uit verschillende studies is gebleken dat prionen (PrPSC) die schapen en geiten infecteren met de fatale overdraagbare encefalopathie, bekend als scrapie, jarenlang in de bodem kunnen blijven bestaan zonder hun pathogene activiteit te verliezen. Verspreiding van prionen in het milieu kan optreden uit verschillende bronnen: voornamelijk infectieuze placenta of vruchtwater van schapen en mogelijk milieuverontreiniging door speeksel of uitwerpselen.

bevestiging van scrapie kan alleen worden bereikt door immunohistochemie van ziektegerelateerd prioneiwit (PrPSC) toe te passen op post mortem verzamelde weefsels, waaronder obex (een hersenstamstructuur), retrofaryngeale lymfeklieren en palatinetonsillen. Een diagnostische test van levende dieren, niet bevestigend, werd goedgekeurd in 2008 voor immunochemie testen op rectale biopsie-afgeleide lymfoïde weefsel door USDA.

humaan prioneiwit, residuen 125-228, aangemaakt op basis van eiwitdatabank (PDB) vermelding 1QM3. De kleuring illustreert de subdomeinen, die worden voorgesteld om de conversie van de normale cellulaire naar de scrapie vorm te starten door langzame bewegingen.

natuurlijke overdracht van scrapie in het veld lijkt in de meeste gevallen via het spijsverteringskanaal plaats te vinden, en scrapievrije koppels schapen kunnen besmet raken op weiden waar eerder uitbraken van scrapie waren waargenomen. Deze bevindingen wijzen op een aanhoudende besmetting in het milieu, met name in de bodem.

Prionconcentratie in geboortevloeistoffen verandert de infectiviteit van de prionen niet. Natuurlijk of experimenteel besmet doet en ooien overbrengen van de infectie aan de lammeren, zelfs wanneer placenta ‘ s hebben weinig PrPSC. PrPSC wordt vergoten bij een hoger percentage Schapen Placenta (52-72%) dan in geiten placenta (5-10%) in studies bij de USDA Agricultural Research Service.

detecteerbare PrPSC is gemeld in de uitwerpselen van schapen, zowel in de terminale als in de vroege preklinische stadia van de ziekte, wat erop wijst dat de prionen waarschijnlijk tijdens het verloop van de ziekte in het milieu terechtkomen. Verschillende bronnen van prionen in uitwerpselen kunnen worden gepostuleerd, met inbegrip van milieu inname en slikken besmet speeksel; echter, de meest waarschijnlijke bron is het afstoten van de darm-geassocieerde lymfoïde weefsel. Herkauwers hebben gespecialiseerde Peyer ‘ s patches die, over de lengte van het ileum, bedragen ongeveer 100.000 follikels, en al deze kunnen worden geïnfecteerd en het afstoten van prionen in het lumen.Scrapie prionen zijn gevonden in de patches van de Peyer van natuurlijk geïnfecteerde asymptomatische lammeren zo jong als vier maanden oud.

