Einfluss funktioneller Polymorphismen auf Anfälligkeit und Ausbildung eines chronischen Verlaufs der durch Spirochäten ausgelösten bovinen Klauenerkrankung Dermatitis digitalis

• Antragstellerin: Dr. Diana Oelschlägel
• Fachliche Zuordnung: Tierzucht, Tierernährung, Tierhaltung
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 533845368

Bovine Dermatitis digitalis (BDD) ist eine infektiöse, schmerzhafte Klauenerkrankung beim Rind mit multifaktorieller Ätiologie und einem polygenen Einfluss bezüglich Anfälligkeit und Verlauf. Eine von unserer Arbeitsgruppe durchgeführte genomweite Assoziationsstudie führte zur Identifizierung zweier signifikant assoziierter Einzelnukleotid-Polymorphismen, einer im fünften Exon von ASB16, der andere stromabwärts von CMPK2. Bei beiden Genen ist von einer Involvierung in immunologische Prozesse auszugehen. Tiere mit diesen Polymorphismen zeigen eine signifikant höhere Wahrscheinlichkeit an BDD zu erkranken und chronische Läsionen zu entwickeln. Diese Erkenntnisse zum genomischen Hintergrund bezüglich der Pathogenese können bei der Etablierung eines BDD-Vorscreening-Tests helfen und langfristig in Rinderzuchtprogrammen eingesetzt werden. Zudem soll die weitere Aufklärung genetischer Faktoren und deren Auswirkungen im Vordergrund stehen, damit bestehende Therapieansätze verbessert und das Leid betroffener Tiere bereits kurzfristiger verringert werden kann. Derzeit bieten Antibiotika eine begrenzte Möglichkeit zur symptomatischen Behandlung. Eine Heilung ist jedoch nur eingeschränkt zu erreichen, da nach Ruhephasen oft eine chronische Reaktivierung des schmerzhaften Entzündungsprozesses auftritt. Ziel des beantragten Projekts ist es, mehr Erkenntnisse über den Einfluss identifizierter Polymorphismen auf den Krankheitsverlauf bezüglich der Regulation immunologischer Signalwege und der Kommunikation lokal beteiligter Zelltypen zu gewinnen. Der Fokus liegt dabei auf Makrophagen und Keratinozyten, zwei wichtige am Entzündungsprozess beteiligte Zelltypen. Transkriptomanalysen aus Zellproben von Tieren mit vorteilhafter bzw. nachteiliger Genotypkonstellation sollen Informationen über differenziell exprimierte Entzündungsmodulatoren liefern, was Rückschlüsse auf die interzelluläre Kommunikation und die physiologischen Funktionen der Zellen erlaubt und mit entsprechenden Folgeexperimenten untersucht und validiert werden soll. Erkenntnisse über genetische Varianten und deren zellbiologische Wirkung bezüglich Erkrankungsanfälligkeit und -verlauf sind auch für die Humanmedizin von Bedeutung. Mitglieder der bakteriellen Klasse der Spirochäten, zu denen die BDD-assoziierten Treponema Spezies gehören, sind auch beim Menschen für entzündliche, teils chronisch verlaufende Erkrankungen verantwortlich, wie z.B. Borreliose, Syphilis oder Parodontitis. Auch bei diesen Infektionen werden bereits Polymorphismen als genetische prädisponierende Faktoren untersucht, da individuelle Erkrankungsverläufe und schwankende Effektivität klassischer Antibiotikatherapien bekannt sind. Informationen über signifikant assoziierte Polymorphismen und ihre Auswirkungen auf molekularbiologischer Ebene unterstützen die Entwicklung wirksamer, individueller Präventions- und Therapieoptionen für BDD und die Forschung am Modell Rind kann zudem speziesübergreifend nutzbare Erkenntnisse liefern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen