Epidemiology and ecology of Bacillus cereus biovar anthracis: A project to build capacities for the detection and investigation of novel pathogens

• Antragstellerin: Dr. Silke Klee
• Fachliche Zuordnung: Parasitologie und Biologie der Erreger tropischer Infektionskrankheiten
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 299339077

Der untypischen Milzbranderreger Bacillus cereus biovar anthracis (Bcbva) besitzt die Virulenzplasmide des klassischen Milzbranderregers Bacillus anthracis (Ba) und somit die Fähigkeit zur Bildung von Toxinen und Anthrax-Kapsel vor dem chromosomalen Hintergrund von Bacillus cereus, einem verbreiteten Umweltkeim. Im Tierversuch ist die Virulenz von Bcbva und Ba vergleichbar, es bestehen jedoch morphologische Unterschiede. Laut unserer Daten ist Bcbva im tropischen Afrika weit verbreitet (von der Elfenbeinküste (CI) bis zur Demokratischen Republik Kongo)und bildet ein spezifisches genetisches Cluster mit Variabilität innerhalb des Clusters. In unserem Hauptstudiengebiet im Tai Nationalpark (TNP), CI, hat Bcbva seit mindestens 1989 zu zahlreichen Todesfällen bei Wildtieren geführt. Im TNP konnten wir auch nachweisen, dass jede zehnte Aasfliege mit Bcbva belastet ist und Fliegen hier wahrscheinlich eine Rolle bei der Infektion z.B. baumlebender Affenarten spielen. Die Analyse von > 150 Bcbva Vollgenomen aus dem TNP weist auf kontinuierliche Ausbrüche mit verschiedenen Bcbva Linien mit vermehrtem Vorkommen in Gebieten mit hoher Tierdichte hin. Seroprävalenzstudien in verschiedenen Gebieten der CI, bei denen ein Bcbva spezifischer Assay zum Einsatz kam, ergaben eine weite Verbreitung, v.a. in Regionen, wo Menschen Kontakt mit Wildtieren haben. In anderen Regionen wurden Antikörper gegen klassischen Ba gefunden. Ursächlich ist hier die C Linie von Ba, eine Linie, die bisher nur in den USA beschrieben wurde. Im Rahmen der zweiten Projektphase wollen wir Fragen zu Determinanten der Verbreitung von Bcbva (1), seiner Epidemiologie (2) sowie dem Risiko der Entstehung weiterer solcher pathogener Bacilli (3) untersuchen. (1) Determinanten für Verbreitung untersuchen wir in Feldstudien in verschiedenen Klimazonen der CI, aber auch durch in vitro Experimente (Wachstum und Sporulation unter verschiedenen Bedingungen). Diese Daten werden genutzt um Risikokarten zu erstellen. (2) Des Weiteren möchten wir die Epidemiologie von Bcbva in Bezug auf relevante Übertragungswege aufklären. Dies geschieht durch Feldstudien in zwei Gebieten mit bekanntem Bcbva Vorkommen, die verschiedene ökologische und epidemiologische Determinanten aufweisen. Felddaten werden durch in-vitro Experimente zu Wachstumsbedingungen unterstützt (Wachstum in Früchten, Erde) sowie Untersuchungen zur Rolle von möglichen Vektoren (Aasfliegen). Um Risikofaktoren für menschliche Infektionen zu identifizieren, werden gezielt Daten zu exponierten Menschen analysiert. (3) Experimentell wollen wir zudem die Möglichkeit einer erneuten Entstehung solcher untypischer Bakterien durch horizontalen Gentransfer und den Einfluss von potentiellen Virulenzfaktoren untersuchen. Diese drei Teilbereiche werden uns erlauben Risikofaktoren für das Auftreten von Bcbva und anderer atypischer pathogener Bacilli zu etablieren und somit Gegenmaßnahmen zu entwickeln.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Côte d'Ivoire
• ausländ. Mitantragstellerinnen / ausländische Mitantragsteller: Professorin Dr. Chantal Akoua Epse Koffi, Ph.D.; Professor Dr. Emmanuel Couacy-Hymann, Ph.D.
• Mitverantwortliche: Privatdozent Dr. Roland Grunow; Professor Dr. Fabian Leendertz