blootstelling via besmet vaccinedit

• besmet Louping-ill-vaccin. Ook bekend als de 1935 Moredun Louping-ill vaccin ramp.. Meer dan 1500 schapen ontwikkelden scrapie na vaccinatie. “Een onderzoek naar de etiologie van scrapie volgde op de vaccinatie van schapen voor louping-ziek virus met formaline-behandelde extracten van schapen lymfoïde weefsel onbewust besmet met scrapie prionen (Gordon 1946). Twee jaar later ontwikkelden meer dan 1500 schapen scrapie uit dit vaccin.””Dit vaccin werd vervaardigd met behulp van geformaliseerde schapen hersenen besmet met scrapie agent “” op de 1946 National Veterinary Medical Association of Great Britain and Ireland Annual Congress, W. S. Gordon, PhD, gepresenteerd bewijs van scrapie transmissie door middel van een vaccin voor louping-ziek.”Dr. Gordon ontwikkelde een effectief vaccin om louping-ziek te voorkomen in 1931-32. Na vier jaar veldproeven werd zijn vaccin in drie partijen geproduceerd voor wijdverbreid gebruik in 1935. Het vaccin werd gemaakt van hersenen, ruggenmerg en miltweefsel van schapen vijf dagen nadat ze een intracerebrale inoculatie van louping-ill virus hadden ontvangen. Formaline werd toegevoegd aan de 10% zoutoplossing suspensie om het virus te inactiveren. In 1935 en 1936 werden geen nadelige effecten waargenomen bij geënte dieren. Toen meldden twee eigenaren scrapie in hun blackface schapen die twee en een half jaar eerder waren ingeënt met louping-ill vaccin (batch 2). Scrapie was niet eerder in het Blackface ras gezien. Bij onderzoek Dr. Gordon ontdekte dat 8 lammeren gebruikt om batch 2 was geboren om ooien die waren blootgesteld aan scrapie; sommige van de ooien ontwikkeld scrapie in 1936-7. Dr. Gordon veronderstelde dat een “infectieus middel van scrapie” aanwezig was in de weefsels van de lammeren die worden gebruikt om batch 2 te maken en dat dit middel “een concentratie formaline kon weerstaan…die het virus van louping ill inactiveerde; het kon worden overgedragen door subcutane inoculatie; het had een incubatieve periode van twee jaar of langer.”Een vier-en-een-half-jaar-experiment met’ 788 schapen werd geïnitieerd door de Animal Disease Research Association in 1938. De onderzoekers vonden dat 60% van de normale schapen intracerebraal geïnoculeerd met zoutoplossing suspensies van hersenen en ruggenmerg weefsel uit schapen met scrapie ontwikkeld scrapie binnen die vier en een half jaar. De incubatietijd was zeven maanden en meer. Slechts 30% van de schapen die een subcutane inoculatie van de suspensie kregen, ontwikkelde in die tijd scrapie en de incubatietijd in deze groep was 15 maanden en langer. De onderzoekers concludeerden dat het infectieuze middel waarschijnlijk een filtreerbaar virus was.”
• besmet mycoplasma agalactiae vaccin. In 1997 en 1998 was er een uitbraak van scrapie bij schapen en geiten in Italië, en de oorzaak werd toegeschreven aan het vaccin. “Een accidentele infectie met een vaccin werd gesuggereerd als de verklaring voor de plotselinge toename van uitbraken van scrapie in Italië in 1997 en 1998. Dit artikel beschrijft een recente uitbraak van scrapie bij schapen en geiten die werden blootgesteld aan hetzelfde vaccin. Sinds 1992 zijn geen ooien of geiten in de kudde ingevoerd, maar in 1995 en 1997 werd tweemaal een vaccin tegen Mycoplasma agalactiae toegediend. Beide soorten hadden een hoge incidentie van ruwe sterfte en scrapie, alle geboortecohorten waren erbij betrokken en een groot deel van de oude dieren was getroffen. Er werd een patroon van hersenletsels waargenomen, met kleine verschillen tussen schapen en geiten, dat zeer vergelijkbaar was met het patroon dat werd waargenomen bij dieren die eerder aan hetzelfde vaccin waren blootgesteld, maar duidelijk verschilde van het patroon dat werd waargenomen in de hersenen van schapen met scrapie in een koppel dat niet aan het vaccin was blootgesteld. Ongeacht hun blootstellingsstatus, genotype analyse van de schapen toonde de aanwezigheid van polymorfisme alleen bij codon 171. De patronen van zowel de incidentie als de hersenlaesies wijzen erop dat de epidemie van scrapie te wijten was aan het gebruik van het vaccin. Een accidentele intra – en interspecies transmissie van scrapie vond plaats in Italië in 1997 en 1998 na blootstelling aan een vaccin tegen Mycoplasma agalactiae. PrP (Sc) bij aangetaste schapen en geiten, verzameld uit één koppel dat 2 jaar eerder aan vaccinatie was blootgesteld, werd moleculair getypt. Bij vijf dieren met iatrogene scrapie werd een PrP (Sc) type met een 20 kDa kernfragment gevonden in alle onderzochte gebieden van de hersenen. In drie schapen en één geit, kwam deze isovorm samen met een volledig geglycosyleerde isovorm voor die een protease-resistente backbone van 17 kDa had, terwijl in twee schapen en vier geiten, de twee PRP(Sc) types in verschillende gebieden van de hersenen werden ontdekt. Bij schapen met natuurlijke veld scrapie, een PrP(Sc) type met fysisch-chemische eigenschappen niet te onderscheiden van de 20 kDa isovorm werd gevonden. De huidige resultaten wijzen op de gelijktijdige aanwezigheid van twee prionstammen in borstklier-en hersenhomogenaten die voor vaccinatie worden gebruikt.”

blootstelling door verontreinigde bodembedekking

opname van grond door grazende schapen is gemeten in twee bodemtypes, bij twee veebezettingen en over twee grasseizoenen. Tussen mei en November hebben de dieren tot 400 g grond per kg lichaamsgewicht ingenomen. Neerslag en veebezetting bleken factoren te zijn die de opname beïnvloeden. Het effect van bodemtype en vegetatietype was minder evident.

Het gemiddelde gewicht van een volwassen schaap is ongeveer 250 pond. Als een volwassen schaap 400g / kg grond At, zoals voorspeld door D. McGrath et al. dan zouden de gemiddelde schapen ongeveer 45.000 g innemen gedurende zes maanden, of 251 g per dag. Ervan uitgaande dat de grond was verontreinigd met prionen (PrPSC) uit ontlasting of geboorte vloeistoffen, dan potentieel de schapen zou besmet raken. De concentratie van de prionen in de bodem is onzeker en de concentratie is niet direct evenredig met infectiviteit. Er is aangetoond dat factoren die de infectiviteit van prion in de bodem beïnvloeden, onder meer de duur van de tijd in de bodem en het bindingsvermogen van de bodem beïnvloeden.

voor een gedetailleerde risicobeoordeling van met scrapie verontreinigde grond was het van groot belang te analyseren of de detecteerbare PrPSc in de bodemextracten na incubatietijd tot 29 maanden nog steeds orale infectiviteit vertoonden. Een bioassay met Syrische hamsters werd uitgevoerd door de dieren te voeden met verontreinigde grond of waterige bodemextracten die waren verzameld na de bodemincubatie gedurende respectievelijk 26 en 29 maanden. Met verontreinigde grond gevoede Hamsters vertoonden hun eerste scrapie-geassocieerde symptomen twee weken tot zes maanden (95% BI) na de eerste voeding. De hamsters bereikten het terminale stadium van scrapie vijf tot 21 maanden (95% BI) na de eerste voeding. Dit wees op aanzienlijke hoeveelheden persistente infectiviteit in de bodem die gedurende 26 en 29 maanden was geïncubeerd. In IJsland werd in 1978 een programma uitgevoerd om scrapie uit te roeien, en getroffen koppels werden geruimd, lokalen werden gedesinfecteerd en schapenhuizen werden verbrand; na twee tot drie jaar werden de lokalen aangevuld met lammeren uit scrapie-vrije gebieden. Tussen 1978 en 2004 kwam scrapie terug op 33 boerderijen. 14-21 jaar na het ruimen traden negen recidieven op als gevolg van persistente milieuverontreiniging met PrPSc.

het bindingsvermogen van verschillende bodemtypes blijkt de penetrantie van ziekten in een populatie te vergroten. Grond die het gewone kleimineraal montmorilloniet (Mte) en kaoliniet (Kte) bevat, bindt effectiever met de prionen dan grond die kwarts bevat. Een betere overdraagbaarheid van aan de bodem gebonden prionen kan de verspreiding van scrapie in het milieu verklaren, ondanks lage concentraties die in het milieu terechtkomen. Het mechanisme waarmee Mte of andere bodemcomponenten de overdraagbaarheid van deeltjesbindende prionen verbeteren, moet nog worden verduidelijkt. Prionbinding aan Mte of andere bodemcomponenten kan PrPSC gedeeltelijk beschermen tegen denaturatie of proteolyse in het spijsverteringskanaal, waardoor meer ziekteverwekker uit de darm kan worden opgenomen. Adsorptie van PrPSc-grond kan de aggregatietoestand van het eiwit veranderen, waardoor de grootteverdeling wordt verschoven naar meer infectieuze prioneiwitdeeltjes, waardoor de infectieuze eenheden worden verhoogd. Wil prionziekte worden overgedragen via inname van met prion verontreinigde grond, dan moeten prionen ook via de orale Blootstellingsroute besmet blijven. Onderzoekers aan de Universiteit van Wisconsin onderzochten de orale infectiviteit van MTE-en bodemgebonden prionen. De effecten van prionbron (via geïnfecteerd hersenhomogenaat en gezuiverd PrPSc) en dosis op penetrantie (percentage dieren dat uiteindelijk klinische tekenen van scrapie vertoont) en incubatietijd (tijd tot aanvang van klinische symptomen) werden geëvalueerd. Ongeveer 38% van de dieren die oraal 200 ng ongebonden, geklaarde PrPSc uit de bodem ontvingen, vertoonde klinische symptomen, met een incubatietijd voor besmette dieren van 203 tot 633 dagen. Alle dieren oraal gedoseerd met een gelijkwaardige hoeveelheid MTE-gebonden PrPSc manifesteerde ziekte symptomen in 195 tot 637 dagen. Daarentegen bleven dieren die oraal Mte-grond alleen of een tiende van de niet-gebonden geklaarde PrPSc (20 ng) kregen, gedurende de gehele duur van het experiment asymptomatisch. Uit deze gegevens bleek dat MTE-gebonden prionen via de orale Blootstellingsroute besmettelijk blijven en dat het bindmiddel Mte de penetrantie van de ziekte verhoogt, waardoor de efficiëntie van orale overdracht wordt verbeterd.

