De verschillen tussen de bacteriesoorten Brachyspira en Lawsonia

VERSCHILLEN EN OPLOSSINGEN

Diarree bij varkens: is het Lawsonia of Brachyspira?

Brachyspira en Lawsonia zijn twee bacteriën die diarree kunnen veroorzaken bij varkens. Omdat het bacteriën zijn, zijn ze gevoelig voor antibiotica, maar daar houdt de overeenkomst wel ongeveer op. Wat zijn de verschillen tussen de bacteriën en hoe pak je de diarreeproblemen aan?

Lawsonia

Lawsonia veroorzaakt PIA. De verschijnselen kunnen variëren van slijten tot (bloederige) diarree en soms sterfte. Lawsoniabacteriën zijn kleine, min of meer staafvormige, bacteriën die zich het liefst ophouden in de dunne darm. Ze dringen de oppervlakkige darmcellen binnen, doen daar hun schadelijke werk en voorkomen dat cellen zich normaal ontwikkelen. Deze beschadigde cellen zijn vervolgens niet meer goed in staat om voedingsstoffen op te nemen. Lawsonia-bacteriën komen waarschijnlijk op alle Nederlandse bedrijven voor. Gelukkig vormen ze niet overal een probleem. Dat hangt waarschijnlijk af van de infectiedruk (hoe meer bacteriën, des te meer problemen), van de omstandigheden in de darm en dus ook van de voeding. De exacte relatie tussen voeding en Lawsonia is niet duidelijk, maar in de praktijk kan blijken dat een grote verandering in het gebruik van grondstoffen aanleiding is voor een uitbraak van ziekteverschijnselen door Lawsonia. In acute gevallen kan dat zelfs leiden tot verhoogde sterfte.

Brachyspira

Varkensdysenterie, veroorzaakt door de bacterie Brachyspira hyodysenteriae, wordt soms nog aangeduid met de oude naam ‘Vibrio’. De verschijnselen zijn diarree met slijm of met bloedbijmenging. Brachyspira-bacteriën zijn lange draadvormige bacteriën die zich het liefst ophouden in de dikke darm. Ze hechten zich aan de buitenkant van de oppervlakkige darmcellen waardoor de onderlinge samenhang tussen de cellen verstoord raakt, darmcellen afsterven en ongewenste stoffen de darmwand kunnen passeren. Brachyspira-bacteriën komen lang niet op alle Nederlandse bedrijven voor. Een tijdlang heerste dan ook de optimistische gedachte dat het mogelijk zou zijn om van de bacterie af te komen. Dat viel echter niet mee, hoewel SPF

Een microscopische foto van het darmoppervlak met cellen waarin gekleurde Lawsonia-bacteriën te zien zijn.

Een microscopische foto van Brachyspira-bacteriën.

Kenmerk

Percentage meldingen Online Monitor Seizoensvariatie Percentage diagnoses bij sectie-onderzoek GD Uiterlijk bacterie

Voorkeur voor darmgedeelte Voorkeursplaats darmcellen Vaccins beschikbaar Verkregen resistentie tegen antibiotica Gevoeligheid voor ontsmettingsmiddelen Overleven in mest Zijn er bedrijven die vrij zijn van de ziekte?

De eigenschappen van Brachyspira en Lawsonia

Brachyspira

0,7% hele jaar 0,5% slangvormig lengte: 5 - 11 μm, dikte: 0,3 μm dikke darm aan de oppervlakte in ontwikkeling komt voor meeste desinfectantia 7 weken (0 – 10°C), <1 dag (37°C) ja

Lawsonia

5,3% meer in de zomer 3,4% kromme / rechte staafjes lengte: 1,5 μm, dikte: 0,3 μm dunne darm in de cellen ja zelden of nooit beschreven o.a. quaternair ammonium 2 weken (5 – 15°C) waarschijnlijk niet

bedrijven wel vrij zijn. Of een infectie leidt tot ernstige ziekteverschijnselen, hangt net als bij Lawsonia deels af van de voersamenstelling.

Diagnostiek: welke van de twee?

Om aan te tonen of Lawsonia of Brachyspira daadwerkelijk de oorzaak is van diarree, zijn PCR-testen beschikbaar om de bacte riën aan te tonen. Bij Brachyspira is het primair de vraag of de bacterie wel of niet aanwezig is. Anderszijds, aangezien Lawsonia vrijwel altijd aanwezig is op varkensbedrijven, willen we in dit geval ook graag weten hoeveel bacteriën aanwezig zijn.

