UNTERSUCHUNGEN ZUM VORKOMMEN UND ZUR VERBREITUNG VON MEDIKAMENTENRESISTENTEN TRYPANOSOMENPOPULATIONEN IN

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1 Aus dem Institut für Parasitologie und Internationale Tiergesundheit des Fachbereiches Veterinärmedizin der Freien Universität Berlin UNTERSUCHUNGEN ZUM VORKOMMEN UND ZUR VERBREITUNG VON MEDIKAMENTENRESISTENTEN TRYPANOSOMENPOPULATIONEN IN RINDERHERDEN DER PROVINZ KÉNÉDOUGOU IM SÜDWESTEN VON BURKINA FASO, WESTAFRIKA INAUGURAL-DISSERTATION zur Erlangung des Grades eines Doktors der Veterinärmedizin an der Freien Universität Berlin vorgelegt von Tanja Woitag Tierärztin aus Oldenburg Berlin 2003 Journal-Nr. 2718

2 Gedruckt mit der Genehmigung des Fachbereiches Veterinärmedizin der Freien Universität Berlin Dekan: Univ.-Prof. Dr. L. Brunnberg Erster Gutachter: Univ.-Prof. Dr. K.H. Zessin Zweiter Gutachter: Univ.-Prof. Dr. E. Schein Dritter Gutachter: Prof. Dr. A.O. Heydorn Deskriptoren: Trypanosomiasis Drug Resistance cattle field studies Isometamidium Diminazene West Africa Tag der Promotion:

3 Meinen Eltern

4 Inhaltsverzeichnis 1 EINLEITUNG UND ZIELSETZUNG LITERATURÜBERSICHT TRYPANOSOMOSEN TRYPANOSOMOSEN DER RINDER IN AFRIKA DIE NAGANA EPIDEMIOLOGIE DER NAGANA PATHOLOGIE UND KLINIK WIRTSCHAFTLICHE BEDEUTUNG DER NAGANA DIE ERREGER DER NAGANA T. CONGOLENSE T. VIVAX T. BRUCEI TSETSEFLIEGE VEKTOR DER NAGANA-VIEHSEUCHE VORKOMMEN KLASSIFIZIERUNG UND TAXONOMIE MORPHOLOGIE UND BIOLOGIE PARASITOLOGISCHE DIAGNOSE BLUTAUSTRICH HCT BCT MAUSINOKULATION WEITERE NACHWEISMETHODEN BEKÄMPFUNGSSTRATEGIEN BEKÄMPFUNG/KONTROLLE DES VEKTORS TRYPANOTOLERANTE RINDER BEKÄMPFUNG DER ERREGER INTEGRIERTE BEKÄMPFUNG CHEMORESISTENZ DEFINITION BERICHTE ÜBER RESISTENZEN RESISTENZENTWICKLUNG METHODEN ZUR BESTIMMUNG EINER CHEMORESISTENZ IN-VIVO-NACHWEISVERFAHREN Experimentelle Untersuchungen in Wiederkäuern Felduntersuchungen Experimentelle Untersuchungen in Mäusen...35

5 Inhaltsverzeichnis Experimentelle Untersuchungen in Tsetsefliegen IN VITRO-KULTURVERFAHREN ISMM-ELISA POLYMERASE-KETTENREAKTION (PCR) MATERIAL UND METHODEN BESCHREIBUNG DES UNTERSUCHUNGSGEBIETES UNTERSUCHUNGSPLAN QUERSCHNITTSUNTERSUCHUNG Untersuchungspopulation Parasitologische Untersuchungstechniken Blutentnahme Blutausstrich BCT und Hämatokrit Stabilatgewinnung EDTA-Vollblutproben für PCR-Untersuchungen Serumgewinnung Beurteilung der Körperkondition Entomologische Untersuchungen Auswahl der Fallenstandorte Fallenart und Anzahl Fliegendichte, -spezies, -infektionsrate und -alter ISOMETAMIDIUMCHLORID-BLOCKBEHANDLUNGSSTUDIE Untersuchungspopulation Behandlungsplan LANGZEITUNTERSUCHUNG Untersuchungspopulation Behandlungs- und Untersuchungsplan STATISTISCHE METHODEN ERGEBNISSE QUERSCHNITTSUNTERSUCHUNG ENTOMOLOGISCHE ERGEBNISSE ZUSAMMENSETZUNG DER RINDERPOPULATION Alterszusammensetzung in den vier Distrikten Verteilung der Rinderrassen in den vier Distrikten...58

