Untersuchungen über die experimentelle Bornavirus‐Infektion bei der Ratte
Authors: Nitzschke Ehrhart 
Published: August 2010

Als Beitrag zur Kenntnis der Erreger‐Wirts‐Beziehungen bei der Bornaschen Krankheit, die natürlich oder künstlich auf sehr viele und verschieden‐artige Tiere übertragbar ist, wurde in der vorliegenden Arbeit die experimentelle Bornavirus‐Infektion an der Albino (Wistar)‐Ratte studiert. Die Untersuchungen erstreckten sich sowohl auf das biologische Verhalten des Virus als auch auf die Reaktionsweise des Wirtsorganismus. Die Ergebnisse lassen sich wie folgt zusammenfassen:

1. Die Infektion mit Kaninchenpassage‐Virus verlief bei der Ratte auch nach Einführung des Erregers direkt ins Gehirn mit stark schwankenden und nicht selten auf mehrere Monate ausgedehnten Inkubations‐ und Überlebens‐zeiten.

2. In Versuchen zur Fortführung des Bornavirus bei der Ratte konnten im Verlaufe von 4 1/2 Jahren in direkter Folge 38 intracerebrale Passagen angelegt werden; der Grad der Anpassung an das Rattengehirn stieg dabei beträchtlich. Von der 15. Reihenpassage an stellten sich zunehmend gleichmäβige und relativ kurze Fristen für die Inkubation und Krankheitsdauer ein. Der Infektiositäts‐Titer (ID50) betrug im Ausgangsmaterial 10−3,25, im Impfgut der 21. Reihenpassage 10−5,5. Bei den Titrationsversuchen in der 1. und der 21. Rattenpassage zeigte sich insbesondere an den Absterbezeiten ein Prozoneneffekt, der zum Teil mit einer unspezifischen Beeinträchtigung der Virusaktivität durch die Begleitstoffe erklärt werden konnte; im erstgenannten Falle schien außerdem ein Autointerferenzvorgang beteiligt zu sein.

Die im Gefolge des Wirtswechsels eingetretene Eigenschaftsänderung kennzeichnete den Rattenpassagestamm als eine Variante des Bornavirus. Die hohe und gleichbleibende Infektiosität und Virulenz dieses abgewandelten Stammes machten es möglich, bei den weiteren Versuchen die Ratte für den quantitativen Virusnachweis heranzuziehen.

3. Wechselpassagen zwischen Kaninchen und Ratte, die sich innerhalb von 2 1/2 Jahren auf 14 alternierende Übertragungsfolgen erstreckten, boten im Vergleich zur direkten Fortführung bei der Ratte keinen Vorteil hinsichtlich der Erlangung eines Bornavirusstammes mit gesteigerter, konstanter Virulenz für die letztgenannte Tierart. Beim Kaninchen bewirkten die Wechselpassagen eine wesentliche Verkürzung der Inkubations‐ und Überlebensfristen.

4. Untersuchungen mit der Bornavirus‐Variante gaben Einblick in den Ablauf des Infektionsgeschehens und namentlich der Virusvermehrung im Gehirn der erwachsenen Ratte. Nach einer Latenzzeit von etwa 4 Tagen stieg die Infektiosität anfangs schneller, insgesamt aber stetig an und erreichte in der 4. Woche p. i. bei moribunden Tieren einen Titer (ID50) von fast 10−6.

Komplementbindendes lösliches Antigen und Joest‐Degensche Einschluβ‐körperchen wurden — bei Prüfung in 4tägigen Abständen — erstmals am 10. Tage p. i., ausgeprägte encephalitische Veränderungen und klinische Symptome vom 18. Tage p. i. an festgestellt. Der Nachweis komplementbindender Antikörper im Blutserum gelang bis zum 26. Tage p. i. nur bei einzelnen Tieren.

5. Zwischen der Virusvermehrung im Gehirn und dem Auftreten des komplementbindenden Antigens ergab sich in den höheren Passagen eine regelmäβige Beziehung; das Antigen wurde nachweisbar, wenn ungefähr 103infektiöse Einheiten (ID50) gebildet waren.

6. Außer der intracerebralen Impfung führte auch die intranasale Instillation mit dem Rattenpassage‐Virus ziemlich sicher zur Infektion. Die hierfür erforderliche Virusmenge betrug allerdings etwa das 130fache der bei intracerebraler Injektion benötigten Dosis. Von infizierten graviden Ratten ging das Bornavirus auf die Feten nicht über.