Aanpak

Door de grote verschillen tussen beide bacteriën, is de benaderingswijze bij klachten heel verschillend. Uiteraard is het altijd nuttig om een goede hygiëne na te streven om de infectiedruk zo laag mogelijk te houden. In beide gevallen is bij acute ziektegevallen een antibioticumbehandeling mogelijk, maar vervolgens loopt de aanpak sterk uiteen. Bij Brachyspira zijn hygiëne en bioveiligheid de sleutelbegrippen om de ziekte buiten de deur te krijgen en te houden. Eradicatie op een bedrijf is weliswaar lastig, maar zeker niet onmogelijk. Dat volgt al uit het feit dat bedrijven kans zien om vrij te worden van Brachyspira. Vaccinatie is in het geval van Brachyspira nog geen reële optie. Door de eigenschappen van de bacterie is een vaccin moeilijk te maken. Bij Lawsonia maakt de alomtegenwoordigheid van de bacterie pijnlijk duidelijk dat eradicatie tot nu toe geen succes is. In dit geval is vaccinatie wel een serieuze optie. Inmiddels zijn diverse vaccins op de markt gebracht.

Het is niet eenvoudig om Lawsonia en Brachyspira uit elkaar te houden, maar voor een succesvolle aanpak van de problemen is dat wel belangrijk. Een heldere diagnose door gericht onderzoek is de sleutel tot succes! Bij Brachyspira volstaat doorgaans mestonderzoek. Bij Lawsonia is het zinvol om ook te weten of de darmen zijn aangetast, omdat deze bacterie ook vaak voorkomt bij dieren zonder gezondheidsproblemen.

10%

9%

8%

7%

6%

5%

4%

3%

2%

1%

0%

J F M A M J J

2016 A S O N D J F M A M J J

2017 A S O N D J F M A M J J

2018 Brachyspira Lawsonia

A S O N D J F M A M J J

2019 A S O N D J

‘20

PIA: MAAK VAN EEN ONZICHTBARE VIJAND , ZICHTBARE WINST!

Porcilis Lawsonia is het eerste injecteerbare vaccin tegen Lawsonia Intracellularis (PIA) in Europa.

BEWEZEN EFFECTIEF: HOGERE GROEI MINDER UITVAL VERLAAGT INFECTIEDRUK MINDER DIARREE EN DARMBESCHADIGINGEN

NA LAWSONIA INTRACELLULARIS INFECTIE.

www.pia-preventie.nl

VAN TESTEN OP CORONA TOT PRRS

Zo werkt een PCR

Het zoeken naar een ziekteverwekker is soms vergelijkbaar met het zoeken naar een speld in een hooiberg. Er is een methode om die speld gemakkelijker te vinden: PCR. Met PCR kun je van die ene speld een hele berg spelden maken voor verder onderzoek.

PCR staat voor polymerase chain reaction (polymerase kettingreactie). Het is een techniek die heel specifiek een stukje erfelijk materiaal van bijvoorbeeld een ziekmakende bacterie of virus kan vermeerderen, zodat het met zeer gevoelige apparatuur gemeten kan worden. PCR omschrijven we vaak als het zoeken naar een speld in een hooiberg, om vervolgens van die ene speld een enorme berg met spelden te maken. De speld is in dit geval het specifieke stukje genetisch materiaal (DNA of RNA) van een bacterie of virus, de hooiberg is alle genetische informatie (het totale DNA) in het te onderzoeken materiaal.

Dit DNA kan afkomstig zijn van ziekmakende bacteriën en virussen, maar is vooral afkomstig van niet-ziekmakende bacteriën van het dier zelf, zoals de normale darmflora.

Met behulp van PCR tonen we alleen genetisch materiaal aan van de bacterie of het virus waar we naar op zoek zijn. In tegenstelling tot veel andere onderzoeken bepaal je bij PCR dus al voordat het onderzoek start wat je zoekt. PCR kun je niet rechtsreeks op het monstermateriaal (swabs, weefsel, bloed, mest of FTA cards) uitvoeren. Er gaan een materiaalsoort-specifieke monstervoorbewerkingen DNA-extractie aan vooraf.

