Mikotoxin előadások áttekintése

Átírás

1 Mikotoxin előadások áttekintése Dr. Jakab Gábor BIOMIN Magyarország Kft.

2 Dél-Afrika Mycotoxin Survey 2015: Több mint 380 mikotoxin és gomba-metabolit vizsgálata

4 Tudtad, hogy a mikotoxinok világszerte több milliárd dollár gazdasági veszteséget okoznak az állattartásban évente? Csak az USAban 1,2 milliárd dollár Copyright 2013 by Erber AG. Austria. All rights reserved.

7 Mikotoxin analízis Multi-mikotoxin analízis: 2014 január óta elérhető > 380 különböző mikotoxin és metabolit Leggyakrabban előforduló mikotoxinok Maszkos mikotoxinok Újabb feltörekvő mikotoxinok A módszert az együttműködő partnerünk, az Analitikai Kémiai Központ, IFA-Tulln-ban Világszinten vezető a mikotoxin kutatásokban 24 szakmailag lektorált kutatás 2007 óta A világszintű BIOMIN Mycotoxin Survey része ben indult - Közel 33,000 vizsgált minta - Aflatoxin, deoxinivalenol, fumonizin, ochratoxin A, T-2 toxin, zearalenon Copyright 2013 by Erber AG. Austria. All rights reserved.

8 LC-MS/MS Multi-Mikotoxin Mérés Roquefortine C Dihydrolysergol Gibberelic acid Festuclavine Aflatoxin B 1 Fumonisin B 1 Ochratoxin A T-2 toxin Verrucofortine Kojic acid counts vs. acquisition time (min) Courtesy: Franz Berthiller, IFA-Tulln

9 Maszkos mikotoxinok (konjugált mikotoxinok) Növény gombafertőzése Gomba mikotoxint termel Növény cukrot köt a mikotoxinhoz (detoxikál) = MASZKOS mikotoxin Állat megeszi a szennyezett takarmányt A duodenum mikroflórája felszabadítja a mikotoxinokat mikotoxin újra toxikussá válik Gareis, 1994 Copyright 2013 by Erber AG. Austria. All rights reserved.

10 A feltörekvő mikotoxinok szerepe az állategészségügyben... Még tisztázni kell Adatok hiánya miatt nincs hivatalos hatósági ajánlás Figyelem a mikotoxin keverékek toxikológiai hatásaira, a toxicitási és hatásmód adatok hiánya miatt: Kulmorin vegyületek Enniatinok és beauvericin stb Copyright 2013 by Erber AG. Austria. All rights reserved.

11 Előfordulás és elterjedés fontossága Az első lépés, tisztázni egy bizonyos anyag toxikológiai hatásait Miután ezek az adatok ismertek, a toxikológusok tovább vizsgálják a hatóanyagnak az állatokra való további hatásait Copyright 2013 by Erber AG. Austria. All rights reserved.

12 A mikotoxinok toxicitása Az egzotikus vagy feltörekvő mikotoxinok alábecsült kockázatot jelentenek a mezőgazdaságban? Az enniatinek gyakori előfordulása miatt tovább kell vizsgálni az enniatinek más fő toxinokkal (pl. DON) való együttes előfordulását és a lehetséges szinergista hatásokat. Copyright 2013 by Erber AG. Austria. All rights reserved.

13 Növekvő érdeklődés a feltörekvő mikotoxinok iránt a hatóságok részéről A Enniatinek és Beauvericin krónikus behatása lehetséges veszélyt jelent az állatok egészségére, de az adatok még hiányoznak. Az enniatinek és beauvericin előfordulásáról már vannak vélemények, Streit, 2013! Copyright 2013 by Erber AG. Austria. All rights reserved.

15 Multi Mikotoxin Analízis január- augusztus Vizsgált minták: világszerte 572 Dél-Afrika: 118 Minta típusok: Alapanyag, főleg kukorica Késztakarmány Table 1 - Most common metabolites found in over 80 % of South African samples Copyright 2013 by Erber AG. Austria. All rights reserved.

16 Multi Mikotoxin Analízis január- augusztus közös előfordulás Átlagosan 28 metabolit/minta DON (92 %) és ZEN (84 %) a leggyakoribb A minták 36%-a metablitot tartalmazott Copyright 2013 by Erber AG. Austria. All rights reserved.

18 Multi Mikotoxin Analízis január- augusztus fő mikotoxin csoportok Kukorica minták ZEN-Met. B-Tricho. FUM alpha-zearalenol beta-zearalenol Zearalenone Zearalenone-sulfate % Pozitiv 97% 97% 81% Átlagos pozitív (ppb) Maximum (ppb) 513 5,798 2, Acetyldeoxynivalenol Deoxynivalenol DON-3-glucoside Nivalenol Fumonisin B1 Fumonisin B2 Fumonisin B3 Fumonisin B4 Copyright 2013 by Erber AG. Austria. All rights reserved.

