek és az ostorférgek. A GIT paraziták terjedése a legtöbb esetben meglehetősen közvetlen; a fertőző petesejteket vagy oocisztát az ürülékkel együtt adják át, amikor az állat ürül, a következő állat megfertőződik, ha a szennyezett területeken legelnek, és az emberek megfertőződhetnek a szennyezett étel és víz elfogyasztása és/vagy az emberek szoros interakciója révén a fertőzött állatok [4]. A parazita megbetegedésekkel járó éves költségeket Ausztráliában 1 milliárd dollárra [5], Brazíliában 7,11 milliárd dollárra [6] becsülik, és világszerte tízmilliárd dollárnak számítanak [5].

2. Kezelés és kontroll

2.1 Kemoterápia

A férgek elleni védekezés a legtöbb gazdaságban kizárólag anthelmintikus kezeléseken alapul, nem pedig az integrált stratégiákat felölelő kezelési gyakorlatokon. A jelenleg kapható féreghajtók különböző gyógyszerosztályokba tartoznak, azaz a makrociklusos laktonok (ML), a benzimidazolok (BZ), a tetrahidropirimidin-imidazotiazolok, az aminoacetonitril származékok (AAD) és a spiroindolok. Ezen gyógyszerosztályok vegyületei hatásosak a fonálférgek széles skálájával szemben, továbbá az ML-k számos ízeltlábú-parazita ellen hatásosak, míg a BZ-k néhány laposféregfajhoz képest is [7]. Az adatok azonban még a kezelés megfelelő beadása mellett is rámutatnak arra, hogy az anthelmintikumok alkalmazása még mindig drága módszer a parazita betegségek leküzdésére [5].

2.2 Különböző féreghajtó osztályok hatásmódjai

1.ábra.

Az alapvetően ismert féreghajtó rezisztencia útvonalak sematikus ábrázolása és azok relevanciája a jelenlegi anthelmintikus gyógyszerosztályok mindegyikében [8].

A széles spektrumú féreghajtók osztályai a benzimidazoloktól, az imidazotiazoloktól/tetrahidropirimidinektől és a makrociklusos laktonokig terjednek, de a szalicil-anilidek, fenol-helyettesítők és szerves foszfátok is népszerűek [13]. A széles spektrumú féreghajtókat gyakrabban használják a kérődzőknél, mert képesek nagyszámú parazita megszüntetésére, amellett, hogy könnyen beadhatók és biztonságosak a gazdák számára [14].

3. Anthelmintikus rezisztencia

Évtizedek óta féreghajtó szereket használtak a juh fonálféreg-parazitáinak elsődleges ellenőrző intézkedésként [15]. Az évek során azonban az állatokat megfertőző élősködő férgek folyamatosan és jelentősen fejlődtek ki AR-ban. Az anthelmintikus rezisztencia úgy határozható meg, mint a paraziták azon képessége, hogy túléljék a gyógyszerek olyan dózisait, amelyek általában megölik az azonos fajba és szakaszba tartozó parazitákat. Öröklődik, és azért választják ki, mert a kezelések túlélői géneket adnak át az ellenállóképesség utódaikra. Ezek a rezisztens gének kezdetben ritkák a populációban, vagy ritka mutációkként fordulnak elő, de a szelekció folytatásával a populációban való arányuk növekszik, ahogy a rezisztens paraziták aránya is [16].

A két újabb osztály, az aminoacetonitril-származékok és a paraherquamid-származékok ellenállása várhatóan következni fog [27]. Még mindig rendelkezésre állnak féreghajtók, de gyorsan kialakult számos gyógyszerrezisztens helmintörzs, és a termelőknek és az állategészségügyi szakembereknek most alternatív kezelési és megelőzési módszereket kell keresniük [28]. Az alábbiakban bemutatunk néhány, a világban jelentett anthelmintikus rezisztencia-esetet (1. táblázat).

OrszágTörzsgátló (osztály) fonálféreg nemzetségekAz AR jelentette referenciák

Dél-Afrika	Levamisole, morantel	Trich/Tel spp.	1990	[29]
Dél-Afrika	Benzimidazol, fenbendazol, rafoxinid, levamisol (BZ, SCL, IMID)	Haemonchus spp.	1992–1996	[30]
Dél-Afrika	Albendazol, closantel, ivermektin, levamisol (BZ, SCL, AVM, IMID)	Haemonchus spp., Trich/Tel spp. és az Oesophagostomum spp.	2003 és 2013	[31, 32]
Zimbabwe	Fenbendazol, albendazol, oxfendazol, levamisol (BZ, IMID)	Haemonchus spp., Cooperia spp.	1997 és 2003	[33, 34]
Zimbabwe	Fenbendazol, levamisol, rafoxanid (BZ, IMID, SCL)	Haemonchus spp.	1997	[35]
Zambia	Ivermektin, albendazol (AVM, BZ)	Haemonchus spp.	2001	[36]
Kenya	Ivermektin, fenbendazol (AVM, BZ)	Haemonchus spp., Trich/Tel spp. és az Oesophagostomum spp.	1995	[37]
Németország	Levamisol, ivermektin (IMID, AVM)	Trich/Tel spp.	2012	[38]
Norvégia	Albendazol (BZ)	Trich/Tel spp.	2012	[39]
Észak-Írország	Benzimidazol, moxidektin, avermektin, levamisol (BZ, MLB, AVM, IMID)	Trich/Tel spp., Cooperia spp.	2013	[40]
Svájc	Avermektin (AVM)	Haemonchus spp., Trich/Tel spp.	2007	[41]
Brazília	Ivermektin (AVM)	Haemonchus spp.	2013	[42]
India	Fenbendazol, benzimidazol, tiabendazol, tetramisol (BZ, IMID)	Haemonchus spp., Trich/Tel spp.	2013, 2011	[43], [44]

Asztal 1.

Az anthelmintikus rezisztencia néhány esete.

BZ, benzimidazolok; ML, makrociklusos laktonok (AVM, avermektinek vagy MLB, milbemycin); nikotin-agonisták (IMID, imidazotiazolok vagy TETR, tetrahidropirimidinek); AAD, aminoacetonitril-származékok; SCL, szalicil-anilidek; Tel, Teladorsagia; Trich, Trichostrongylus

Sajnos az anthelmintikus rezisztenciát ma a status quo-nak tekintik a világ juhtermelő országaiban [45], és az Európában és Dél-Amerikában végzett ismételt keresztmetszeti vizsgálatok egyre rosszabb helyzetet mutattak, mind a multidrug, mind a fajok ellenállása egyre inkább gyakori [46, 47]. Bár nem elterjedt, két új hatóanyaggal, a monepantellel és a derquantellel szemben már kialakult a rezisztencia. Ez annak ellenére történt, hogy a spiroindolt - derquantelt - kombinált termékként forgalmazták az ellenállás kialakulásának lassítása érdekében [48]. Mindezek kiemelik az AR kialakulásával összefüggő kockázati tényezők azonosításának sürgős szükségességét, a jövőbeni ajánlások ismertetése érdekében a fenntartható paraziták elleni védekezésről [49].

4. Az AR kialakulásának kockázati tényezői

5. Anthelmintikus rezisztencia monitorozása

5.1 A széklet petesejt-csökkentési tesztje

Az állategészségügyi jelentőségű fonálférgek anthelmintikus rezisztenciájának kimutatásának fő módszere a széklet petesejt-csökkentési tesztje [55]. A FECRT-ben a juhok gyomor-bélférgességének populációi fogékonyak, ha a gyógyszer hatékonysága meghaladja a 95% -ot (a FECRT csökkenése). Ezzel szemben a rezisztencia akkor van jelen, ha a hatékonyság E = tojás + L 1 - L 1 tojás + L 1 × 100 E1

A második változatban a mikro-agar lárvafejlődési tesztet (MALDT) hajtjuk végre Coles és munkatársai által leírtak szerint. [57]. Ezt a tesztet 96 mikrotiteres üreges lemezeken is elvégzik. A tiabendazol/levamisol törzsoldatait úgy állítjuk elő, hogy a gyógyszereket előzetesen feloldjuk dimetil-szulfoxidban (DMSO), majd ezt követően desztillált vízben (1: 4) hígítjuk. A székletmintákból kinyert fonálféreg-tojásokat 7 napig inkubáljuk 27 ° C-on, 96 lyukú mikrotiterlemezeken a gyógyszeroldattal. A lemezeken normál esetben táptalaj lesz (élesztő kivonat Earle kiegyensúlyozott sóoldatával és fiziológiás sóoldatával), különféle tiabendazol/levamisol koncentrációjú vízi oldatban és a fonalférgesejtek meghatározott arányában. 7 nap elteltével az egyes üregekben a nem hámozott peték és az L1 – L3 lárvák számát fordított mikroszkóp alatt számoljuk meg. Ezután a diszkrimináló dózisban az L3 fejlődésének sebességét (0,02 és 0,5 μg/ml a tiabendazol és a levamisol esetében) a kontrollhoz viszonyítva használjuk, hogy meghatározzuk, hogy van-e rezisztencia; így az L1-től L3-ig fejlődő lárvák száma a 0,02 μg/ml tiabendazol és a 0,5 μg/ml levamisol megkülönböztető dózisában egyértelműen jelzi a rezisztenciát.