Coronavirus aantonen door middel van PCR

Een PCR-test is niet alleen nuttig voor veterinair onderzoek. Ook humane ziekten kunnen hiermee worden aan getoond. De afgelopen maanden is het de manier waarop patiënten die moge lijk besmet waren met het coronavirus werden getest. Het proces werkt hier bij hetzelfde, alleen worden de monsters niet ingestuurd door dierenartsen, maar door de GGD en andere laboratoria. Er worden neus- en/of keelswabs afgenomen van de patiënt en eenmaal aangekomen bij GD onder zoeken we de monsters met behulp van de PCR-test. We beschikken over een groot laboratorium met een erva ren PCR-afdeling, waar jaarlijks tienduizenden monsters worden getest. Per dag is er ruimte voor ongeveer 2.000 coronatests. De laboratorium medewerkers hebben veel ervaring met PCR-onderzoek naar virusinfecties en andere ziekteverwekkers. 2

Monstervoorbewerking

PCR kan worden toegepast op DNA dat is verkregen uit veel verschillende monstermaterialen. Na het uitpakken en desinfecteren (foto 1) heeft elk materiaal een andere voorbewerking nodig, die afhankelijk van het vervolgonderzoek kan variëren van snel en eenvoudig, tot behoorlijk arbeidsintensief. Zo worden swabs bijvoorbeeld eerst in een reageerbuis uitgespoeld met een spoelvloeistof. Weefsel voor PRRSv-onderzoek moet eerst worden afgewogen, fijngesneden en vermalen.

DNA-extractie

DNA-extractie is het vrijmaken van DNA uit een cel en het wegwassen van storende componenten. Zo blijft er zuiver DNA over, dat geschikt is voor PCR-onderzoek. GD maakt gebruik van een automatisch DNA-extractiesysteem (foto 2), dat in ongeveer dertig minuten uit 96 monsters zuiver DNA kan halen.

De PCR-reactie

Een PCR-reactie bestaat uit een reeks van chemische en enzymatische stappen die nodig zijn voor de vermeerdering van DNA. Voordat een PCR-reactie kan starten worden DNA, DNApolymerase (het eiwit dat de eigenlijke PCR-reactie, dus de vermeerdering uitvoert) en andere componenten uit de PCRreactie samengevoegd in een reageerbuisje. Daarna volgen er drie stappen:

3

Stap 1: denaturatie. Een DNA-molecuul bestaat uit twee naast elkaar gelegen strengen die sterk aan elkaar gebonden zijn (boven). Tijdens de denaturatie worden de DNAstrengen van elkaar gescheiden door de PCR-reactiemix te verwarmen tot 95 graden (onder).

primers

Stap 2: DNA markeren. Op een temperatuur van 60 graden binden twee primers (kleine stukjes DNA) zich aan het DNA van de ziekmakende bacterie of het virus waarvoor de PCR is ingezet. Op deze manier markeren ze als het ware het DNA van de bacterie of het virus. De primers binden niet aan ander DNA, bijvoorbeeld dat van het dier zelf.

DNA-polymerase

Stap 3: de vermeerdering zelf. Tijdens deze stap wordt er door het DNA-polymerase een kopie gemaakt van het gemarkeerde deel van het DNA. Na deze stap is cyclus 1 afgerond. De twee gemarkeerde DNA-stukjes zijn dan één keer gekopieerd; er zijn nu twee kopieën.

Miljoenen kopieën

Dit hele proces herhaalt zich vervolgens vele malen, waarbij het aantal kopieën steeds verdubbelt. Na cyclus 2 zijn er dus vier kopieën, na cyclus 3 acht, enzovoort. Nadat de cyclus veertig tot vijftig keer is herhaald zijn er uiteindelijk miljoenen kopieën van het kleine stukje DNA van het gemarkeerde deel gemaakt (foto 3). De speld uit de hooiberg is nu een berg spelden geworden.

Deze miljoenen kopieën kunnen zichtbaar worden gemaakt (fluorescent bijvoorbeeld) en vervolgens gemeten met zeer gevoelige PCR-apparatuur. Het DNA van de ziekmakende bacterie of het virus is nu aangetoond en het ingezonden monster krijgt de uitslag positief voor de betreffende bacterie of het betreffende virus.