19 Összefoglalás Spectrum 380 teljes képet ad a mikotoxinokról a mintában Dihydrolyserg ol Kojic acid Gibberelic Festuclavi acid ne Aflatoxin B 1 Roqueforti ne C Fumonisin B 1 Ochratoxin A T-2 toxin Verrucofor tine Multi-mikotoxin analízis előnyei: counts vs. acquisition time (min) - Maszkos toxinok vizsgálata - A feltörekvő mikotoxinok vizsgálata (e.g. beauvericin, enniatinek, moniliformin, stb.) Mikotoxinok közös előfordulása gyakori A feltörekvő mikotoxinoknak emberre és állatokra gyakorolt hatásait még tovább kell vizsgálni Copyright 2013 by Erber AG. Austria. All rights reserved.

20 Brojlercsirkék érzékenysége fumonizinekkel szennyezett takarmányokra

21 Miért érdekesek a fumonizinek baromfiban? A fumonizineket (FUM) főleg Fusarium fajok és Aspergillus niger termelik meleg és mérsékelt égövben A Fumonizin B 1 (FB 1 ) a domináns a családban; 70-80%-a a teljes fumonizineknek FB 1 besorolása «lehetséges rákkeltő emberben» (2B csoport) FB 1 nagy adagban különböző elváltozásokat okoz a célállatfajok szerint Leukoencephalomalacia - LOVAK Idegcsőzáródási hiba - EMBER Máj- és vesekárosítás - RÁGCSÁLÓ Tüdőödéma - SERTÉS Copyright 2013 by Erber AG. Austria. All rights reserved.

23 Kísérletek célja 1. Új adatok a fumonizinekről baromfikban emésztőrendszer 2. Hatások értékelése a szfingolipidekre és a nyálkahártya immunitásra 3. Különböző fumonizin adagok etetése alacsonytól a magasig 4. A fumonizinek és a deoxinivalenol szubklinikai adagjának egyedi és kombinált hatásai 5. A fumonizinek és a deoxinivalenol szubklinikai adagjának hatásai Eimeria fajokkal terhelt környezetben

24 Fumonizinek hatása baromfiban (1-3) A FUM növekvő koncentrációjának hatása brojlerekben (szfingolipid metabolizmus és génkifejeződés) v Állatok: napos kakasok, 36 állat/kezelés v Kezelés: kontroll táp, FUM a tápban (5, 10, 20, 50 és 100 ) v Tartam: 20 nap v Mintavétel: vér és szövetek, 11. és 20. nap v Minták: vér, máj, vese, jejunum, ileum, cecum és vakbél v Analízis: szfingolipid analízis (Sa/So arány), génkifejeződés

25 Fumonizinek hatása baromfiban (1-3) Főbb eredmények: SZFINGOLIPID METABOLIZMUS Sa/So ratio 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 Day 10 R² = 0, R² = 0, Sa/So ratio 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 Day 10 R² = 0, R² = 0, FUM concentration FUM concentration FUM concentration FUM concentration KIDNEY LIVER JEJUNUM ILEUM

26 Fumonizinek hatása baromfiban (1-3) Főbb eredmények: SZFINGOLIPID METABOLIZMUS Sa/So ratio 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 Day 20 R² = 0, R² = 0, Sa/So ratio 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 Day 20 R² = 0, R² = 0, FUM concentration FUM concentration FUM concentration FUM concentration KIDNEY LIVER JEJUNUM ILEUM

27 Fumonizinek hatása baromfiban (1-3) Főbb eredmények: BÉLBELI GÉNKIFEJEZŐDÉS 5 JEJUNUM day 10 JEJUNUM day IL-1β IL-8 IL-6 IL-10 TGFβ SOCS1 IL-17 IL-21 IFN-γ 100

28 Fumonizinek hatása baromfiban (1-3) Főbb eredmények: BÉLBELI GÉNKIFEJEZŐDÉS 5 ILEUM day 10 ILEUM day IL-1β IL-8 IL-6 IL-10 TGFβ SOCS1 IL-17 IL-21 IFN-γ 100

29 Fumonizinek hatása baromfiban (1-3) Főbb eredmények: BÉLBELI GÉNKIFEJEZŐDÉS 5 CECAL TONSIL day 10 CECAL TONSIL day IL-1β IL-8 IL-6 IL-10 TGFβ SOCS1 IL-17 IL-21 IFN-γ TLR4 100

30 Fumonizinek hatása baromfiban (1-3) KÖVETKEZTETÉS: FUM dózisa 10 és 20 mg/kg Különböző szervek különböző reakciói a 10. és 20. napon enyhe bélgyulladás, a gyulladáskeltésben részt vevő gének felfokozásával A Sa/So-arány növekedése a FUM adag növekedésével

31 Kombinált hatás: FUM+DON+Eimeria (4-5) A fumonizinek és a deoxinivalenol szubklinikai adagjának egyedi és kombinált hatásai Eimeria fajokkal terhelt környezetben (coccidiosis) v Állatok: napos kakasok, 42 állat/kezelés v Kezelés: kontroll takarmány, DON (2 ), FUM (20 ), DON+FUM (2 és 20 ) ugyanez a 4 takarmány, de terhelt madarakkal 8 kísérleti csoport v Tartam: 21 nap v Terhelés: Coccivac-B 25X (4 Eimeria faj keveréke) 14. napon v Mintázás: vér és szövetek 21. napon v Minták: vér, jejunum, ileum, vakbél tonzillák, emésztett béltartalom és ürülék v Analízis: lézió pontozás, oocysta szám, génkifejeződés, szfingolipid analízis (Sa/So arány)

32 Kombinált hatás: FUM+DON+Eimeria (4-5) Főbb eredmények: LÉZIÓ PONT & OOCYSTA SZÁM Vakbél lézió pontozás Oocysták a nyálkahártyában 3 2 D+F FUM DON Ctrl Oocysták a bélsárban D+F FUM 0 Ctrl DON FUM D+F DON Ctrl

33 Kombinált hatás: FUM+DON+Eimeria (4-5) Főbb eredmények: GÉNKIFEJEZŐDÉS IL-6 (jejunum) 8 6 IL-6 (cecal tonsil) * Relative fold to Ct NCH Ct D F D+F Ct D F D+F NON-CHALLENGED CHALLENGED IL-10 (jejunum) * * Relative fold to Ct NCH Ct D F D+F Ct D F D+F NON-CHALLENGED CHALLENGED IFN-γ (jejunum) * * * Ct D F D+F Ct D F D+F 10 0 Ct D F D+F Ct D F D+F NON-CHALLENGED CHALLENGED NON-CHALLENGED CHALLENGED

34 Kombinált hatás: FUM+DON+Eimeria (4-5) Főbb eredmények: : Sa/So ARÁNY 6 madár/kezelés a májhoz,és ileumhoz, 6 madár/kezelés a szérumhoz 2,0 Szérum Máj Ileum * Sa/So arány 1,5 1,0 0,5 Unchallenged birds Challenged birds *** * * *** ** 0,0 Ctrl DON FUM D+F Ctrl DON FUM D+F Ctrl DON FUM D+F

35 Kombinált hatás: FUM+DON+Eimeria (4-5) KÖVETKEZTETÉS: 20 mg FUM/kg és Eimeria fajokkal való terhelés (coccidiosis) Több lézió megjelenése a vakbélben Bélszövetek károsodásának nagyobb esélye (nagyobb fokú gyulladásos válasz) nagyobb a paraziták továbbításának a kockázata a toxinos takarmánynál, mint a kontrollnál.

36 A fumonizinek csökkentik a bélbolyhok hosszát, megváltoztatják a vékonybél mikroflóráját és növeli a fogékonnyságot a Clostridium perfringens okozta elhalásos bélgyulladásra Ghent University, Belgium

37 Kísérlet v Állatok: napos csibe (Ross 308), 2 x 36 db v Kezelés: - kontroll takarmány - fumonizinekkel szennyezett takarmány (18,618 μg fumonizin B1+fumonizin B2/kg) v 15 naposan: 6-6 db kiirtás többi végig v Paraméterek: Sa/So arány, bolyhok, kripták mérete, Clostridium perfringens szám, szubklinikai elhalásos bélgyulladás

38 Eredmények 15 napos: Sa/So arány: - fumonizin: 0.21± kontroll: 0.14±0.014 bolyhok, kripták mérete nagyobb volt a kontrollban Clostridium perfringens szám - fumonizin: 7.54±0.30 log10/g béltartalom - kontroll: 6.30±0.24 log10/g béltartalom Szubklinikai elhalásos bélgyulladás: - kontroll: 29.8% - fumonizin: 44.9% Copyright 2013 by Erber AG. Austria. All rights reserved.

39 Aflatoxikus gombakivonatok csirke embriókba való oltása utáni embriotoxikus és szövettani vizsgálatok University of Agriculture Faisalabad, Pakistan

40 Kísérlet v Állatok: 12 embrió (96 órás) v Kezelés: 12 aflatoxikus gombakivonatot izoláltak baromfi takarmányokból és összetevőikből. 10 és 100 ng/tojás közötti adagban injektálták a chorioallantoin membránon át v Paraméterek: embrióelhalás, keltethetőség, testtömeg, relatív szervtömeg, szövettani léziók

41 Eredmények Embrionális mortalitás: ng/egg AFB1: 33.33% ng/egg AFB1: 66.67% - >90 ng/egg AFB1: 100 % Zsiros elváltozás és sejtelfajulás több volt a magas aflatoxinos csoportban A vesékben elzáródások és elhalások szignifikánsan magasabb számban fordultak elő a magas aflatoxinos csoportban Copyright 2013 by Erber AG. Austria. All rights reserved.