6 Inhaltsverzeichnis Verteilung der Geschlechter in den vier Distrikten PARASITOLOGISCHE ERGEBNISSE Trypanosomenprävalenzen Trypanosomenspeziesverteilung Trypanosomenprävalenzen in den Untersuchungsdörfern Vergleich der Trypanosomenprävalenzen und der Fliegendichten Beziehung zwischen Trypanosomenprävalenzen und Alter Beziehung zwischen Trypanosomenprävalenzen und Rassen Beziehung zwischen Trypanosomenprävalenzen und Geschlechtern BETRACHTUNG DER HÄMATOKRITWERTE Hämatokritwerte Trypanosomen-infizierter und nicht-infizierter Rinder Hämatokritwerte in Abhängigkeit von der Trypanosomenspezies Hämatokritwerte in den vier Distrikten Hämatokritwerte Trypanosomen-positiver Rinder innerhalb der Altersgruppen Hämatokritwerte Trypanosomen-positiver Rinder innerhalb der Rinderrassen Hämatokritwerte Trypanosomen-positiver Rinder innerhalb der Geschlechter KÖRPERGEWICHT KÖRPERKONDITION ISMM-BLOCKBEHANDLUNGSSTUDIE PARASITOLOGISCHE ERGEBNISSE Trypanosomenprävalenz zum Zeitpunkt der ISMM-Behandlung Trypanosomenprävalenzen nach ISMM-Behandlung Isometamidium-Fehlerrate Diminazenazeturat Fehlerrate Inzidenz-Rate Kumulative Inzidenz-Rate BETRACHTUNG DER HÄMATOKRITWERTE Hämatokritwerte zum Zeitpunkt der ISMM-Behandlung Hämatokritwerte nach ISMM-Behandlung RASSENEINFLUSS Verteilung der Rinderrassen in den Untersuchungsherden Beziehung zwischen Rasse und Trypanosomenprävalenzen Beziehung zwischen Rasse und ISMM-Fehlerraten GESCHLECHTSEINFLUSS Beziehung zwischen Geschlecht und Trypanosomenprävalenzen Beziehung zwischen Geschlecht, Altersgruppen und Hämatokritwerten...105

7 Inhaltsverzeichnis KÖRPERKONDITION LANGZEITUNTERSUCHUNG ENTOMOLOGISCHE ERGEBNISSE PARASITOLOGISCHE ERGEBNISSE Trypanosomenprävalenz zum Zeitpunkt der ISMM-Behandlung Trypanosomenprävalenz nach ISMM-Behandlung Isometamidium-Fehlerrate Diminazenazeturat-Fehlerrate Vergleich der ISMM-Fehlerraten der ISMM-Blockbehandlungsstudie und der Langzeitstudie Inzidenz-Rate Kumulative Inzidenz-Rate BETRACHTUNG DER HÄMATOKRITWERTE Hämatokritwerte zum Zeitpunkt der Behandlung Hämatokritwerte nach ISMM-Behandlung RASSENEINFLUSS Beziehung zwischen Rasse und Trypanosomenprävalenzen Beziehung zwischen Rasse und ISMM-Fehlerraten GESCHLECHTSEINFLUSS Beziehung zwischen Geschlecht und Trypanosomenprävalenzen Beziehung zwischen Geschlecht und Hämatokritwerten KÖRPERKONDITION KÖRPERGEWICHT DISKUSSION QUERSCHNITTSUNTERSUCHUNG FLIEGENDICHTEN / TRYPANOSOMENPRÄVALENZEN IN RINDERN VEKTORKAPAZITÄT / TRYPANOSOMENSPEZIES HÄMATOKRITWERT / TRYPANOSOMENINFEKTION RASSENEINFLUSS / TRYPANOSOMENINFEKTION EINFLUSS VON ALTER, GESCHLECHT, KÖRPERGEWICHT UND KÖRPERKONDITION / TRYPANOSOMENINFEKTION ISMM-BLOCKBEHANDLUNGSSTUDIE TRYPANOSOMENPRÄVALENZEN VOR ISMM-BEHANDLUNG TRYPANOSOMENPRÄVALENZEN NACH ISMM-BEHANDLUNG HÄMATOKRITWERT / TRYPANOSOMENINFEKTION RASSENEINFLUSS / TRYPANOSOMENINFEKTION...141

8 Inhaltsverzeichnis EINFLUSS VON ALTER, GESCHLECHT UND KÖRPERKONDITION / TRYPANOSOMENINFEKTION ISMM-FEHLERRATE INZIDENZ-RATE DIMINAZEN-FEHLERRATE KUMULATIVE INZIDENZ-RATE LANGZEITSTUDIE FLIEGENDICHTEN / TRYPANOSOMENPRÄVALENZEN IN RINDERN VEKTORKAPAZITÄT / TRYPANOSOMENSPEZIES HÄMATOKRITWERT / TRYPANOSOMENINFEKTION RASSENEINFLUSS / TRYPANOSOMENINFEKTION EINFLUSS VON ALTER, GESCHLECHT UND KÖRPERKONDITION / TRYPANOSOMENINFEKTION KÖRPERGEWICHTSENTWICKLUNG ISMM-FEHLERRATE INZIDENZ-RATE DIMINAZEN-FEHLERRATE KUMULATIVE INZIDENZ-RATE SCHLUSSBETRACHTUNG ZUSAMMENFASSUNG SUMMARY RÉSUMÉ ZUSAMMENFASSUNG SUMMARY RESUME LITERATURVERZEICHNIS DANKSAGUNG LEBENSLAUF SELBSTÄNDIGKEITSERKLÄRUNG...186

