Molekulare Grundlagen der Makrolidresistenz bei Pasteurella multocida und Mannheimia haemolytica Isolaten

• Antragsteller: Professor Dr. Stefan P. Schwarz
• Fachliche Zuordnung: Tiermedizin ; Parasitologie und Biologie der Erreger tropischer Infektionskrankheiten
• Förderung: Förderung von 2009 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 144713519

Die Ziele des Projektes über Makrolid-resistente Pasteurella (P.) multocida und Mannheimia (M.) haemolytica Isolate waren (1) die zugrundeliegenden Resistenzmechanismen zu identifizieren, (2) die Resistenzgene oder resistenzvermittelnden Mutationen zu charakterisieren und (3) sowohl die Regulation und Übertragbarkeit der Resistenzdeterminanten als auch mögliche Kreuzresistenzen, die von diesen Resistenzdeterminanten vermittelt werden, zu untersuchen. In der ersten Förderphase des Projektes SCHW382/10-1 konnten drei neue Makrolid-Resistenzgene, erm(42), msr(E) und mph(E), bei bovinen P. multocida- und M. haemolytica-Isolaten aus Nordamerika identifiziert werden. Die Gene waren auf einem neuen mobilen genetischen Element, dem integrativen und konjugativen Element ICEPmu1 lokalisiert. Dieses ICE von 82 kb Größe verfügte über insgesamt zwölf Resistenzgene in zwei Resistenzgenregionen von ca. 15,7 und 9,8 kb Größe. ICEPmu1 übertrug sich konjugativ mit hohen Frequenzen von 2,9 x 10-6 bis 1 x 10-4 in P. multocida, M. haemolytica und Escherichia coli Empfängerstämme und vermittelte Multiresistenz in allen Empfängerstämmen. PCRs für einen schnellen und verlässlichen Nachweis der drei neuen Makrolid-Resistenzgene wurden entwickelt. Weitere Untersuchungen zeigten, dass die Gene auch Resistenz gegenüber Tildipirosin oder Gamithromycin vermittelten. Tildipirosin und Gamithromycin stellen die derzeit neuesten, 2011 für die Bekämpfung von Atemwegsinfektionen bei Rind und Schwein zugelassenen Wirkstoffe aus der Gruppe der Makrolide dar. Die Co-Lokalisation von zwölf Resistenzgenen auf einem mobilen genetischen Element stellt eine erhebliche Einschränkung der Optionen für eine effiziente antimikrobielle Therapie bakteriell bedingter Atemwegsinfektionen bei Lebensmittel liefernden Tieren dar.Die Ziele des Folgeprojektes sind (1) die Identifizierung der Makrolid-Resistenzmechanismen bei resistenten M. haemolytica-Isolaten, die keines der drei neuen Gene aufweisen, (2) Untersuchungen zur strukturellen Variabilität der Resistenzgenregionen von ICEs bei Makrolid-resistenten Pasteurellaceae und zur Rolle von ICEs als Akkumulatoren und Verbreiter von antimikrobiellen Resistenzgenen, sowie (3) die Untersuchung der ersten Makrolid-resistenten Pasteurellaceae Isolate aus Deutschland.Die Ergebnisse des ersten Förderungszeitraumes lieferten wichtige grundlegende Informationen über die Makrolidresistenz bei Pasteurellaceae. In Ergänzung dazu ist das Ziel des zweiten Antragszeitraumes weitere Resistenzgene und Resistenzmechanismen zu identifizieren. Während in der ersten Förderperiode erstmalig Multiresistenz-vermittelnde ICEs bei Pasteurellaceae identifiziert wurden, werden für die zweite Förderperiode detaillierte Einblicke in die strukturelle Vielfalt dieser neuen Elemente sowie eine Abschätzung des Potenzials zur Entstehung von pan-resistenten Pasteurellaceae, für die keine Behandlungsoptionen mit antimikrobiellen Wirkstoffen mehr zur Verfügung stehen, angestrebt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen