Summary

Reduzierte Itraconazol Konzentration und Dauer sind erfolgreich in der Behandlung von<em> Batrachochytrium dendrobatidis</em> Infektion in Amphibien

Published: March 14, 2014
doi:

Summary

Batrachochytrium dendrobatidis Infektion bei Amphibien können mit einer reduzierten Konzentration (0,0025%) und kürzere Laufzeit (5 Minuten Bäder für sechs Tage) von Itraconazol als allgemein verwendet, beseitigt werden. Weniger Sterblichkeit und weniger negative Nebenwirkungen wurden unter Verwendung dieser modifizierten Behandlungsprotokoll beobachtet.

Abstract

Amphibien sind die mit den größten Rückgang aller Wirbeltierklasse und eine führende Ursache für diesen Rückgang ist eine Pilzerreger, Batrachochytrium dendrobatidis (Bd), die die Krankheit verursacht chytridiomycosis. Captive Sicherung Kolonien sind wichtig, weltweit für bedrohte Amphibienarten und möglicherweise die einzige Lebensader für die in kritischen vom Aussterben bedroht sein. Die Aufrechterhaltung Krankheit frei Kolonien ist eine Priorität der Gefangenschaft Manager, noch sichere und wirksame Behandlungen für alle Arten und über Lebensphasen nicht identifiziert worden. Die am häufigsten verwendeten chemotherapeutischen Behandlung ist Itraconazol, obwohl die Dosierung üblicherweise verwendeten schädlich für einige Individuen und Arten sein. Wir führten eine Behandlung klinische Studie zu beurteilen, ob eine untere und sicherer, aber effektive Dosis von Itraconazol gefunden werden konnte Bd-Infektionen zu heilen. Wir fanden, dass durch die Reduzierung der Behandlungskonzentration von 0,01 bis 0,0025%, und die Verringerung der Behandlungsdauer von 11-6 Tage von 5 min Bäder, könnten Frösche von Bd-Infektion mit weniger Nebenwirkungen und weniger therapieassoziierte Mortalität geheilt werden.

Introduction

Amphibien erleben derzeit den größten Rückgang der biologischen Vielfalt aller Wirbeltier-Taxa ein. Chytridiomykose, eine Hautkrankheit, die durch den chytrid Pilzpathogen Batrachochytrium dendrobatidis (Bd) verursacht wird, ist eine der Hauptursachen für diesen dramatischen Rückgang Bd 2 ist der schlimmste Erreger auf Rekord für verursachen Verlust der biologischen Vielfalt:. Infiziert es über 600 Arten von Amphibien und hat verursachten Rückgänge in über 300 Arten, von denen mehr als 200 Arten sind vom Aussterben bedrohte oder ausgestorbene 2,3. Die Amphibien-Chytridpilz nicht wirtsspezifisch und es ist unklar, welche Eigenschaften des Host ermöglichen Bd-Infektion, um die Fortschritte zu schweren Krankheit. Chytridiomykose Tod verursacht durch Störung Ionenkanäle in der Haut, was zu Elektrolytverlust und Herzversagen 4. Auch Bd Überstand (enthaltend keine Bd Zoosporen) eine Immunantwort bei Kaulquappen 5-Zuführungsg Forscher glauben, Bd erzeugt eine giftige Nebenprodukt 6.

Da viele Arten sind stark rückläufig, in Gefangenschaft Sicherung Kolonien und Zuchtprogramme sind wichtige Schutzmaßnahmen, und die einzige Lebensader für einige Arten sein. Aufbau und Pflege frei von Krankheiten Kolonien ist eine Herausforderung für Amphibien-Management-Einrichtungen. Die aktuellen chemotherapeutischen Methoden zur Behandlung von Bd-Infektionen, obwohl effektiv ist, kann für die Tiere, die behandelt werden, und keine einzige Behandlungsmethode erfolgreich über Arten und Altersklassen von Amphibien 7 gewesen.

Nur wenige klinische Studien von Behandlungen für Bd-Infektion durchgeführt worden sind 7. Die drei am häufigsten verwendeten Methoden der Behandlung sind Wärmetherapie, Chloramphenicol und Itraconazol. Wärmetherapie ist eine Behandlungsoption, die nonchemotherapeutic haben wenige Nebenwirkungen können auf mehrere Lebensphasen verwendet werden wird, und ist GenerVerbündeter wirksam. In einer Therapiestudie, Chatfield und Richards-Zawacki 8 festgestellt, dass 96% der behandelten Tiere waren Infektionen, nachdem sie bei 30 ° C für 10 Tage untergebracht gelöscht. Obwohl dieser Versuch war nicht 100% erfolgreich, bietet es eine Grundlinie für andere Wärmetherapie für die eigene Spezies zu beurteilen. Wärmetherapie, obwohl effektiv für viele Arten ist unpraktisch für viele alpine Arten, die nicht bei hohen Temperaturen für eine längere Zeit verbleiben kann. Chloramphenicol, ein antibakterielles, wurde erfolgreich verwendet, um Bd in vielen Arten zu behandeln, und hemmt das Pilzwachstum in vitro. Als antibakterielles, die Chloramphenicol nicht den Pilz befallen besonders aber ist bekannt, dass die Apoptose in eukaryotischen Zellen 9 zu bewirken. Es wurde spekuliert, daß Chloramphenicol-Therapie verursacht Apoptose in der Haut, die intrazelluläre Abtöten Sporangien, obwohl der genaue Wirkmechanismus ist unbekannt. Obwohl keine klinischen Studien durchgeführt worden, und deshalbDosis und Behandlungszeit wurden nicht bewertet, aktuelle Behandlungsprotokolle erfordern in der Regel Untertauchen für zwei bis vier Wochen 10,11, so dass diese Behandlung unpraktisch für terrestrischen Amphibien. Chloramphenicol wurde auch in einigen Ländern für den tierärztlichen Gebrauch beschränkt worden, weil die Exposition des Menschen mit einer seltenen Form von aplastischer Anämie 12 in Verbindung gebracht.

Itraconazol, ein Azol-Antimykotika, ist das am häufigsten für die Behandlung der Bd-Infektion bei Amphibien in Gefangenschaft eingesetzt. Das am häufigsten verwendete Protokoll ist Bade Tieren in einer 0,01% igen Lösung von Itraconazol fünf Minuten pro Tag für 11 aufeinanderfolgende Tage. Dieses Protokoll wurde von Standards für Säugetier Verabreichung verwendet abgeleitet, und während effektiv für Amphibien, ist es nicht auf klinische Studien in Amphibien 11,13 berechnet. Dieses Protokoll kann negative Nebenwirkungen bei bestimmten Arten verursachen, besonders in der Gattung Rana und Kaulquappen und in den letzten 11 Metamorphe.Tadpole Behandlung erfolgreich war mit einer viel niedrigeren Konzentration (0,0005%) von Itraconazol, wurde aber mit Depigmentierung 14 zugeordnet. Die gleiche Konzentration wurde auf den letzten Metamorphe erprobt und festgestellt, die auf die Behandlung erfolglos Infektion 15 zu sein. Denn es besteht die Gefahr von negativen Nebenwirkungen der Behandlung mit Itraconazol, haben einige Praktiker die Hälfte der üblichen Konzentration (0,005%) für 11 aufeinanderfolgende Tage verwendet und fanden, dass bei der Heilung von Infektionen Bd 16 erfolgreich.

Die vorliegende Studie ist eine Zusammenfassung einer klinischen Studie mit Itraconazol-Behandlung zu Bd-Infektion 15 zu behandeln. Das Protokoll beschreibt einen Versuch, die niedrigste Dosis und Behandlungszeit, die sowohl sicher und wirksam für die Behandlung von infizierten Tieren mit Bd Itraconazol finden. Tiere in dieser Studie verwendet wurden, waren letzten Metamorphe der Golfküste Kröten, Incilius nebulifer.

