Minskad Itrakonazol Koncentration och varaktig Är framgångsrik i att behandla<em> Batrachochytrium dendrobatidis</em> Infektion i amfibier

Summary

Batrachochytrium dendrobatidis infektion hos amfibier kan elimineras med användning av en reducerad koncentration (0,0025%) och kortare varaktighet (fem minuters bad för sex dagar) av itrakonazol än vad som i allmänhet används. Mindre dödlighet och färre negativa biverkningar observerades med hjälp av denna modifierade behandlingsprotokoll.

Abstract

Groddjur upplever den största nedgången av alla ryggradsdjur klass och en ledande orsak till dessa nedgångar är en svamp patogen, Batrachochytrium dendrobatidis (BD), som orsakar sjukdomen chytridiomycosis. Captive försäkrings kolonier är viktiga över hela världen för hotade groddjursarter och kan vara det enda livlina för dem i kritiska hot om utrotning. Att upprätthålla sjukdomsfri kolonier är en prioritet för fångenskap chefer, har ännu säkra och effektiva behandlingar för alla arter och över livsstadier inte identifierats. Den mest använda kemoterapeutiska behandlingen är itrakonazol, fastän doseringen vanligen används kan vara skadlig för vissa individer och arter. Vi utförde en klinisk prövning behandling för att bedöma om en lägre och säkrare men effektiva dosen av itrakonazol kunde hittas för att bota Bd infektioner. Vi fann att genom att minska behandlingskoncentrationen 0,01 till 0,0025% och minska behandlingstiden från 11-6 Dagar 5 min bad, kunde grodor botas av Bd infektion med färre biverkningar och mindre behandlingsrelaterade dödligheten.

Introduction

Groddjur nu upplever den största förlusten av biologisk mångfald på alla ryggradsdjur taxa ^1. Chytridiomycosis, en hudsjukdom som orsakas av de chytrid svamp patogen Batrachochytrium dendrobatidis (BD), är en av de viktigaste orsakerna till dessa dramatiska nedgångar ² Bd är det sämsta patogenen på rekord för att orsaka förlust av biologisk mångfald:. Den smittar över 600 arter av groddjur och har orsakade nedgångar i över 300 arter, varav så många som 200 arter blivit hotade eller utrotade ^2,3. Den amfibie chytrid svampen är inte värd specifik och det är oklart vilka kvaliteter hos värden tillåter Bd infektionen att utvecklas orsaka svår sjukdom. Chytridiomycosis orsakar död genom att störa jonkanaler i huden, vilket resulterar i elektrolytförlust och hjärtsvikt ^4. Också, Bd supernatanten (innehållande inga Bd zoosporer) orsakar ett immunsvar i grodyngel ⁵ leading forskare att tro Bd producerar en toxisk biprodukt ^6.

Eftersom många arter minskar snabbt, i fångenskap försäkrings kolonier och avelsprogram är viktiga åtgärder för bevarande, och kan vara det enda livlina för vissa arter. Etablera och upprätthålla sjukdomsfri kolonier är en utmaning för amfibie hanteringsanläggningar. De nuvarande kemoterapeutiska metoder för behandling av Bd-infektioner, även om effektiva, kan vara skadliga för djuren behandlas, och ingen enskild behandlingsmetod har varit framgångsrik inom arter och åldersklasser av amfibier ^7.

