Please use this identifier to cite or link to this item: http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-3050
Main Title: Detection and characterisation of respiratory pathogens among habituated, wild living chimpanzees (Pan troglodytes verus) of Taï National Park, Côte d’Ivoire
Translated Title: Nachweis und Charakterisierung respiratorischer Krankheitserreger bei habituierten, wildlebenden Schimpansen (Pan troglodytes verus) des Taï Nationalparks, Côte d'Ivoire
Author(s): Köndgen, Sophie
Advisor(s): Lauster, Roland
Granting Institution: Technische Universität Berlin, Fakultät III - Prozesswissenschaften
Type: Doctoral Thesis
Language: English
Language Code: en
Abstract: Respiratorische Erkrankungen sind eine der größten Bedrohungen für wildlebende Menschenaffen, die für die Wissenschaft oder Tourismus an die Anwesenheit des Menschen gewöhnt (habituiert) wurden. Trotz dieser Bedrohung fehlen bisher genaue Untersuchungen zu den dafür verantwortlichen Erregern. Bei drei habituierten Schimpansengruppen des Taï Nationalparks (Côte d’Ivoire) wurden zwischen 1999 und 2006 fünf verschiedene respiratorische Krankheitsausbrüche dokumentiert von denen drei hohe Morbiditäts- und Mortalitätsraten aufwiesen. Insgesamt konnte bei sieben verstorbenen Individuen eine Sektion durchgeführt werden, wobei in allen Fällen durch nachfolgende histopathologische Untersuchungen eine eitrige Lungenentzündung festgestellt wurde. Basierend auf diesen Voruntersuchungen waren die genaue Charakterisierung der verantwortlichen Erreger sowie die Identifikation möglicher Infektionsquellen Hauptziele dieser Arbeit. Zum Nachweis ursächlicher Krankheitserreger wurden Lungengewebeproben mittels PCR auf ein breites Spektrum respiratorischer Erreger untersucht. Alle untersuchten Proben waren positiv für eines von zwei Paramyxoviren, dem humanen respiratorischem Synzytialvirus (HRSV) oder dem humanen Metapneumovirus (HMPV). Phylogenetische Untersuchungen der in den Schimpansen detektierten Virusstämme zeigten eine enge Verwandtschaft zu Stämmen, die zeitgleich weltweit in der menschlichen Bevölkerung zirkulierten. Dies ist der erste Hinweis auf eine anthropozoonotische Virusübertragung auf wildlebende Menschenaffen und legt nahe, dass der enge Kontakt zwischen Menschen und Menschenaffen - der sowohl bei wissenschaftlichen als auch touristischen Projekten gegeben ist - eine ernstzunehmende Bedrohung für diese Tiere darstellt. In Voruntersuchungen zu möglichen bakteriellen Krankheitserregern ergaben sich Hinweise auf das Vorhandensein von Pasteurella multocida. Der Keim wurde aus dem Lungengewebe einiger Individuen angezüchtet und die verschiedenen Isolate einer breiten phäno- und genotypischen Charakterisierung unterworfen. Dies stellt die erste Beschreibung von P. multocida bei wildlebenden Schimpansen dar. Es wurden zwei unterschiedliche Stämme identifiziert, die beide eine große Ähnlichkeit zu bisher beschriebenen Stämmen von Wirten unterschiedlichster Spezies und Herkunft zeigten. Die lässt vermuten, dass Schimpansen in die Epidemiologie von P. multocida involviert sind. Ob Schimpansen jedoch natürliche Träger dieses Bakteriums sind, oder ob dieses von anderen Tieren übertragen wurde, ist Thema weiterer Studien. Ein weiteres Ziel dieser Arbeit war die Etablierung nicht-invasiver diagnostischer Methoden, welche die systematische Untersuchung respiratorischer Erreger ermöglichen, ohne dabei das natürliche Verhalten der Schimpansen zu stören. Dafür wurden Faezes-Proben, die sowohl während als auch zwischen den respiratorischen Krankheitsausbrüchen gesammelt wurden mittels PCR auf HRSV und HMPV getestet. Hierdurch war es möglich, die verantwortlichen Erreger - auch von nicht letalen Ausbrüchen - zu identifizieren, die Virusprävalenz innerhalb einer größeren Studiengruppe zu evaluieren und die detektierten Viren phylogenetisch zu analysieren. Es konnte gezeigt werden, dass die Untersuchung von Faezes-Proben eine geeignete Methode darstellt, um ursächliche Krankheitserreger akuter respiratorischer Erkrankungen bei wildlebenden Schimpansen zu identifizieren. Nur ein tiefgehendes Verständnis der involvierten Erreger kann dazu beitragen, neue Strategien zur Prävention und Kontrolle zukünftiger Krankheitsausbrüche zu entwickeln. Aus diesem Grund sind die hier vorgestellten Untersuchungen für den Schutz von Menschenaffen von größter Relevanz.
