Überleben von Scrapie-Prionen im Boden

Prionen sind infektiöse Eiweißpartikel, die z.B. BSE bei Kühen oder Scrapie bei Schafen hervorrufen. Wie lange Prionen im Boden überleben, untersuchte das Fraunhofer Institut im Auftrag des Umweltbundesamtes.

In den Boden eingebrachte Scrapie-Erreger blieben unter natürlichen Witterungsbedingungen über 29 Monate infektiös. Eine Gefährdung des Menschen ist nicht gegeben.

Die bovine spongiforme Enzephalopathie (BSE) ist eine bei Rindern auftretende Infektionskrankheit, die erstmals in Großbritannien 1984/85 beobachtet wurde. Die Übertragbarkeit wurde 1988 zum ersten Mal experimentell bewiesen. Als Ursache für die Erkrankung gilt die Verfütterung von Scrapie-infiziertem Tiermehl an Rinder nach wie vor als die Wahrscheinlichste, da nachgewiesen werden konnte, dass der Zeitpunkt der ersten BSE-Exposition mit einer Umstellung des Herstellungsverfahrens für Tierkörpermehl in England und Wales korrelierte.

Eine andere Theorie zum Ausbruch der BSE-Epidemie in Großbritannien hat der britische Biologe und Biobauer Mark Purdey aufgestellt. Die Tiermehltheorie kann einige Dinge nur schlecht erklären: Nach dem Verbot von Tiermehl im Jahr 1988 Erkrankten weitere 40000 Kühe an BSE. Außerdem trat BSE in einigen Herden nur vereinzelt auf, obwohl die gesamte Herde mit Tiermehl gefüttert wurde. Bemerkenswert sind auch BSE-Fälle auf Biohöfen, wo „eigentlich“ kein Tierfutter verwendet wurde. Purdey führt ein Missverhältnis von Kupfer und Mangan im Tierkörper als Auslöser für BSE an. Mangan soll die tödliche Konformationsänderung des so genannten Prion-Proteins im Tier bewirken. So wurden in Gegenden mit spongiformen Krankheiten, wie Scrapie und BSE, hohe Mangangehalte und geringe Kupfergehalte im Boden gefunden.

Die Persistenz von infektiösen Biomolekülen im Boden ist von hoher Bedeutung, insbesondere in Hinblick auf Prionen, die verantwortlichen Agenzien für Transmissible Spongiforme Enzephalopathien (TSEs) wie Scrapie oder der Chronic Wasting Disease (CWD). Unterschiedliche Studien haben gezeigt, dass Prionen im Boden überleben können, ohne ihre biologische Aktivität zu verlieren, Die Ausbreitung von Prionen in die Umwelt kann durch verschiedene Ursachen erfolgen, wie z.B. durch infizierte Plazenta oder Fruchtwasser von Scrapieinfizierten Schafen. Weiterhin ist eine Umweltkontamination durch infizierten Speichel, Exkremente oder durch nicht ausreichend sterilisierten organischen Dünger vorstellbar. Scrapiefreie Herden können sich wiederum mit Scrapie infizieren, wenn diese auf Weiden gehalten werden, auf den zuvor Scrapie-Ausbrüche beobachtet wurden. Diese Befunde deuten auf eine nachhaltige Kontamination der Umwelt, insbesondere des Bodens hin. Um dies näher zu untersuchen, wurde am Fraunhofer IME, Schmallenberg, ein Forschungsvorhaben durchgeführt, welches die die Persistenz von Prionen im Boden genauer analysieren sollte. Durch den Einsatz von Freiland-Lysimetern, wurde die Kontamination eines Standardbodens unter der Verwendung des Hamster-adaptierten Scrapie-Stamm 263K simuliert. Die Prionen wurden durch Westernblotting nachgewiesen und die Infektiosität mittels Bioassay mit Syrischen Goldhamstern untersucht. Unsere Ergebnisse zeigen eindeutig, dass der Scrapie-Stamm 263K im Boden über einen Zeitraum von 29 Monaten nachweisbar ist und dieser Boden nach oraler Verfütterung hoch-infektiös ist. Auffallend war, dass nicht nur der kontaminierte Boden im Tierversuch eine sehr hohe Infektiosität aufwies, sondern dass auch wässrige Extrakte des kontaminierten Bodens, zu einer Scrapie-Erkrankung bei den Hamstern nach oraler Applikation führten. Weiterhin konnten wir zeigen, dass PrPSc, welches nach 21 Monaten aus dem Boden extrahiert wurde, als Ausgangsmaterial für die Protein Misfolding Cyclic Amplification (PMCA) Reaktion eingesetzt werden konnte. Die PMCA stellt daher eine Alternative dar, um die Nachweismöglichkeit von Prionen in Boden im freien Feld wesentlich zu verbessern.

Quelle: Bundesumweltamt

Geonet News vom 23.06.2008