Untersuchungen zum Vorkommen und zur Verbreitung von medikamentenresistenten Trypanosomenpopulationen in Rinderherden der Provinz Kénédougou im Südwesten von Burkina Faso, Westafrika | Studies on the incidence and distribution of drug resistant trypanosome populations in herds of cattle in the province of Kénédougou in south-west Burkina Faso

Titelblatt, Inhaltsverzeichnis, Lebenslauf 1\. Einleitung 2\. Literaturübersicht 3\. Material und Methoden 4\. Ergebnisse 5\. Diskussion 6\. Zusammenfassung / Summary / Résumé Literaturverzeichnis

Ziel der Arbeit war es, den Grad und die Ausbreitung der Medikamentenresistenz von Trypanosomen in Rinderherden der Provinz von Kénédougou, Burkina Faso, zu bestimmen. In einer 1998 durchgeführten Querschnittsuntersuchung wurde der Trypanosomose-Status für die Provinz bestimmt. Die Auswahl der Untersuchungsdörfer beruhte auf einer Zufallsauswahl von 45 aus 166 Dörfern. In jedem Dorf wurden, je nach Grösse der Rinderherden, 10 bis 100 Tiere ausgewählt. Insgesamt wurden 2000 Rinder parasitologisch auf Trypanosomen mit der sogenannten "Buffy Coat Technik" (BCT) untersucht. In jedem der Dörfer wurden zugleich Fliegenfallen zur Bestimmung der Tsetse-Fliegendichte ("Apparent Density") aufgestellt. Vergleichsweise hohe Trypanosomenprävalenzen von ≥10% (Trypanosoma congolense und/oder T. vivax) sowie hohe Tsetse- Fliegendichten (5,8 Fliegen pro Falle und Tag; Glossina palpalis gambiensis und G. tachinoides) mit einer mittleren Infektionsrate von 4,8% wurden vor allem in den beiden südlichen Distrikten Koloko und Orodara ermittelt. Basierend auf diesen Ergebnissen wurden anschliessend in den beiden südlichen Distrikten neun Dörfer mit Trypanosomenprävalenzen von ≥10% für eine Blockbehandlung mit Isometamidiumchlorid (Trypamidium®, 1 mg/kg Körpergewicht) ausgewählt. Beim zehnten Dorf handelte es sich um eine Region (Fama), aus der schon in den 90-iger Jahren über Trypanozidresistenzen berichtet wurde. Insgesamt wurden in diesem Studienabschnitt 726 Rinder nach initialer Isometamidium-Behandlung zweiwöchentlich über einen Zeitraum von drei Monaten parasitologisch mit der BCT untersucht. Erneut positive Rinder wurden mit Diminazenazeturat (Berenil®, 3,5 mg/kg Körpergewicht) nachbehandelt. Hohe Prävalenzwerte zu Beginn und im weiteren Verlauf dieses Studienteils bestätigten das sich aus der Querschnittsuntersuchung ergebene Trypanosomose- Risiko. Die hohe durchschnittliche Anfangsprävalenz von 12,4% variierte stark zwischen den einzelnen Dörfern (3,3% bis 27,5%). Der Hauptanteil der Infektionen entfiel mit 70,1% auf die Spezies Trypanosoma congolense, 23,3% der Infektionen entfielen auf T. vivax, 3,3% auf T. brucei und 3.3% auf Mischinfektionen. In sechs der neun Dörfer zeigten sich erhebliche Behandlungsmisserfolge. 14 Tage nach der ISMM-Behandlung waren in Sokouraba 70%, in Dieri 60%, in Kotoura und M'Bie jeweils 50%, in Toussian-Bandougou 33% und in Sokoroni 14,3% der Rinder, die zum Zeitpunkt der Behandlung BCT positiv waren, wieder parasitämisch. Von diesen Parasitämien entfielen 92,6% auf T. congolense und 7,4% auf T. vivax. Auch gegenüber Diminazen konnten Behandlungsmisserfolge in Rinderherden von Sokouraba, Kotoura und Dieri beobachtet werden. Diese variierten zu den einzelnen Untersuchungszeitpunkten zwischen 13,4% und 23,3%. Basierend auf den Ergebnissen der Isometamidium- Blockbehandlungsstudie wurden drei Dörfer mit einem auffällig hohen Behandlungsmisserfolg nochmals in einer abschliessenden Langzeitstudie untersucht (Dieri, Toussian-Bandougou und Kotoura). Ein viertes Dorf (Sokoroni) wurde aufgrund des hohen Behandlungserfolges während des vorangegangenen Studienteils als Kontrolldorf ausgewählt. Über einen Zeitraum von fünf Monaten wurden 306 Rinder nach erneuter initialer Isometamidium- Blockbehandlung (1 mg/kg Körpergewicht) und Diminazennachbehandlung (7,0 mg/kg Körpergewicht) wieder parasitämischer Tiere in monatlichen Abständen untersucht. Es zeigte sich eine gute Übereinstimmung mit den Ergebnissen des vorangegangenen Studienteils. Die Anfangsprävalenzen der vier Dörfer variierten zwischen 8,5% (Dieri) und 21,3% (Kotoura). Der Behandlungsmisserfolg, einen Monat nach Isometamidiumapplikation, lag in Dieri bei 66,7%, in Kotoura bei 47,1% und in Toussian-Bandougou bei 27,3%. Im als Kontrolldorf dienenden Sokoroni zeigte sich ein vergleichbar hoher Wirkungsverlust (66,7%) wie in den anderen drei Dörfern, so dass auch hier von einer bestehenden Resistenzsituation ausgegangen werden muss. Die Ergebnisse dieser Arbeit belegen das Vorkommen resistenter Trypanosomen-populationen der Spezies Trypanosoma congolense und T. vivax gegenüber Isometamidium-chlorid und Diminazenazeturat in Rinderherden der südlichen Distrikte von Kénédougou. Die Ergebnisse fanden eine Bestätigung in weiterführenden Untersuchungen anderer Arbeitsgruppen, sowohl mittels der Polymerasekettenreaktion (PCR), im Isometamidium-ELISA, als auch in in-vivo und in-vitro Untersuchungen an Feldisolaten aus der Provinz Kénédougou.

The aim of this study was to assess the degree and the distribution of drug resistance of trypanosomes in cattle in the province of Kénédougou, Burkina Faso. The average Trypanosomosis-status of the province was assessed in a initial cross-sectional study in 1998. 45 villages were chosen randomly out of 166 villages. In each village 10 to 100 heads of cattle were chosen, depending on the size of the herds. Altogether 2000 head of cattle were investigated looking for trypanosomes using the "buffy coat method" (BCT). In every village the apparent density of Tsetse flies was measured using flytraps. Comparatively high prevalences of trypanosomal infection (≥10%; Trypanosoma congolense and/or T. vivax) as well as high Tsetse fly densities of 5.8 flies per trap per day (Glossina palpalis gambiensis and G. tachinoides) with an average infection rate of 4.8% were found in the southern districts Koloko and Orodara. Based on these results, nine villages with a prevalence of trypanosomes of higher than 10% in these two districts were chosen for a block treatment study with isometamidium chloride (Trypamidium®, 1 mg/kg body weight). The tenth village was in a region (Fama) reported to inhabit drug resistant trypanosomes since the nineties. Ultimately, 726 head of cattle were investigated every two weeks for trypanosomes using the BCT after initial treatment with Isometamidium for a period of three months. Recurrent infections were re-treated with diminazene aceturate (Berenil®, 3.5 mg/kg body weight). High prevalences of infection during the beginning and in the subsequent period confirmed the risk of trypanosomal infection of the cross- sectional study. The high initial prevalence of 12.4% varied strongly between individual villages (3.3% to 27.5%). Trypanosoma congolense was the most common species with 70.1%, followed by T. vivax with 23.3% and T. brucei with 3.3%. Mixed infections were found in 3.3% cases. There was a considerable treatment-failure in six of the nine villages. After 14 days, 70% of the treated animals in Sokouraba, 60% in Dieri, 50% in both Kotoura and M'Bie, 33% in Toussian-Bandougou and 14.3% in Sokoroni tested positive again with the BCT. Of these, 92.6% were infected with T. congolense and 7.4% with T. vivax. Failure of treatment with diminazene aceturate was also observed in herds from Sokouraba, Kotoura and Dieri. Treatment failure varied during the study period between 13.4% and 23.3%. Based on the results of the isometamidium block treatment study, three villages with an exceptionally high treatment failure were investigated in a long-term study (Dieri, Toussian-Bandougou and Kotoura). A fourth village (Sokoroni) with a high treatment success rate in the previous study period was used as control. Over a period of five months, 306 head of cattle were examined monthly after a renewed initial block treatment with isometamidium (1 mg/kg body weight) and follow-up treatment of parasitological positive animals with diminazene (7 mg/kg body weight). This study part correlated well with those from the previous study. The initial prevalence in the four villages varied between 8.5% (Dieri) and 21.3% (Kotoura). The percentage of failures one month after isometamidium application was 66.7% in Dieri, 47.1% in Kotoura and 27.3% in Toussian- Bandougou. In the control village Sokoroni a comparatively high loss of efficacy (66.7%) occurred, just as in the other three villages. The results of this study confirm the occurrence of isometamidium- and diminazene-resistant Trypanosoma congolense and T. vivax populations in herds of cattle in the southern districts of Kénédougou. The results were verified in follow-up studies by other groups using polymerase chain reaction (PCR), isometamidium- ELISA, as well as in-vivo and in-vitro studies on field isolates originating from the province of Kénédougou.