Untersuchung der Anwendung von Bakteriophagen zur

Reduktion von Campylobacter in der Hähnchenmast

S. Kittler a, S. Fischer b, G. Glünder b

a Institut für Lebensmittelqualität und –sicherheitb Klinik für Geflügel

2

• Bakteriophagen in Lebensmitteln

• Untersuchungen zur Effektivität von Campylobacter-Bakteriophagen:

• Versuche unter experimentellen Bedingungen

• Feldversuche in der Broilermast

• Resistenzentwicklung

Gliederung

Eigene Arbeiten

• Zusammenstellung eines Phagen-Cocktails aus vier Bakteriophagen(NCTC 12672, 12673, 12674, 12678)(Hirsch 2010)

• In vitro Versuche mit Campylobacter-Feldisolaten zur Wirkung desCocktails (Hirsch 2010)

• Methode zur Produktion von ca. 40 L Cocktail für bis zu 40.000Hähnchen (Kittler et al. 2014)

• Versuchsdurchführung(Fischer et al. 2013 und Kittler et al. 2014)

3

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

8,00

9,00

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1,00

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3,00

4,00

5,00

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7,00

8,00

9,00

Alter (t) 10Nach Campy. 4Nach Phagen 1

1263

16107

231714

302421

373128

443835

514542

lg p

fu/ g

lg c

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Campylobacter Versuchsgruppe Campylobacter Kontrolle Phagentiter Versuchsgruppe Phagentiter Kontrolle

Fischer et al. 2013 p. e78543, PLos ONE, vol. 8

4

* P≤ 0,05** P≤ 0,001***P≤ 0,0001

** **

In vivo 2

0,00

1,00

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0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

8,00

9,00

Alter (t) 10Nach Campy. 4Nach Phagen 1

1263

16107

231714

302421

373128

443835

514542

lg p

fu/ g

lg c

fu/ g

Campylobacter Cocktailgruppe Campylobacter Phage-1-Gruppe Campylobacter Kontrolle

Phagentiter Cocktailgruppe Phagentiter Phage-1-Gruppe Phagentiter Kontrolle

Fischer et al. 2013 p. e78543, PLos ONE, vol. 8

5

* P≤ 0,05** P≤ 0,001***P≤ 0,0001

* * ** **

* * ** **

*

*

In vivo 3

Ergebnisse

• Signifikante Reduktion nach Phagenapplikation in allen Versuchen

• Reduktion > 2,5 log10 in allen Versuchen mit zwei verschiedenen Campylobacter- Feldstämmen

• Phagen Nachweis in allen Versuchen über den gesamtenVersuchszeitraum

6

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

8,00

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

8,00

Alter (t) 36Nach Phagen 0

Proben: Kot

371

Kot

426

Blinddarm

lg p

fu/ g

lg c

fu/ g

Campylobacter Versuchsgruppe Campylobacter Kontrolle Phagentiter Versuchsgruppe

*

*

Feldversuche- Versuch 1

Bilder: Stall: public domain

Kittler et al. 2013 Appl. Environ. Microbiol. 79:7525-7533.

7

* P≤ 0,05** P≤ 0,001***P≤ 0,0001

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

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8,00

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

8,00

Alter (t) 32Nach Phagen 0

Proben: Kot

331

Kot

342

Kot

364

Kot

386

Blinddarm

lg p

fu/ g

lg c

fu/ g

Campylobacter Versuchsgruppe Campylobacter Kontrolle Phagentiter Versuchsgruppe

Feldversuche- Versuch 2

Bilder: Stall: public domain

Kittler et al. 2013 Appl. Environ. Microbiol. 79:7525-7533.

8

0,00

1,00

2,00

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4,00

5,00

6,00

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0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

8,00

Alter (t) 31Nach Phagen 0

Proben: Kot

321

Kot

354

Kot

387

Blinddarm

lg p

fu/ g

lg c

fu/ g

Campylobacter Versuchsgruppe Campylobacter Kontrolle Phagentiter Versuchsgruppe Phagentiter Kontrolle

*

Feldversuche- Versuch 3

Bilder: Stall: public domain

Kittler et al. 2013 Appl. Environ. Microbiol. 79:7525-7533 und Kittler et al. 2014, p. e94782, PLos ONE, vol. 9.

9

* P≤ 0,05** P≤ 0,001***P≤ 0,0001

Ergebnisse

• Feldversuche sprechen für die Möglichkeit der Reduktion vonCampylobacter durch Bakteriophagen

• Stagnation oder Reduktion nach 1-4 Tagen

• signifikante Reduktion (P<0,05)

• Dynamik zweier Biotypen zeigt Anwesenheit, aber Nachteile desresistenten Biotyps in der Kolonisation in Feldversuch 3

10

Versuche zur Resistenzentwicklung

0

20

40

60

80

100

1 3 7 14 21 28 35 42

Re

sist

en

teIs

ola

te (

%)

Tag nach Phagenapplikation

P1

P2

P5

P13

Ct

Fischer et al. 2013 p. e78543, PLos ONE, vol. 8

Resistenz gegen

11

In vivo 3

12

Fischer et al. 2013 p. e78543, PLos ONE, vol. 8

Versuche zur Resistenzentwicklung

In vivo 3

0

20

40

60

80

100

0 1 4 7

Re

sist

en

teIs

ola

te (

%)

Tag nach Phagenapplikation

P1

P2

P5

P13

Ct

Versuche zur Resistenzentwicklung

Bilder: Stall: public domain

Resistenz gegen

13

Adaptiert von Kittler et al. 2014, p. e94782, PLos ONE, vol. 9.

Feldversuch 3

Resistenzen- Ergebnisse

• Empfängliche Campylobacter- Population verdrängt resistente Isolate

• Die Effizienz von Bakteriophagen scheint durch resistenteCampylobacter- Subpopulationen nicht grundsätzlich bedroht

• Es scheinen unterschiedliche Resistenzmechanismen gegen einzelnePhagen des Cocktails wirksam

14

Zusammenfassung

• Signifikante Reduktion von Campylobacter in allen

Versuchen unter experimentellen Bedingungen

• Signifikante Reduktion unter die Nachweisgrenze in einem

Feldversuch

• Uneinheitliche Ergebnisse in den Feldversuchen

• Empfängliche Isolate können Kolonisationsvorteil haben

• Vielversprechende Methode,

aber für reproduzierbare Reduktion im Feld Optimierungen

nötig

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