Diplomarbeit - Veterinärmedizinische Universität Wien - 2019

M. bovis ist ein an das Rind adaptierter Infektionserreger, der verschiedene Krankheitsbilder hervorruft und durch Therapieresistenz und fehlende immunprophylaktischen Maßnahmen hohe wirtschaftliche Verluste verursacht. Infektionsepidemiologische Untersuchungen unter Anwendung geeigneter Typisierungsverfahren ermöglichen die Identifizierung von Infektionsquellen, Infektionsketten und Infektionsdynamiken. Ziel dieser Diplomarbeit war es daher, ausgewählte M. bovis-Stämme (n=71) auf ihre phäno- und genotypischen Eigenschaften zu untersuchen, um zeitliche und geographische Besonderheiten der untersuchten M. bovis-Stämme darstellen zu können. Dabei wurden insgesamt 47 rezente Stämme (isoliert 2016 bis 2018) mit 24 älteren M. bovis-Isolaten (isoliert vor 2016) verglichen. Zur Genotypisierung wurde die MLST nach Register et al. (2015) verwendet und durch Inklusion von tufA das Diskriminierungspotential erhöht. Zur phänotypischen Charakterisierung der vorwiegend österreichischen M. bovis-Stämme wurde erstmalig die MALDI-ToF MS eingesetzt. Durch die MLST nach Register et al. (2015) war es möglich, 35 der 71 untersuchten M. bovis-Isolate dem Sequenztyp 5 zu zuordnen. Durch die Kombination der MLST und der tufA-Sequenzanalyse wurden ST5 weiter zu ST5A und ST5B differenziert. Hierbei zeigte sich, dass ST5A in Österreich weiterhin dominiert. Die restlichen 36 Stämme konnten 24 Sequenztypen zugeordnet werden, wobei davon 13 als neue, bislang noch nicht beschriebene Sequenztypen identifiziert werden konnten. Die phylogenetische Untersuchung verdeutlichte, dass sich eine Mehrheit der untersuchten M. bovis-Isolate (n=55, vorwiegend ST5A und ST5B) dem Cluster I zuordnen lässt. Cluster II umfasste ausschließlich ältere M. bovis-Stämme (isoliert vor 2012). Die MALDI-ToF MS ermöglichte eine genaue Differenzierung zwischen älteren Stämmen (MLST Cluster II) und rezenten M. bovis-Isolaten. Eine weitere Differenzierung rezenter Stämme, wie es die MLST-Analyse erlaubte, war jedoch nicht möglich. Zusammenfassend konnte durch die durchgeführten MLST- und MALDI-ToF MS-Untersuchungen ein Überblick zu den jüngsten Entwicklungen in der M. bovis-Infektionsepidemiologie in Österreich ermittelt werden. Ein tieferer Einblick in die Infektionsepidemiologie von M. bovis ist jedoch nur durch Verbesserungen in den angewandten Typisierungsmethoden, wie der Einsatz von speziellen Software-Programmen zur Analyse von MALDI-ToF Spektren und/oder die Kombination von MLST mit der Gesamtgenomsequenzierung (cgMLST) zu erreichen.

M. bovis is an infectious agent adapted to cattle, which causes various diseases and high economic losses due to its resistance to therapy and the lack of immunoprophylactic measures. Epidemiologic investigations employing appropriate typing methods allow tracing sources as well as routes and dynamics of infection. It was therefore the objective of this diploma thesis to examine selected M. bovis strains (n=71) on their phenotypic and genotypic traits in order to show temporal and geographical features of the investigated M. bovis strains. A total of 47 recent strains (isolated 2016 to 2018) were compared with 24 older M. bovis isolates (isolated prior to 2016). For genotyping, the MLST typing scheme described by Register et al. (2015) was used and by including tufA the potential for discrimination was increased. For the first time, MALDI-ToF MS was used for the phenotypic characterization of predominantly Austrian M. bovis strains. By using the MLST described by Register et al. (2015), it was possible to assign 35 of the 71 M. bovis isolates analysed to sequence type ST5. The combination of MLST and tufA sequence analysis further allowed differentiating ST5 into ST5A and ST5B. This showed that ST5A still dominates in Austria. For the remaining 36 strains 24 sequence types could be assigned, of which 13 were new, not yet described sequence types. Phylogenetically a majority of investigated M. bovis strains (n=55, predominately ST5A and ST5B) was assigned in cluster I. Cluster II included only older M. bovis- strains isolated before 2012. MALDI-ToF MS allowed a precise differentiation between older strains (MLST cluster II strains) and recent M. bovis isolates. However, a further differentiation of recent strains, as demonstrated by the MLST analysis, was not possible. In summary, MLST and MALDI-ToF MS provided an overview of the recent developments in the epidemiology of M. bovis in Austria. However, to gain deeper insights into the epidemiology of M. bovis improvements of applied typing methods are required, such as the employment of specialised software programs in analysingMALDI-ToF spectra and/or the combination of MLST with whole genome sequencing (cgMLST).

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