Etablierung neuer Molekularmethoden zur Verbesserung der Abortdiagnostik bei Wiederkäuern

• Forschungsstelle: BLV
• Projektnummer: 1.14.07
• Projekttitel Englisch: Use of novel molecular techniques for improvement of abortion diagnostics in ruminants

Schlüsselwörter (Deutsch)

Wiederkäueraborte; opportunistische Pathogene; Bakterien; Pilze; Molekulardiagnostik; Amplikonsequenzierung; Mikrobiomanalyse; Microarray

Schlüsselwörter (Englisch)

Abortion in ruminants; opportunistic pathogens; bacteria; fungi; molecular diagnostics; amplicon sequencing; microbiome analysis; microarray

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Wiederkäueraborte stellen aufgrund der damit verbundenen grossen wirtschaftlichen Einbussen ein wichtiges Problem der Tiergesundheit dar. Obwohl heutzutage eine grosse Bandbreite an diagnostischen Verfahren zur Verfügung steht, bleibt die Abortdiagnostik weiterhin eine Herausforderung, wobei die Ursachen oft ungeklärt bleiben. In früheren nationalen und internationalen Publikationen schienen opportunistische bakterielle Erreger und Pilze in bis zu einem Viertel der Aborte eine Rolle zu spielen, jedoch ist die Erregeridentifizierung kostspielig und zeitintensiv und eine schnelle Diagnose ist mit den klassischen Methoden nicht möglich. Wir bieten in diesem Projektantrag einen neuen Ansatz, um die mikrobielle Komposition von Abortmaterial zu identifizieren. Mittels Amplikonsequenzierung soll das Mikrobiom bestimmt werden, und ferner soll durch Kombination mit den Ergebnissen der pathologischen und histopathologischen Untersuchungen, der Breitspektrumkultur sowie der PCR-Analysen eine Auswahl der wichtigen Aborterreger getroffen werden. Unser Ziel ist es, eine neue, kostengünstige Methode, basierend auf der Microarray-Technologie zu entwickeln, die eine schnelle parallele Untersuchung dieser Erreger ermöglicht. Die Feldevaluierung der neuen Methode anhand von Abortuntersuchungen bei Rindern und kleinen Wiederkäuern würde unser Wissen über die Abortsituation in der Schweiz deutlich erweitern und vertiefen. Darüber hinaus würde die Etablierung dieser Methode in der Routinediagnostik eine wichtige Ergänzung des nationalen Überwachungsprogrammes darstellen.

Kurzbeschreibung (Englisch)

Abortion in ruminants is an important animal health issue because of its major economic impact. Although nowadays a wide range of diagnostic tools are available, abortion diagnosis remains a challenge and often the aetiology is undetected. In earlier national and international reports opportunistic bacterial and fungal infections seemed to play a role in up to one fourth of abortions, but the identification of the agent is costly in terms of labour and material and rapid diagnosis is not possible using classical methods. In this proposal, we offer a novel approach to disclose bacterial and fungal components of abortion material using amplicon sequencing combined with pathological and histopathological analyses, broad-spectrum culture and PCR analyses in order to select a panel of important opportunistic abortive agents. We aim at the development of a new, cost-effective tool based on microarray technology for rapid parallel diagnosis of these selected pathogens. The field evaluation of the new technique in abortions from cattle and small ruminants would broaden our knowledge of the abortion scenario in Switzerland. Moreover, the subsequent implementation of the tool in routine diagnostics would be an important addition to the national programme of surveillance.

Projektziele (Englisch)

1.    Development of a molecular tool:

       A tool based on microarray technique, which allows for quick and cost-effective screening of all possible aetiological agents implicated in abortion, will be developed. Therefore, in a first step, lysates obtained from abortion material will be subjected to amplicon sequencing in order to narrow down the selection of possible abortive agents by elucidating the composition of the bacterial and fungal flora in abortion material.

2.    Field evaluation of the new technology:

       The new tool will be evaluated with samples from bovine, ovine and caprine abortion.

3.    Transfer and implementation of the new molecular tool in routine diagnostics:

       The new technology will be implemented as diagnostic tool in the Center for Zoonotic Diseases, Bacterial Diseases and Antimicrobial Resistance (ZOBA) at the Institute of Bacteriology, University of Bern.  

Publikationen / Ergebnisse (Englisch)

Peer-reviewed journal articles

Vidal, S.; Kegler, K.; Posthaus, H.; Perreten, V.; Rodriguez-Campos, S.; (2017) a. Amplicon sequencing of bacterial microbiota in abortion material from cattle. Veterinary Research 48, 64.

Vidal, S.; Kegler, K.; Greub, G.; Aeby, S.; Borel, N.; Dagleish, M.P.; Posthaus, H.; Perreten, V.; Rodriguez-Campos, S. (2017) b. Neglected zoonotic agents in cattle abortion: tackling the difficult to grow bacteria. BMC Veterinary Research, 13(1):373.

Schnydrig, P.; Vidal, S.; Brodard, I.; Frey, C.; Posthaus, H.; Perreten, V.; Rodriguez-Campos, S. (2017) Bacterial, fun-gal, parasitological and pathological analyses of abortions in small ruminants from 2012-2016. Schweizer Archiv für Tierheilkunde, 159(12):647-656.

Vidal, S.; Brandt, B.W.; Dettwiler, M.; Abril, C.; Bressan, J.; Greub, G.; Frey, C.F.; Perreten V.; Rodriguez-Campos, S. (2017) c. A broad-spectrum approach to bovine infectious abortion: limited added value of fungal ITS amplicon sequencing. Under review in Theriogenology.

Posters

Vidal, S.; Syring, C.; Rodriguez-Campos, S. (2015) Implications of Leptospira spp. in bovine abortion. 2nd ELS (Euro-pean Leptospirosis Society) meeting. Amsterdam (The Netherlands), 16th-18th April 2015.

Vidal, S.; Perreten, V.; Rodriguez-Campos, S. (2015) Analysis of samples from bovine abortion by 16S ribosomal DNA amplicon sequencing. 73rd Annual Assembly of the Swiss Society for Microbiology. Lugano (Switzerland), 28th-29th May 2015.

Vidal, S.; Perreten, V.; Rodriguez-Campos, S. (2016) Analysis of the mycobiota present in abortion material from cattle by ITS amplicon sequencing. 74th Annual Meeting SSM, Bern (Switzerland), 13.-15.06.2016

Schnydrig, P.; Vidal, S.; Perreten, V.; Rodriguez-Campos, S. (2016) Leptospirosis as possible cause of abortion in small ruminants. 74th Annual Meeting SSM, Bern (Switzerland), 13.-15.06.2016

Schnydrig, P.; Brodard, I.; Overesch, G.; Rodriguez-Campos, S. (2016) Typing of Salmonella enterica subspecies diari-zonae serovar 61:(k):1,5,(7) in sheep in Switzerland by pulsed-field gel electrophoresis. 4th EAVLD Con-gress of the European Association of Veterinary Laboratory Diagnosticians, Prague (Czech Republic), 6.-09.11.2016

Vidal, S.; Overesch, G.; Thomann, A.; Rodriguez-Campos, S. (2016) Implication of Campylobacter spp. in bovine abortion in Switzerland. 4th EAVLD Congress of the European Association of Veterinary Laboratory Diagnosticians, Prague (Czech Republic), 6.-09.11.2016

Presentations

Vidal, S.; Brodard, I.; Posthaus, H.; Perreten, V.; Rodriguez-Campos, S. (2015) Comprehensive analysis of bovine abor-tion combining classical and next generation sequencing approaches, XVII International Symposium of the World Association of Veterinary Laboratory Diagnosticians, Saskatoon (Canada), 15th-18th June 2015.

Vidal, S.; Greub, G.; Aeby, S.; Perreten, V.; Rodriguez-Campos, S. (2016) Neglected zoonotic agents in cattle abortion: molecular and serological screening of difficult to grow bacteria. 7th World Congress on Microbiology, Valencia (Spain), 28th–29th November 2016.

Zugehörige Dokumente

• 1.14.07_DB_MJB_2018_Rodriguez [PDF] 358 kB

URL-Adressen (Deutsch)

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