blootstelling door verontreinigde Hooimijt

met scrapie, de archetypische TSE, die een natuurlijke ziekte is bij schapen en geiten, kan de ziekte plotseling optreden in een koppel bij afwezigheid van enige bekende blootstelling aan besmette koppels (Palsson, 1979). Tenslotte werden velden in IJsland, die tot 3 jaar na de vernietiging van met scrapie besmette koppels leeg bleven, opnieuw bevolkt met bekende scrapie-vrije schapen, en sommige van de schapen in deze laatste groep ontwikkelden vervolgens scrapie (Palsson, 1979). Dit laatste “experiment in de natuur” heeft in IJsland en in het Verenigd Koninkrijk meerdere malen soortgelijke resultaten opgeleverd. In een IJslandse boerderij zijn de kuddes drie keer uitgeroeid; telkens werd de boerderij 2 jaar zonder schapen gelaten, en na herbevolking met schapen uit scrapievrije gebieden, verscheen de ziekte opnieuw. Enkele jaren geleden werd een suggestie gedaan (s Sigurdarson, personal communication) dat hooimijten een goede kandidaat zouden zijn als vector voor scrapie; dit leidde tot infectie van muizen met mijtmonsters bereid uit hooi verkregen van vijf IJslandse boerderijen. Tien van deze 71 muizen werden ziek na injectie met mijtpreparaten van drie van de vijf boerderijen (Wisniewski et al, 1996; Rubenstein et al, 1998). De incubatietijd varieerde van 340 dagen tot 626 dagen, en deze muizen hadden de protease-resistente vorm PrpSc, van een gastheer-gecodeerde glycoproteïne, PrPc . De protease-resistente vorm is een marker van TSE-ziekte (Prusiner, 1991; Parchi et al, 1996). Voor sommige van deze klinisch positieve muizen was het bandingpatroon op WB-analyse uniek (Wisniewski et al, 1996; Rubenstein et al, 1998).”

Transmission summaryEdit

prionen (PrPSc) worden van schapen en geiten afgevoerd in geboortevloeistoffen, uitwerpselen en andere uitwerpselen. De concentratie van de prionen is onzeker, maar is niet direct evenredig met infectiviteit. Schapen nemen een aanzienlijke hoeveelheid grond in, dus de bodem is een plausibel milieureservoir van scrapie prionen, die jarenlang in het milieu kan blijven bestaan. De levensduur van de prionen en de hechting van bodemdeeltjes beïnvloedt waarschijnlijk de persistentie en infectiviteit van prionen in het milieu.

effectieve methoden voor het inactiveren van prionen in de bodem ontbreken momenteel en de effecten van natuurlijke afbraakmechanismen op prioninfectiviteit zijn grotendeels onbekend. Een beter inzicht in de processen die van invloed zijn op de mobiliteit, persistentie en biologische beschikbaarheid van prionen in de bodem is nodig voor het beheer van prion-verontreinigde omgevingen. Een systeem voor het schatten van het prionbindend vermogen van de bodem op landbouwbedrijven met behulp van een eenvoudige bodemanalyse kan een schatting van het prionrisico in het milieu mogelijk maken, en of het wijzigen van prionbindend vermogen door het gebruik van bodemwijzigingen kan helpen om de infectieuze prionen te verminderen. Korstmossen, in het bijzonder Parmelia sulcata, Cladonia rangiferina en Lobaria pulmonaria, kunnen potentieel hebben om het aantal prionen te verminderen omdat sommige korstmossoorten proteasen bevatten die veelbelovend zijn in het afbreken van het prion. Verdere werkzaamheden om de proteasen te klonen en te karakteriseren, hun effecten op prioninfectiviteit te beoordelen en te bepalen welk organisme of organismen in korstmossen de protease-activiteit produceren of beïnvloeden, zijn gerechtvaardigd en worden momenteel onderzocht.