Några kliniska prövningar av behandlingar för Bd infektion har utförts ^7. De tre vanligaste behandlingsmetoderna är värmeterapi, kloramfenikol och itrakonazol. Värmeterapi är en nonchemotherapeutic behandlingsalternativ som verkar ha få biverkningar, kan användas på flera olika livsstadier, och är geneally effektiva. I en behandlings rättegång, Chatfield och Richards-Zawacki ⁸ visade att 96% av de behandlade djuren hade rensat infektioner efter att ha inrymt vid 30 ° C i 10 dagar. Även om denna studie var inte 100% lyckat, det ger en baslinje för andra att bedöma värmeterapi för sin egen art. Värmeterapi, även effektiv för många arter, är opraktiskt för många alpina arter som inte kan förbli vid höga temperaturer under en längre tidsperiod. Kloramfenikol, ett antibakteriellt, har med framgång använts för att behandla BD i många arter, och inhiberar svamptillväxt in vitro. Som ett antibakteriellt, betyder kloramfenikol inte attackera svampen specifikt men har varit kända för att orsaka apoptos i eukaryota celler ^9. Det har spekulerats i att kloramfenikol terapi orsakar apoptos i huden, dödar intracellulär sporangia, även om den exakta verkningsmekanismen är okänd. Även om ingen klinisk prövning har gjorts, och därförDosen och behandlingstiden har inte utvärderats, nuvarande behandlingsprotokoll kräver normalt nedsänkning i två till fyra veckor ^10,11, vilket gör denna behandling opraktisk för landlevande groddjur. Kloramfenikol har också begränsad i vissa länder för veterinärt bruk, eftersom människors exponering har förknippats med en sällsynt form av aplastisk anemi ^12.

Itrakonazol, en azol svampdödande, är den mest allmänt används för behandling av Bd infektion hos amfibier i fångenskap. Den mest använda protokollet är till bad djur i en 0,01% itrakonazol lösning för fem minuter per dag under 11 dagar i följd. Detta protokoll härrörde från standarder som används för däggdjur administration, och samtidigt effektivt för groddjur, är den inte baserad på kliniska prövningar på groddjur ^11,13. Detta protokoll kan orsaka negativa bieffekter i vissa arter, speciellt i släktet Rana och i grodyngel och senare metamorphs ^11.Tadpole behandling har varit framgångsrik med hjälp av en mycket lägre koncentration (0,0005%) av itrakonazol, men förknippades med pigmentborttagning ^14. Samma koncentration provat på senaste metamorphs och befanns vara misslyckat vid behandling av infektion ^15. Eftersom det finns risk för negativa biverkningar med itrakonazol behandling, har en del utövare använt halva den vanliga koncentrationen (0,005%) under 11 dagar i följd och funnit att det är botat Bd infektioner ^16.

Den aktuella studien är en sammanfattning av en klinisk behandling studie med itrakonazol till fest Bd infektion ^15. Protokollet beskriver ett försök att hitta den lägsta dos och behandlingstid som är både säkra och effektiva för behandling av Bd smittade djur med itrakonazol. Djur som används i denna studie var senaste metamorphs av Gulf Coast paddor, Incilius nebulifer.

Protocol

Etik Godkännande: Denna studie och dess metoder godkändes av Tulane University Animal Användning och skötsel kommittén (protokoll nr 0407.). 1. Test för Bd Infektion Svabbar för Bd Pinn djur med en steril bomullstopp fem gånger på ventrum, fem gånger på varje lår, varvid varje sida, och varje skänkel för totalt 45 slag. Svabbar är en icke-invasiv metod för provtagning för Bd på amfibie huden. Rotera p…

Representative Results

Itrakonazol behandling ansågs framgångsrikt om alla djur var Bd-negativa fyra veckor efter avslutad behandling. Innan behandlingen påbörjas, två veckor efter ympning var alla Bd-inokulerade djur som var infekterade med en genomsnittlig zoospore belastning på 1,121.7 (± 17,34), medan fyra veckor efter avslutad behandling, BD-positiva kontrolldjur hade ett medelvärde zoospore belastning av 16,765.12 ( ± 14643,08). Behandling av Incilius nebulifer (n…

Discussion

Med hjälp av detta protokoll kunde vi på ett säkert och effektivt minska behandlingsdosen och tid för itrakonazol behandling för Bd i amfibier. Den lägsta behandlingsdosen och tid (0,0025% i sex dagar) var en framgångsrik behandling för subkliniskt infekterade I. nebulifer. Effektiviteten i både en lägre dos och behandlingstid visar behovet av kliniska behandlingsstudier för Bd infektion behandlingar, eftersom det finns inga säkra och effektiva behandlingar som kan användas för a…

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