Respiratory diseases are one of the most important threats to wild great apes habituated to human presence for research or tourism. However, the aetiological agents of such diseases have not been documented so far. Between 1999 and 2006 five distinct respiratory disease outbreaks hit three communities of habituated chimpanzees at our research site in Taï National Park, Côte d’Ivoire. Three of the outbreaks resulted in high morbiditiy and mortality. Necropsies were performed on seven individuals found shortly after death and histopathologic examination revealed the presence of purulent bronchopneumonia. Based on these examinations, the main objective of the present study was to identify and characterise the causative pathogens and determine possible sources of infection. Lung tissue samples were screened by PCR for a broad range of respiratory viruses. All samples tested were positive for either of two paramyxoviruses, the human respiratory syncytial virus (HRSV) or the human metapneumovirus (HMPV). To establish the origin of the viruses found, phylogenetic analyses were performed and revealed that the strains were closely related to strains circulating in contemporaneous, worldwide human epidemics. This represents the first direct evidence of anthropozoonotic virus transmission to wild great apes, suggesting that the close approach of humans to apes, which is central to both research and tourism programs, represents a serious threat to these animals. Furthermore, isolation of bacteria was performed and revealed that some of the deceased individuals were co-infected with Pasteurella multocida. Isolates were subjected to a detailed pheno- and genotypic characterisation providing the first description of P. multocida in wild living chimpanzees. Two different strains were identified, both showing high similarity to previously described strains from different host and geographical locations. This suggests that chimpanzees are involved in the epidemiology of P. multocida. The question of whether this bacterium is carried naturally by chimpanzees or was transmitted by other animals will be investigated in further studies. To systematically evaluate the occurrence of respiratory pathogens without disturbing the chimpanzees’ natural behaviour, the establishment of non-invasive diagnostics was another aim of this work. Therefore, faecal samples which had been collected during and between outbreaks were tested for HRSV and HMPV by PCR. Using this approach it was possible to identify the causative agents of lethal as well as of non-lethal outbreaks, to evaluate the virus prevalence among a larger study group, and to perform phylogenetic analyses of the viruses detected. This demonstrates that the screening of faecal samples is a suitable tool for monitoring acute respiratory diseases in wild living chimpanzees. This is the first systematic study of respiratory diseases in wild great apes. The results presented are of great relevance for future conservation strategies as a deeper knowledge of the involved pathogens may help to prevent or mitigate future disease outbreaks.
URI: urn:nbn:de:kobv:83-opus-29395
http://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/3347
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-3050
Exam Date: 10-Jan-2011
Issue Date: 9-Dec-2011
Date Available: 9-Dec-2011
DDC Class: 570 Biowissenschaften; Biologie
Subject(s): PCR
Respiratorische Erreger
Schimpanse
Zoonose
Chimpanzee
PCR
Respiratory pathogens
Zoonoses
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