Protocol

Ethik-Zulassung: Diese Studie und ihre Methoden wurden von Tier Benutzung und Pflege Ausschuss Tulane University (. Protokoll nicht 0407) zugelassen. 1. Testen für Bd-Infektion Abtupfen für Bd Tupfer Tiere mit einem sterilen Wattestäbchen fünfmal am ventrum fünfmal auf jedem Schenkel, jeder Seite, und jedes Glied für insgesamt 45 Hüben. Swabbing ist eine nichtinvasive Methode der Probenahme für Bd auf Amphibienhaut. </li…

Representative Results

Itraconazol-Behandlung wurde als erfolgreich, wenn alle Tiere waren vier Wochen nach Ende der Behandlung Bd-negativ. Vor der Behandlung begonnen, zwei Wochen nach der Impfung alle Bd-geimpften Tiere infiziert waren, mit einer mittleren Belastung von 1.121,7 Zoosporen (± 17,34), während vier Wochen nach Ende der Behandlung eine mittlere Belastung von Zoosporen 16,765.12 hatten die Bd-positiven Kontrolltiere ( ± 14.643,08). Die Behandlung von Incilius nebulife…

Discussion

Über dieses Protokoll konnten wir sicher und effektiv reduzieren die Behandlungsdosis und Zeit von Itraconazol-Behandlung für Bd bei Amphibien. Die niedrigste Behandlungsdosis und Zeit (0,0025% für sechs Tage) war eine erfolgreiche Behandlung für subklinisch infiziert I. nebulifer. Die Wirksamkeit von sowohl einer niedrigeren Dosis und Behandlungsdauer zeigen die Notwendigkeit für klinische Therapiestudien für Bd-Infektion Behandlungen, da gibt es noch keine sichere und wirksame Behandlu…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Ich möchte CL-Richards Zawacki für Hilfe danken Konzeption der Versuchsplanung und die Unterstützung mit Materialien, A. Pessier Hilfe Festlegung eines Behandlungsschema und die Sektionsanalysen, MWH Chatfield, MJ Robak, K. und D. Tasker Lenger für die Hilfe in der Labor-und Support und McFadden M. und P. Harlow am Taronga Zoo für die Nutzung ihrer Speicher während der Dreharbeiten. Das Projekt wurde teilweise durch Louisiana Department of Wildlife and Fisheries durch die Louisiana Environmental Education Zuschuss der Kommission nach LA Brannelly ausgezeichnet und von Life Technologies finanziert.

Materials

0.1% Aqueous Itraconazole, Sporonox Janssen Pharmaceutica Inc.
NaCl Fisher Scientific S640-500
KCl Fisher Scientific BP366-1
CaCl2 Fisher Scientific BP510-100
NaHCO3 Fisher Scientific BP328-500
Sterile cotton swabs Medical and Wire Equipment MW113
1.5 ml micro tubes Sarstedt 73.703.217
Qiagen DNEasy Blood and Tissue Kit Qiagen 69581
7500 Real-time PCR Applied Biosystems 4351104
VIC IPC Applied Biosystems 4308323
BSA Applied Biosystems AM2618
Agar Invitrogen 30391023
Tryptone Invitrogen Q10029
Penicillin-streptomycin Invitrogen 15070-063
Petri Dish Sigma Aldrich CLS430589

