Anthelminthika-Resistenzen bei Pferde- und Wiederkäuerhelminthen: neueste Forschungsergebnisse aus molekularbiologischer Sicht^[*]

Zusammenfassung

Gegenwärtig sind Anthelminthika-Resistenzen bei Pferdeund Wiederkäuerhelminthen bereits weit verbreitet. Es handelt sich dabei in erster Linie um Resistenzen gegen Wirkstoffe aus den Gruppen der Benzimidazole (BZ) und bei kleinen Wiederkäuern auch der makrozyklischen Laktone (ML). Das Angriffsziel der BZ ist das Beta-Tubulin. Gemeinsam mit dem Alpha-Tubulin bildet dieses Protein die röhrenartigen Mikrotubulin-Strukturen in den Zellen der Parasiten und Wirte. Die BZ binden an das Beta-Tubulin und blockieren dadurch den Aufbau von Mikrotubuli. Ohne Mikrotubuli können wichtige Zellstoffwechselvorgänge, wie z. B. der intrazelluläre Transport von Stoffen oder die Zellteilung, nicht mehr stattfinden, sodass der betroffene Organismus abstirbt. Durch molekularbiologische Untersuchungen konnte nachgewiesen werden, dass bei BZ-resistenten Trichostrongyliden des Schafes im Vergleich zu BZ-empfindlichen Würmern Unterschiede in der Gensequenz des Beta-Tubulins auftreten. Dabei wird durch die Expression von Tyrosin anstelle von Phenylalanin, vor allem an der Position 200 des Proteins, die Bindungsintensität zwischen BZ und dem Zielprotein erheblich reduziert. Beim Pferd sind in erster Linie Populationen der auch als Palisadenwürmer bezeichneten kleinen Strongyliden (Cyathostominae) von BZ-Resistenz betroffen. Ähnlich wie bei den Trichostrongyliden wurden auch hier Veränderungen der Beta-Tubulin- Gensequenz im Zusammenhang mit der Resistenz beobachtet. Allerdings scheint hier die Veränderung in der Position 200 nur eine untergeordnete Bedeutung zu haben. Die molekularen Zusammenhänge der Resistenz gegen ML sind bisher nur vergleichsweise wenig untersucht. Neueste Daten zum Resistenzmechanismus bei Cooperia oncophora des Rindes weisen auf Veränderungen im glutamatgesteuerten Chloridionenkanal, dem Zielprotein dieser Wirkstoffklasse, hin.

Summary

Anthelmintic resistance in helminths of horses and ruminants is widespread. This is predominantly the case for compounds belonging to the benzimidazole (BZ) group and particularly concerning small ruminants also for the macrocyclic lactones (ML). The BZ drug target is the betatubulin. Together with the alpha-tubulin subunit this protein builds the microtubule structures in parasite and host cells. The BZs bind to the beta-tubulin and this results in the blocking of the polymerization of the microtubules. Without microtubules important metabolic cell processes like intracellular substrate transport or cell division are interrupted thus leading to the death of the organism. Molecular studies have shown that BZ-resistant sheep trichostrongyles display differences in their beta-tubulin gene sequences compared to susceptible worms. By expression of tyrosine instead of phenylalanine, mainly at position 200, the affinity between BZ and target protein is significantly reduced. In horses mainly populations of the small strongyles (Cyathostomins) have been found to be BZ-resistant. However, here the change at codon 200 appears to be only of minor relevance. The molecular mechanism of ML-resistance is only comparatively little investigated. New data on the resistance mechanism of Cooperia oncophora from cattle indicate that changes in the glutamate gated chloride channel, the target protein of this anthelmintic class, play an important role.

Schlüsselwörter

Anthelminthika-Resistenz - Trichostrongyliden - Cyathostominae - Benzimidazole - makrozyklische Laktone - Cooperia oncophora

Keywords

Anthelmintic resistance - Trichostrongyles - Cyathostomins - Benzimidazoles - Macrocyclic lactones - Cooperia oncophora

^* Nach einem Vortrag auf der Tagung der DVG-Fachgruppe »Parasitologie und Parasitäre Krankheiten«, Aktuelles zur Diagnostik, Epidemiologie und Bekämpfung von Parasitosen bei Nutz-, Haus- & Heimtieren, München- Starnberg, 9.-11. Juni 2004.

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