Phagen im Kampf gegen Salmonellen, Campylobacter & Co

Bakteriophagen sind Viren, die Bakterien infizieren und abtöten können. Verschiedene Forschungen haben sich mit der Verwendung von Phagen zur Abtötung von Bakterienstämmen befasst, die bei Geflügel Krankheiten verursachen. Bakteriophagen könnten ein sehr guter Ersatz für Antibiotika sein, da sich ihre Erkennungs- und Zerstörungsmechanismen stark von denen von Antibiotika unterscheiden und dadurch alle Resistenzen umgehen, die Bakterien erhalten können. Somit beeinträchtigen Phagen die Antibiotikabehandlung beim Menschen nicht. Darüber hinaus sind Bakteriophagen relativ einfach herzustellen und recht billig.

Hier wird die Rolle von Bakteriophagen im Zusammenhang mit der Bekämpfung einiger darmgesundheitlicher Probleme bei Geflügel beschrieben.

Campylobacter

Interventionsstrategien, die auf den Beginn der Nahrungskette ausgerichtet sind (also auf der Masthähnchenfarm), führen mit hoher Wahrscheinlichkeit zu einer stärkeren Verringerung der Campylobacter-Kontamination bei Geflügelfleisch. In einer Studie von Carrillo et al. (2005) wurden Bakteriophagen aus einer Reihe von organischen Materialien isoliert, einschließlich Exkrementen von Broilern und Freilandlegeküken sowie aus verarbeitetem Hühnerfleisch. Die Bakteriophagen CP8 und CP34 wurden 25 Tage alten Broilertieren oral verabreicht, die experimentell mit Campylobacter jejuni-Broiler-Isolaten besiedelt waren. Die Phagen beseitigten 84 bzw. 63 der 130 getesteten Campylobacter. Die Phagenbehandlung von mit C. jejuni kolonisierten Vögeln verringerte über einen Zeitraum von 5 Tagen nach der Verabreichung die Campylobacter-Zahlen auf 0,5 bis 5 log10 KBE/g des Blinddarmgehalts im Vergleich zu unbehandelten Kontrolltieren. In einer anderen Studie zeigten Phagen, die auf die mit Campylobacter kontaminierte Hautoberflächen geimpft wurden, einen Kontrolleffekt.

Dies legt die mögliche Verwendung von Bakteriophagen in Verbindung mit anderen Maßnahmen zur Bekämpfung von mit Campylobacter kontaminierten Hühnern nahe.

E. coli

Xie et al. verglichen 2005 die Behandlung von Masthühnern mit Bakteriophagen und mit Antibiotika. Im Ergebnis war die Phage Esc-A genauso wirksam (oder noch besser) wie das Antibiotikum Chloromycetin. In einer Folgestudie wurde festgestellt, dass mit Phagen behandelte Hühner eine Resistenz gegen andere Darmerkrankungen zeigten, wie zum Beispiel gegen die infektiöse Bursa-Krankheit. Die Wissenschaftler sagten überdies aus, dass Phagen aufgrund ihrer hohen Spezifität keine Auswirkungen auf andere profitable Mikroben haben und somit helfen können, ein günstiges mikroökologisches Gleichgewicht im Darm aufrechtzuerhalten.

Die Wirksamkeit von Bakteriophagen gegen E. coli wird auch in einer Studie von Huff et al. (2002) gezeigt. In dieser Studie verringerte sich die Mortalität von Masthühnern von    85 % bei Vögeln, die mit 104 KBE E. coli-Bakterien in Kontakt gebracht wurden, auf      35 %, wenn sie mit 104 PFU Bakteriophagen gemischt wurden wurden. Keine Mortalität trat auf bei einer Mischung mit 108 PFU Bakteriophagen (PFU steht für Plaque Forming Unit, Abkürzung für die Zahl infektiöser Virionen in einem speziellen Testverfahren).

Salmonellen

Die Wirksamkeit von Bakteriophagen als Biodesinfektionsmittel wird in der Studie von Hungaro et al. (2013) beschrieben. In dieser Studie wurde Hühnerhaut, die experimentell mit Salomonella enteritidis kontaminiert war, mit einem Phagencocktail oder mit chemischen Mitteln behandelt, wobei ähnliche Verringerungen von etwa 1 log KBE/cm² beobachtet wurden.

Unterschiede in der Wirksamkeit von Bakteriophagen wurden von Atterbury et al. (2007) festgestellt. Sie fanden heraus, dass der erste Phagenstamm die Kolonisierung von S. Enteritidis im Blinddarm innerhalb von 24 Stunden um ≥ 4,2 log10 KBE verringerte, der zweite Phage S. Typhimurium innerhalb von 24 Stunden um ≥ 2,19 log10 KBE. Der dritte Bakteriophage war jedoch unwirksam gegenüber der Reduzierung der Kolonisation mit S. hadar.

Die Autoren kamen zu dem Schluss, dass die Auswahl geeigneter Bakteriophagen und die Optimierung des Timings sowie der Methode der Phagenabgabe Schlüsselfaktoren für die erfolgreiche phagenvermittelte Bekämpfung von Salmonellen bei Masthühnern sind.

Die Reduktion von E. coli und Salmonella durch die Ergänzung von Bakteriophagen von 0,5 g/kg erhöhte überdies die Lactobacillus-Konzentration. Die Ergänzung mit Bakteriophagen während der ersten zwei Wochen bei Masthähnchen verbesserte die Zunahmen und die Futterverwertung. Jüngere Küken sind anfälliger für Krankheitserreger und empfindsamer gegenüber Zusätzen, die diese potenziellen Krankheitserreger hemmen können. In ähnlicher Weise haben Atterbury et al. (2007) gezeigt, dass eine höhere Dosierung von Bakteriophagen zu empfehlen ist, um die Wachstumsleistung aufrechtzuerhalten, da dadurch der Blinddarmgehalt von S. enteritidis und S. typhimurium verringert wurde.

Die Zukunft der Bakteriophagen – mehr Forschung nötig

Verschiedene Faktoren bestimmen die Wirksamkeit der Phagentherapie bei Tieren: die Persistenz des Phagen im Wirt, die Anzahl und Konzentration der Dosis, die Entwicklungsphase des Tieres und die Virulenz. Bakteriophagen sind sehr spezifisch, das heißt, es wird möglicherweise mehr als ein Phage benötigt, um verschiedene Stämme desselben Keims zu eliminieren. Einige Bakterien könnten einer Phageninfektion durch mangelnde Expression und Mutationen (Veränderungen) der Phagendockstellen entgehen. Eine mögliche Lösung ist die Verwendung ausgewählter Phagencocktails, die mehrere Phagen enthalten.

Bakteriophagen bieten ein großes Potenzial, den Einsatz von Antibiotika bei Geflügel zu reduzieren. Auch wenn sie Antibiotika nicht vollständig ersetzen, können sie eine gute Ergänzung sein und in Kombination mit ihnen verwendet werden. Allerdings muss noch mehr am therapeutischen Einsatz von Bakteriophagen geforscht werden.

Originalbeitrag in PoultryWorld.