References

  1. Stuart, S. N., et al. Status and trends of amphibian declines and extinctions worldwide. Science. 306 (5702), 1783-1786 (2004).
  2. Skerratt, L. F., et al. Spread of chytridiomycosis has caused the rapid global decline and extinction of frogs. EcoHealth. 4, 125-134 (2007).
  3. Wake, D. B., Vredenburg, V. T. Colloquium paper: are we in the midst of the sixth mass extinction? A view from the world of amphibians. PNAS. 105, 11466-11473 (2008).
  4. Voyles, J., et al. Electrolyte depletion and osmotic imbalance in amphibians with chytridiomycosis. Dis. Aquat. Org. 77 (2), 113-118 (2007).
  5. Ramsey, J. P. Amphibian immune defenses against Batrachochytrium dendrobatidis: A war between host and pathogen. , (2011).
  6. McMahon, T. A., et al. Chytrid fungus Batrachochytrium dendrobatidis has nonamphibian hosts and releases chemicals that cause pathology in the absence of infection. PNAS. 110 (1), 210-215 (2013).
  7. Berger, L., Speare, R., Pessier, A., Voyles, J., Skerratt, L. F. Treatment of chytridiomycosis requires urgent clinical trials. Dis. Aquat. Org. 92, 165-174 (2010).
  8. Chatfield, M. W. H., Richards-Zawacki, C. L. Elevated temperature as a treatment for Batrachochytrium dendrobatidis infection in captive frogs. Dis. Aquat. Org. 94 (3), 235-238 (2011).
  9. Karbowski, M., et al. Free radical-induced megamitochondria formation and apoptosis. Free Rad. Biol. Med. 26 (98), 396-409 (1999).
  10. Bishop, P. J., et al. Elimination of the amphibian chytrid fungus Batrachochytrium dendrobatidis by Archey’s frog Leiopelma archeyi. Dis. Aquat. Org. 84 (1), 9-15 (2009).
  11. Pessier, A. P., Mendelson, J. . A Manual For Control of Infectious Diseases in Amphibian Survival Assurance Colonies and Reintroduction Programs. , (2009).
  12. Page, S. W. Chloramphenicol 1. Hazards of use and the current regulatory environment. Aus. Vet. J. 68 (1), 1-2 (1991).
  13. Yoon, H. -. J., Seo, M. H., Kim, J. -. K. . Pharmaceutical formulations for itraconazole. , (2005).
  14. Garner, T. W. J., Garcia, G., Carroll, B., Fisher, M. C. Using itraconazole to clean Batrachochytrium dendrobatidis infection, and subsequent depigmentation of Alytes muletensis tadpoles. Dis. Aquat. Org. 83, 257-260 (2009).
  15. Brannelly, L. A., Richards-Zawacki, C. L., Pessier, A. P. Clinical trials with itraconazole as a treatment for chytrid fungal infections in amphibians. Dis. Aquat. Org. 101 (2), 95-104 (2012).
  16. Jones, M. E. B., Paddock, D., Bender, L., Allen, J. L., Schrenzel, M. S., Pessier, A. P. Treatment of chytridiomycosis with reduced-dose itraconazole. Dis. Aquat. Org. 99 (3), 243-249 (2012).
  17. Boyle, D. G., Boyle, D. B., Olsen, V., Morgan, J. A. T., Hyatt, A. D. Rapid quantitative detection of chytridiomycosis (Batrachochytrium dendrobatidis) in amphibian samples using real-time Taqman PCR assay. Dis. Aquat. Org. 60 (2), 141-148 (2004).
  18. Martel, A., et al. Developing a safe antifungal treatment protocol to eliminate Batrachochytrium dendrobatidis from amphibians. Med. Mycol. 49 (2), 143-149 (2011).
  19. Bowerman, J., Rombough, C., Weinstock, S. R., Padgett-Flohr, G. E. Terbinafine hydrochloride in ethanol effectively clears Batrachochytrium dendrobatidis in amphibians. J. Herpetol. Med. Surg. 20 (1), 24-29 (2010).
  20. Young, S., Speare, R., Berger, L., Skerratt, L. F. Chloramphenicol with fluid and electrolyte therapy cures terminally ill green tree frogs (Litoria caerulea) with chytridiomycosis. J. Zoo Wildlife Med. 43 (2), 330-337 (2012).

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Cite This Article
Brannelly, L. A. Reduced Itraconazole Concentration and Durations Are Successful in Treating Batrachochytrium dendrobatidis Infection in Amphibians. J. Vis. Exp. (85), e51166, doi:10.3791/51166 (2014).

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