Diplomarbeit - Veterinärmedizinische Universität Wien - 2022

Mycoplasma (M.) hyorhinis ist ein ubiquitär in den oberen Atemwegen von Schweinen auftretendes Bakterium. Nach systemischer Ausbreitung kann der Erreger vor allem bei Ferkeln im Alter von drei bis zehn Wochen Polyserositis und Polyarthritis hervorrufen. Über die Pathogenese der Erkrankung und die involvierten Pathomechanismen sowie über die Epidemiologie von M. hyorhinis ist derzeit wenig bekannt. Zudem erweist sich die Eindämmung der Infektion in betroffenen Betrieben, aufgrund fehlender kommerzieller Impfstoffe gegen M. hyorhinis im europäischen Raum, in der Regel als problematisch. Zur Bekämpfung und Kontrolle von M. hyorhinis-Infektionen werden üblicherweise oft mäßig erfolgreiche Antibiotikatherapien sowie vorbeugende Maßnahmen eingesetzt, die darauf abzielen, die Verbreitung des Erregers einzudämmen und Infektionsketten zu unterbrechen. Hierfür sind Kenntnisse über die Epidemiologie der M. hyorhinis-Infektion als auch über mögliche Erreger-Subtypen, welche die Fähigkeit besitzen sich im Wirt systemisch auszubreiten, erforderlich. Ziel dieser Arbeit war es, das Differenzierungspotential von zwei konventionellen MLST-Schemata (MLSTa, MLSTb) zur Unterscheidung von invasiven (Serosa, Gelenke) und präsumtiv nicht-invasiven M. hyorhinis-Isolaten (Lunge) zu bestimmen und die Ergebnisse mit jenen eines neuetablierten Kerngenom-MLST-Schemas (cgMLST) zu vergleichen. Zu diesem Zweck wurden insgesamt 81 M. hyorhinis-Isolate (71 Erregerisolate aus Österreich, zwei Erregerisolate aus Deutschland, acht M. hyorhinis-Stämme mit publizierten Ganzgenomsequenzen) mittels MLSTa und MLSTb analysiert. Insgesamt wiesen die MLSTa und MLSTb im Vergleich zur cgMLST ein geringeres Differenzierungspotential auf. Insbesondere nahverwandte M. hyorhinis-Isolate konnten mit den angewandten konventionellen MLST-Schemata nicht differenziert werden. Auch eine Unterscheidung zwischen invasiven und präsumtiv nicht-invasiven M. hyorhinis-Isolaten gelang weder mit MLSTa noch mit MLSTb. Eine beträchtliche Anzahl der MLSTa-Typisierungsergebnisse widersprach außerdem den Ergebnissen der cgMLST, wohingegen die Ergebnisse der MLSTb deutlich besser mit jenen der cgMLST übereinstimmten. Zusammengefasst konnte durch die vorgelegte Arbeit aufzeigt werden, dass sich die konventionelle MLST als alleinig angewandte Methode nicht zur Beantwortung komplexer epidemiologischer Fragestellungen eignet. Hierfür sind hochauflösende Typisierungsverfahren wie die cgMLST erforderlich, welche ein höheres Potential aufweisen, genomische Beziehungen korrekt darzustellen.

Mycoplasma (M.) hyorhinis is a bacterium that occurs ubiquitously in the upper respiratory tract of pigs. After systemic spread, the pathogen can cause polyserositis and polyarthritis, especially in piglets aged three to ten weeks. Currently, little is known about the pathogenesis of the disease and the pathomechanisms involved, as well as the epidemiology of M. hyorhinis. In addition, containment of the infection in affected farms usually proves problematic due to the lack of commercial vaccines against M. hyorhinis in the European region. Common control strategies include antibiotic therapy, which is often moderately successful, and preventive measures. These strategies aim to contain the spread of the pathogen and interrupt infection chains. Therefore, knowledge about the epidemiology of M. hyorhinis infection as well as about possible pathogen subtypes that can spread systemically in the host is required. This diploma thesis intended to determine the differentiation potential of two conventional MLST schemes (MLSTa, MLSTb), to distinguish between invasive (serosa, joints) and presumptive noninvasive M. hyorhinis isolates (lungs), and to compare the results with those of a newly established core genome MLST scheme (cgMLST). For this purpose, a total of 81 M. hyorhinis isolates (71 pathogen isolates from Austria, two pathogen isolates from Germany, eight M. hyorhinis strains with published whole genome sequences) were analyzed using MLSTa and MLSTb. Overall, MLSTa and MLSTb showed a lower differentiation potential compared to cgMLST. Closely related M. hyorhinis isolates could not be differentiated with the applied conventional MLST schemes. Furthermore, differentiation between invasive and presumptively noninvasive M. hyorhinis isolates was not possible with either MLSTa or MLSTb. Moreover, a considerable number of the MLSTa typing results contradicted the cgMLST results, whereas the MLSTb results were in much better agreement with those of the cgMLST. In conclusion, the presented diploma thesis showed that conventional MLST as a sole method is not suitable to answer complex epidemiological questions. For this purpose, high-resolution typing methods like cgMLST, which represent the genomic relationships correctly, are required.

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