NR AVFV
AU Kariv-Inbal,Z.; Ben-Hur,T.; Grigoriadis,N.C.; Engelstein,R.; Gabizon,R.
TI Urine from scrapie-infected hamsters comprises low levels of prion infectivity
QU Neuro-degenerative Diseases 2006; 3(3): 123-8
PT journal article
AB The question of whether prion diseases can be transmitted by body fluids has important epidemiological, environmental and economical implications. In this work, we set to investigate whether urine collected from scrapie-infected hamsters can transmit fatal or subclinical infectivity to normal hamsters. After prolonged incubation times ranging from 300 to 700 days, a small number of animals inoculated with scrapie urine succumbed to scrapie disease, and several asymptomatic hamsters presented low levels of PrPsc in their brains. In addition, most of the asymptomatic hamsters inoculated with scrapie urine, as opposed to those inoculated with normal urine, presented extensive gliosis as well as protease-resistant light chain IgG in their urine, a molecule shown by us and others to be a surrogate marker for prion infection. Our results suggest that urine from scrapie-infected hamsters can transmit a widespread subclinical disease that in some cases develops into fatal scrapie.
IN
Schon 2001 hatte die Arbeitsgruppe von Ruth Gabizon über die erfolgreiche Übertragung des Hamster-Scrapiestammes 263K von Hamster zu Hamster durch intrazerebrale Inokulation konzentrierten Urins berichtet [AKSU,2001]. Im Jahr 2006 erwähnen sie kurz unter Material und Methoden sowie in der Tabelle 1, dass sie dieses Experiment mit einer zweiten Passage erfolgreich fortführten. Welche Art der Inokulation sie dabei anwendeten, erwähnen sie ebenso wenig wie den Namen des in den folgenden Experimenten verwendeten Scrapie-Stammes.
In einem anderen Experiment mischten Kariv-Inbal et al. über einen Zeitraum von rund 300 Tagen den Urin Scrapie-kranker syrischer Hamster in einer Verdünnung von 1:50 in das Trinkwasser syrischer Hamster. Die Autoren bedauern, in diesem Experiment nur Urin Scrapie-kranker Hamster verwendet zu haben und daher über keine Negativkontrollen zu verfügen. Nach 300 Tagen ließ noch keines von 6 Empfängertieren Symptome erkennen, aber ein Hamster wurde getötet, um mit seinem homogenisierten Gehirn in einer zweiten Passage 10 weitere Hamster intraperitoneal zu inokulieren. Von den 6 mit Urinkonzentrat im Trinkwasser inokulierten Hamstern der ersten Passage erkrankte zwar keiner, aber bei den meisten gelang der Nachweis einer Astrogliose und Protease-resistenter Aggregate leichter Immunglobulinketten im Urin. Von den 10 intraperitoneal inokulierten Hamstern der zweiten Passage Empfängerhamstern erkrankten 2. Bei einem wurde auch PrPsc nachgewiesen und bei einer nicht genannten Zahl der Empfängerhamster stellte man eine Astrogliose und/oder Protease-resistente Aggregate leichter Immunglobulinketten im Urin fest. In der Diskussion erwähnen die Autoren, dass Astrogliose im Hirn und Protease-resistente Aggregate leichter Immunglobulinketten im Urin bei fast allen Hamstern gefunden wurden, die mit Urin Scrapie-kranker Hamster inokuliert wurden. Beide scheinen frühe Reaktionen auf Scrapie-Infektionen zu sein, während PrPsc und spongiforme Degeneration erst viel später auftreten und daher seltener beobachtet werden.
In einem dritten Experiment erfolgte die Inokulation in der ersten Passage intraperitoneal. 5 Empfängerhamster wurden mit je 1 ml dialysiertem, aber nicht anschließend konzentriertem Urin intraperitoneal inokuliert. Nach 650 Tagen erkrankte einer der 5 Empfängerhamster der ersten Passage. Dieses Tier hatte auch PrPsc im Hirn sowie Protease-resistente Aggregate leichter Immunglobulinketten im Urin. Eine histopathologische Untersuchung und eine zweite Passage wurden in diesem Teilexperiment nicht gemacht.