9 Danksagung Meinem Doktorvater Herrn Prof. Dr. K.H. Zessin gilt mein herzlicher Dank für die Überlassung des spannenden Themas, für seine Gesprächsbereitschaft und seine kritische Durchsicht der Arbeit. Mein allerherzlichster Dank gilt Herrn Dr. P.-H. Clausen für die jederzeit gewährte ausgezeichnete und unermüdliche Beratung bei der Planung, Umsetzung und Auswertung dieser Arbeit. Seine fachkundige Begleitung, seine Geduld und seine engagierte Hilfestellung waren mir eine unersetzliche Hilfe bei der Abfassung und Korrektur dieser Arbeit. Mein weiterer Dank gilt Herrn U. Tietjen, der mich in die Grundlagen der Trypanosomendiagnostik einführte und mir viele wertvolle Tips für das Arbeiten im Feld mitgegeben hat. Ferner gilt mein Dank den Mitarbeitern des Institutes für Biometrie der Tierärzlichen Hochschule Hannover, Herrn Dr. Rohn und Herrn Meyer für die Beratung und Hilfe bei der Datenauswertung. Für die gastfreundschaftliche Aufnahme am CIRDES und jederzeit gewährte Hilfe danke ich dem Herrn Direktor Dr. S.M. Touré. Für die Starthilfe in Burkina Faso danke ich Herrn Dr. B. Bauer und ganz besonders Frau B. Stachursky. Für die Umsetzung und Meisterung dieser Arbeit gilt mein Dank Herrn Dr. I. Sidibé und Herrn I. Kaboré. Ein ganz herzliches Dankeschön für die gute Zusammenarbeit, die Freundschaft und das Zusammenhalten auch in schwierigen Situationen gilt meiner Equipe diese 18 Monate werden mir unvergesslich bleiben! Ferner gilt mein Dank den Viehhaltern aus Kénédougou für ihre Mitarbeit und gewährte Gastfreundschaft. Dem Bundesministerium für Wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung danke ich für die Bereitstellung der Mittel für das Projekt in Kénédougou. Mein ganz besonderer Dank gilt meinen Eltern für ihr immerwährendes Verständnis und Vertrauen in mich. Nur ihre unermüdliche Unterstützung und Ermutigung ließen mich diese Arbeit zu Ende bringen. 184

10 Lebenslauf Name: Woitag, Tanja Geburtsdatum: in Oldenburg Schulbildung : Grundschule Oldenburg : Orientierungsstufe Oldenburg : Gymnasium Hindenburgschule Berufstätigkeit : Freiwilliges Soziales Jahr 04/90-10/90: Evangelisches Krankenhaus Oldenburg / Krankenschwesternschülerin 10/96-02/97: Wissenschaftliche Hilfskraft / Anatomisches Institut der Tierärztlichen Hochschule Hannover 02/98 01/00 Anstellung als wissenschaftliche Mitarbeiterin im Institut für Parasitologie und Internationale Tiergesundheit / FU Berlin seit 01/01 bis heute Anstellung als Tierärztin im Lebensmittelinstitut des Niedersächsischen Landesamtes für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit in Oldenburg Studium 10/90-07/96: Tierärztliche Hochschule Hannover Studium zur Tierärztin : Approbation Aufbaustudium Kurse 10/96-02/97: Tropenveterinärmedizin der Tierärztlichen Hochschule Hannover Weiterbildende Studien Tropenveterinärmedizin / FU Berlin / Kompaktkurs / Training in Veterinary Epidemiology and Animal Health Management Promotion seit 10/97 Beginn der Dissertation im Rahmen eines drittmittelfinanzierten BMZ/GTZ-Forschungsprojektes: Epidemiology of Drug Resistance in Trypanosomes in West Africa am Institut für Parasitologie und Internationale Tiergesundheit / FU Berlin 185

11 Selbständigkeitserklärung Hiermit bestätige ich, dass ich die vorliegende Arbeit selbständig angefertigt und nur die erwähnten Quellen und Hilfen verwendet habe. Die Arbeit ist erstmalig und nur an der Freien Universität Berlin eingereicht worden. Tanja Woitag 186