Titelaufnahme

Titel
Genotyping-Assys für Onchocerca volvulus in Afrika
Weitere Titel
Genotyping Assays for Onchocerca volvulus in Africa
VerfasserMadern, Maximilian
Erschienen2016
Datum der AbgabeJuli 2016
SpracheEnglisch
DokumenttypBachelorarbeit
Schlagwörter (DE)Onchocerca volvulus / Microfilariaen / Mitochondriale DNA / High Resolution Melt / Genetische Marker
Schlagwörter (EN)Onchocerca volvulus / Microfilariae / Mitochondrial DNA / High Resolution Melt / Genetic Markers
Zugriffsbeschränkung
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Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Onchocerca volvulus, ein den Nematoden angehöriger Parasit, verursacht die Krankheit Onchocerciasis, die auch Flussblindheit genannt wird. Die Krankheit ist endemisch in tropischen, subsaharischen Gebieten Afrikas. Erwachsene Parasiten verbleiben in subkutanen Follikeln und produzieren Mikrofilarien, die aktiv in der Haut ihres Wirtes migrieren, um vom Zwischenwirt Simulium damnosum, einer Kriebelmückenart, aufgenommen zu werden. Die Interaktion der Mikrofilarien und dem menschlichen Immunsystem verursacht pathologische Erscheinungen in Haut und Augen, die sich in Läsionen der Haut äußern und auch zur Erblindung führen können. The Krankheit ist durch die Droge Ivermectin behandelbar, die zum Absterben der sich in der Haut befindlichen Mikrofilarien führt und dadurch die weitere Übertragung der Krankheit verhindert. Langfristige Verabreichung von Ivermectin führte bereits zur Eliminierung von Onchocerciasis in einigen westafrikanischen Ländern. Für eine effektive Ivermectin-Verabreichung, die auf die Ausrottung der Krankheit abzielt, ist ein gutes Verständnis von geographischen Übertragungszonen von O. volvulus erforderlich. Zu diesem Zweck wurden High-Resolution-Melt-Assays (HRM-Assays) entwickelt, die einen Einblick in Übertragungszonen und –grenzen von afrikanischen Parasitenpopulationen durch die Analyse von mitochondrialen Markern von relativ leicht zugänglichen O. volvulus Mikrofilarien erlauben. Wir zeigen, dass die Verwendung von HRM-Assays als diagnostisches Tool die Erstellung von multi-loci-Genotypen für einzelne Mikrofilarien ermöglicht, was zur genetischen Charakterisierung vorliegender Parasitenpopulation verwendet werden kann. Die dadurch angehäuften Genotyp-Daten geben außerdem Hinweise dafür, dass gleichzeitige Mikrofilarien-Produktion mehrerer erwachsener Parasiten im selben menschlichen Wirt stattfinden kann. Für die Erstellung neuer genetischer Marker, die eine aussagekräftige Charakterisierung von Parasitenpopulationen erlauben, wurde die Sequenzierung mitochondrialer Regionen von gepoolten Mikrofilarien vorgenommen. Wegen der schlechten Qualität der Mikrofilarien-Proben scheiterten diese Versuche bisher.

Zusammenfassung (Englisch)

The parasitic nematode Onchocerca volvulus is the causative agent of Onchocerciasis, or river blindness, and is endemic to tropical areas in sub-Saharan Africa. Adult parasites reside in subcutaneous nodules in the human host and produce microfilariae, which actively migrate through the host’s skin in order to be taken up by the black fly intermediate host, Simulium damnosum. Interaction of microfilariae with the human immune system causes pathologies in skin and eyes that can manifest in skin lesions and blindness. The disease is treatable, however, with the antiparasitic drug ivermectin, which kills skin microfilariae and therefore impedes transmission of the disease. Successful long-term distribution of ivermectin already led to the elimination of onchocerciasis in some West African countries. In order to enable an effective drug distribution that aims at the eradication of the disease, a good understanding of geographical O. volvulus transmission zones is required. High-resolution melt (HRM) assays have therefore been developed that provide insight in transmission zones and boundaries of African parasite populations by analysing relatively easily accessible O. volvulus microfilariae for markers in their mitochondrial genome. We show that by using HRM assays as a rapid and inexpensive diagnostic tool, it is possible to create multi loci genotypes from single microfilariae that can be used to characterise parasite populations on a genetic level. The genotyping data we accumulated furthermore suggests that simultaneous productive activity of multiple adult worms may take place within the same human host individual. With the purpose of establishing new genetic markers that allow a more significant characterisation of parasite populations, sequencing of mitochondrial regions from pooled microfilariae was attempted. Due to the poor quality of the samples, these attempts have been unsuccessful so far.