In einer Variation dieses Experimentes konzentrierten die Autoren für die erste Passage den Urin um eine Größenordnung und inokulierten viermal in Abständen von je einer Woche intraperitoneal jeweils 50 µl. Dazu zentrifugierten sie Hamsterurin kurz ab, um darin enthaltene Zellen und andere ungelöste Bestandteile mit dem Sediment zu verwerfen. Die Überstände wurden über Nacht dialysiert und anschließend 1 Stunde mit einhunderttausendfacher Erdbeschleunigung abzentrifugiert. Die danach im Sediment befindlichen Makromolekülaggregate wurden mit zehnfach kleineren Puffermengen resuspendiert. Als Empfängertiere dienten anfangs 4 Wochen alte syrische Hamster. Jeweils 11 Goldhamster wurden entweder mit dem konzentrierten Urin Scrapie-kranker Hamster oder als Negativkontrollen mit dem konzentrierten Urin gesunder Hamster bzw. mit Rinderserumalbumin in einer reinen Pufferlösung inokuliert. Kein einziger der 22 Negativkontrollhamster erkrankte, hatte im Hirn eine Astrogliose oder im Urin proteaseresistente Aggregate leichter Immunglobulinketten. Von den 11 je viermal mit jeweils 50 µl Urinkonzentrat Scrapie-kranker Hamster intraperitoneal inokulierten Hamstern erkrankte nur einer nach 343 Tagen, aber bei 4 von 6 daraufhin untersuchten Hamstern fand man im Gehirn eine Astrogliose und im Urin proteaseresistente Aggregate leichter Immunglobulinketten. In einer zweiten Passage wurden mit dem Hirnhomogenat dieses Hamsters 10 weitere Hamster intrazerebral inokuliert und alle erkrankten nach durchschnittlich 85 Tagen. In allen 10 Empfängerhamstern fand man PrPsc sowie eine Astrogliose im Hirn und proteaseresistente Aggregate leichter Immunglobulinketten im Urin. Nach 400-500 Tagen wurden von jeder der 3 Gruppen der ersten Passage 2 asymtomatische Empfängerhamster getötet, um in einer zweiten Passage mit ihren homogenisierten Hirnen jeweils 5 weitere Empfängerhamster intrazerebral zu inokulieren. Die Negativkontrollen der ersten Passage führten auch in der zweiten Passage zu keiner Erkrankung und keinen Hinweisen auf eine Infektion. Die Hirnhomogenate der beiden nach vierfacher Inokulation mit konzentriertem Urin Scrapie-kranker Hamster asymptotisch gebliebenen Hamster der ersten Passage bewirkten nur bei einem der 10 intrazerebral inokulierten Empfängerhamster der zweiten Passage zu einer Erkrankung mit einer Inkubationszeit von 450 Tagen. Auch nur bei 2 dieser 10 Hamster fand man per Western blot PrPsc im Hirn, aber bei den meisten waren eine Astrogliose und proteaseresistente Aggregate leichter Immunglobulinketten im Urin nachweisbar. Die meisten bis dahin nicht erkrankten Empfängerhamster wurden 700 Tage nach der Inokulation getötet, um in ihren Hirnen nach PrPsc und einer Astrogliose zu suchen.
Da nur eine Minderheit der mit Urin inokulierten und offensichtlich infizierten Hamster auch binnen 700 Tagen erkrankte, vermuten die Autoren, dass TSE über Urin oft unerkannt übertragen werden könnten. So ließe sich die Quelle einer TSE-Infektion oft nicht erkennen.
MH Animals; Brain/*pathology; Cricetinae; Gliosis/pathology; Immunoglobulin Light Chains/urine; Immunohistochemistry; Mesocricetus; PrPsc Proteins/*urine; Scrapie/*transmission/*urine
AD Zehavit Kariv-Inbal, Tamir Ben-Hur, Roni Engelstein, Ruth Gabizon (gabizonr@hadassah.org.il), Department of Neurology, The Agnes Ginges Center for Human Neurogenetics, Hadassah University Hospital, Jerusalem, Israel; Nikolaos C. Grigoriadis, Department of Neurology, Laboratory of Experimental Neurology, AHEPA University Hospital, Thessaloniki, Greece
SP englisch
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