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Diversity of Fascioloides magna and Fasciola hepatica in Austria based on their genes and antigens
Christian Husch
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Zentrum für Molekulare Biologie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Molekulare Mikrobiologie, Mikrobielle Ökologie und Immunbiologie
Betreuer*in
Julia Walochnik
DOI
10.25365/thesis.43212
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-18776.28800.259668-9
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Ziel der Studie war die Untersuchung der genetischen Diversität von F. magna und F. hepatica in Österreich. Fascioloides magna wurde in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts mit Jagdtieren aus Nordamerika importiert und befällt hauptsächlich die Leber von Wildtieren. Rehe, Schafe und Ziegen sind Fehlendwirte und sterben etwa 6 Monate nach dem Befall. Infektionen beim Menschen sind nicht bekannt.
Der gemeine Leberegel Fasciola hepatica ist in über 70 Ländern heimisch und befällt die Leber von zahlreichen Säugetieren, darunter auch die des Menschen. Schätzungen zufolge sind rund 50 Millionen Menschen weltweit mit F. hepatica infestiert. Da Schafe und Rinder Hauptendwirte darstellen, hat F. hepatica einen sehr großen Einfluss auf die Fleischproduktion und verursacht jährlich erhebliche wirtschaftliche Verluste.
Insgesamt wurden 26 Individuen von F. magna aus Lebern von Wild aus den Überschwemmungsgebieten südlich von Wien, dem einzig bekannten Endemiegebiet Österreichs, und 31 Individuen von F. hepatica aus Lebern von Rindern aus verschiedenen Regionen in Österreich, mit molekularbiologischen Methoden untersucht. Für die Bestimmung der Haplotypen wurden die Nukleotidsequenzen der mitochondrialen Gene cox1 und nad1 untersucht und mit Referenzstämmen verglichen.
Alle 26 Exemplare von F. magna sind vom selben Haplotyp, nämlich COX1-Ha3/NAD1 Ha4. Diesen Haplotyp hat Österreich mit Ungarn, der Slowakei, der Tschechischen Republik und Kroatien gemein. Die 31 Individuen von F. hepatica können in 3 Gruppen eingeteilt werden, wobei der häufigste Haplotyp für cox1 und nad1 bei 21 Individuen, der zweithäufigste cox1-Haplotyp bei 10 Individuen, der zweihäufigste nad1-Haplotyp bei 9 Individuen und 1 nad1-Haplotyp bei einem Individuum gefunden wurde. Weiters wurde deutlich, dass die Unterschiede im nad1-Gen ausgeprägter waren als im cox1-Gen.
Die Studie zeigt, dass die österreichische F. magna-Population eine größere Homogenität aufweist, was auf eine einzige Einschleppung schließen lässt, während hingegen F. hepatica eine höhere Diversität besitzt, was bereits von anderen Ländern bekannt ist. Es hat sich gezeigt, dass die Proteinprofile und insbesondere die Antigenprofile der beiden Leberegel sehr unterschiedlich sind. F. hepatica lieferte ein komplexeres Protein-Profil als F. magna und folglich mehr Antigene. Insgesamt waren 3 intrazelluläre und 2 Membranproteine den beiden Egeln gemeinsam. Das Antigenprofil zeigte, dass nur ein intrazelluläres und ein Membran-Antigen den beiden Egeln gemeinsam war.
Abstract
(Englisch)
The aim of this study was to investigate the genetic diversity of F. magna, and for the first time, the diversity of F. hepatica in Austria. Fascioloides magna was introduced into Europe in the second half of the 19th century with game animals from North America and it mainly infests the liver of deer. Roe deer, sheep and goats are dead-end hosts and they usually die within six months after infestation. Human infestations are to date unknown. The common liver fluke Fasciola hepatica also is a parasitic flatworm, which however, occurs in more than 70 countries and infests the liver of various mammals including humans. It is estimated that around 50 million humans worldwide are infested by F. hepatica. As the main hosts are sheep and cattle, F. hepatica also has a great impact on meat and milk production and leads to significant economic loss annually.
Altogether, 26 individuals of F. magna isolated from deer, collected from the floodplains in the South of Vienna, which is the only known endemic region in Austria, and 31 individuals of F. hepatica, isolated from cattle, from various regions in Austria, were analysed by molecular biological methods. In order to distinguish the different haplotypes of the flukes, the sequences of the mitochondrial genes cox1 and nad1 were investigated and compared with reference strains. Moreover, as for F. hepatica no widely accepted haplotype system has been established yet, a new typing system was set up.
It was shown that all 26 individuals of F. magna are of the same haplotype, namely COX1-Ha3/NAD1-Ha4, respectively. Austria has this haplotype in common with Hungary, Slovakia, the Czech Republic and Croatia. The 31 individuals of F. hepatica could be grouped in two clusters for cox1 and into three different clusters for nad1, whereby the most common cox1 and nad1 haplotype was shared by 21 individuals and the second most common by 10 individuals for cox1 and nine individuals for nad1. One nad1 haplotype was represented only by one individual. Differences were more pronounced in the nad1 gene than in the cox1 gene.
This study indicates that the Austrian F. magna population is rather homogenous and might even be the result of a single introduction into Austria, while the Austrian F. hepatica population is more diverse. Moreover, it was shown that the protein profiles and even more so the antigen profiles of F. magna and F. hepatica are highly diverse and that F. hepatica reveals a more complex protein and antigen pattern than F. magna. In total, only three intracellular proteins and two membrane proteins are shared by both flukes. The antigen profile revealed one common intracellular and one common membrane antigen.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Fasciola hepatica Fascioloides magna cox1 nad1 Diversity Haplotypes Antigen profile Protein profile Distribution in Austria Haplotype system Prevalence Fasciolosis Fascioloidosis
Schlagwörter
(Deutsch)
Fasciola hepatica Fascioloides magna cox1 nad1 Diversität Haplotypen Antigenprofil Proteinprofil Verbreitung in Österreich Haplotypsystem Prävalenz Fasciolose Fascioloidose
Autor*innen
Christian Husch
Haupttitel (Englisch)
Diversity of Fascioloides magna and Fasciola hepatica in Austria based on their genes and antigens
Paralleltitel (Deutsch)
Molekularbiologische Charakterisierung von F. magna und F. hepatica-Isolaten aus Österreich
Publikationsjahr
2016
Umfangsangabe
131 Seiten : Illustrationen, Diagramme
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Julia Walochnik
AC Nummer
AC13329472
Utheses ID
38245
Studienkennzahl
UA | 066 | 830 | |