5.4 Molekuláris technikák alkalmazása AR monitorozáshoz

Napjainkban a hagyományos, főleg mikroszkópos parazitológiai diagnosztikai technikákat számos új, többnyire molekuláris jellegű technika és eszköz egészítette ki. A mai napig a hagyományos módszereket továbbra is rutinszerűen alkalmazzák annak ellenére, hogy munkaigényesek és időigényesek lehetnek [25]. Bebizonyosodott, hogy a PCR-alapú eljárások nagyobb érzékenységgel és specifikussággal rendelkeznek, mint a mikroszkópián és/vagy immundetektáláson alapuló „hagyományos” diagnosztikai megközelítések [65]. A ksenobiotikumokkal szembeni rezisztencia más modelljeivel végzett vizsgálatok kimutatták, hogy a migráció alapvető szerepet játszik például a rovarirtó rezisztens gének szúnyogokban való eloszlásában [66] és az antibiotikum-rezisztenciában egyes baktériumfajok között [67]. Vizsgálatok történtek a BZ-rezisztens allélok féregpopulációkban való eredetéről. Például az izotípusú 1-tubulin gén RFLP-vizsgálatait felhasználva megállapították, hogy a H. contortus különböző rezisztens populációiban különféle BZ-rezisztens allélok vannak [68]. Ugyanezt a megközelítést alkalmazva két BZ-rezisztens populáción azt is megállapították, hogy a BZ-rezisztens allélok valószínűleg már két H. contortus populációban jelen voltak, még mielőtt e gyógyszerosztály kifejlődött volna [69].

Mivel a kérődzőknél alkalmazott mind a három széles spektrumú féreghajtó osztály (benzimidazolok, levamisol és makrociklusos laktonok) ellen fonálféreg-rezisztencia van jelen [52], kulcsfontosságúak a hatékony parazita elleni védekezés fenntartására irányuló ellenőrzési stratégiák. A fonálférgek populációjának kiválasztatlan arányának megfelelő menekültek fenntartására kidolgozott módszertanok hozzájárulhatnak a rezisztencia felépülésének csökkentéséhez az érzékeny fonálférgek genotípusainak megőrzésével, ami elősegíti a rezisztencia allélok gyakoriságának hígítását és az anthelmintikus hatékonyság fenntartását [70].

Az egyik stratégia ennek elérésére a célzott szelektív kezelés (TST), amely magában foglalja a kiválasztott, kezelést igénylő egyének kezelését, szemben a teljes csoport kezelésével [71]. Az egyéneket általában a parazitizmus szintje alapján állapítják meg, hogy kezelésre szorulnak [3]. Habár a TST stratégiákat sikeresen kidolgozták és alkalmazták juhoknál, jóval kevesebb tanulmány készült szarvasmarhákról, a TST alkalmazásának első megismerése viszonylag nemrég történt meg [72]. Mivel a szarvasmarhák és juhok között jelentős különbségek vannak a gazda-parazita kölcsönhatásokban és a parazita epidemiológiában, várhatóan eltérések vannak a szarvasmarhák TST módszertanában és alkalmazásában. Bár a juhok TST-stratégiái hasznosnak bizonyultak az anthelmintikus rezisztencia szelekciójának csökkentésében [72], nehéz megtudni, hogy a különböző stratégiák közül melyik lenne a leghatékonyabb a különböző forgatókönyvek esetén. Jelenleg nincs közvetlen összehasonlítás a szarvasmarhák TST stratégiáiról, részben a változók összekeveréséből fakadó nehézségek miatt [72].

7. Holisztikus szabályozási stratégia az anthelmintikus rezisztencia szabályozására

2. ábra.

Egy holisztikus AR megelőzési stratégia, amely éves oktatási kampányokat tartalmaz minden gazdálkodó számára, és különböző diagnosztikai technikákat alkalmaz, amelyek ezután meghatározzák a szükséges féreghajtó kezelést.

Közvetlen féreghajtó szerű hatásokat mutattak ki in vitro vizsgálatokban, amelyek kimutatták, hogy a nyers kondenzált tannin kivonatokban történő inkubálás csökkentette a parazita lárvák fejlődését, életképességét, mozgékonyságát és migrációs képességét [73]. Míg a féreghajtó szerként használt szintetikus vegyületek folyamatos fejlesztése folyik, fokozott tudományos vizsgálatokra van szükség a gyógynövényekből kivont természetes vegyületek átalakításával és befogadásával kapcsolatban, mivel jelentős mennyiségükről beszámoltak arról, hogy féreghajtó hatást mutatnak [74]. ]. A jövőbeli kutatásnak a legelőnek a gyógynövényekből származó szerves vegyületekkel történő lehetséges kezelésére is összpontosítania kell, hogy megkísérelje a helminták lárva stádiumainak ellenőrzését.

8. Perspektíva (jövőbeli ellenőrzési és megelőzési módszerek, szükséges kutatások)

Köszönetnyilvánítás

Az első szerzőt az OMMT rendelkezésére bocsátotta a Dél-afrikai Nemzeti Kutatási Alapítvány (NRF) együttműködési posztgraduális képzési támogatásának ösztöndíja (GUN: 105271).

Összeférhetetlenség

A szerzők kijelentik, hogy nincsenek olyan pénzügyi vagy személyes kapcsolataik, amelyek esetleg nem megfelelően befolyásolták volna őket e könyvfejezet megírásakor.

Nyilatkozatok

A szerzők kijelentik, hogy a könyvfejezet megírásához felhasznált összes irodalmat és forrást megfelelően megemlítették a szövegben és a referencia részben.