7. Untersuchungen über den Einfluβ des Alters der Ratte auf die Bornavirus‐Infektion zeigten, daβ nach intracerebraler Impfung erwachsene Tiere rascher erkrankten und starben als jüngere. Die volle Krankheitsbereitschaft bestand anscheinend nicht vor dem 3. Monat nach der Geburt. Je früher die Ratten infiziert wurden, um so mehr trat anfangs die Neigung zur Ausbildung eines dem Gleichgewicht zwischen Erreger und Wirt angenäherten Zustandes hervor. Bei neugeborenen und wenige Tage alten Impflingen kam es fast regelmäβig zu einer chronischen Infektion, die gewöhnlich erst viele Monate später deutliche Symptome hervorrief, um dann nach kürzerer oder längerer Krank‐heitsdauer tödlich zu enden. Kaninchen‐ und Rattenpassage‐Virus wirkten dabei prinzipiell gleich.

Nach intracerebraler Impfung mit der Bornavirus‐Variante stimmten bei infantilen und erwachsenen Ratten der Anstieg der Infektiosität und die erreichten Endwerte in den Gehirnen annähernd überein. Das Ausbleiben von Krankheitserscheinungen in der erstgenannten Altersgruppe beruhte also nicht auf einer herabgesetzten Vermehrung des Erregers; alle Beobachtungen sprachen dafür, daβ hier eine bestimmte wirtsseitige Voraussetzung fehlte, die zur Entfaltung der pathogenen Fähigkeit des Bornavirus erfüllt sein muβ.

Wie orientierende Infektiositätsprüfungen zwischen dem 7. bis 9. Monat p. i. ergaben, persistierte das Bornavirus im Zentralnervensystem bald nach der Geburt geimpfter Ratten während des symptomlosen chronischen Stadiums zumeist mit einem beachtlichen Titer. Bei Tieren dieser Altersstufe wurde zwischen dem 14. und 59. Tage nach der intracerebralen Infektion der Erreger in offenbar zunehmender Häufigkeit und Menge auch in Niere, Leber, Milz und Hoden nachgewiesen; am 31. bzw. 41. Tage p. i. fand er sich bei vier von acht Jungratten bemerkenswerterweise sogar im Blut. Bei erwachsenen Tieren hingegen konnte das Virus in den angegebenen Organen zu keiner Zeit p. i. einwandfrei ermittelt werden.

Die festgestellte Beziehung zwischen Infektionsverlauf und Impfalter bei der Bornaschen Krankheit der Ratte unterschied sich auffallend von den entsprechenden Befunden am Kaninchen; sie wich von der unter experimentellen Voraussetzungen für die Mehrzahl der Virusinfektionen gültigen — und am bornavirusinfizierten Kaninchen bestätigten — Regel ab, daβ im frühen Lebensalter eine erhöhte Infektions bzw. Erkrankungsbereitschaft besteht.

8. Bei Versuchen über das immunologische Verhalten bornavirusinfizierter Ratten fiel die Komplementbindungsprobe mit Blutserum ohne Rücksicht auf Impfalter und Art des Infektionsmaterials vom 2. Monat p. i. an meist positiv aus. Eine Ausnahme machten allerdings im infantilen Alter mit Rattenpassage‐Virus geimpfte Tiere, bei denen im 2. bis 17. Monat der Infektion der Nachweis komplementbindender Antikörper auffallend selten gelang.

Thermostabile neutralisierende Antikörper wurden auch bei erwachsenen Impflingen offenbar nur in geringer Menge gebildet. Allem Anschein nach wirkte das Bornavirus bei der Ratte überhaupt nur schwach immunogen, denn in Versuchen zur aktiven Immunisierung erwarb keines der Tiere einen Schutz, der ausreichte, den zur Probeinfektion intracerebral oder intranasal einverleibten Erreger im Gehirn zu sterilisieren.

9. Die Übertragung des Bornavirus vom Kaninchen auf die Ratte und seine Fortführung bei dieser Tierart beeinflußte die immunisatorischen Eigenschaften. Mit dem Ausgangsstamm subcutan geimpfte und überlebende Kaninchen erwiesen sich bei der intracerebralen Probeinfektion immun; im Ratten‐gehirn gezüchtetes Virus bewirkte dagegen keine ausreichende cerebrale Immunität. Die immunisierende Fähigkeit am Kaninchen konnte als zweite kennzeichnende Eigenschaft für die Unterscheidung von Kaninchen‐ und Ratten‐passage‐Virus gelten.

10. Im Brutei lieβ sich der Rattenpassagestamm im Gegensatz zum Verhalten von Kaninchenpassage‐Virus durch Impfung auf das gesenkte Chorion in direkter Folge nicht fortzüchten. Die verminderte oder fehlende Vermehrungsfähigkeit der Bornavirus‐Variante im embryonalen Hühnergewebe bildete ein weiteres trennendes Merkmal gegenüber dem Ausgangsstamm.

11. Die vorliegenden Untersuchungen zeigen, in welch hohem Maße wirtsabhängige Faktoren und Bedingungen die biologischen Eigenschaften des Bornavirus und seine Wirkung auf den Organismus beeinflussen und bestimmen können. Namentlich die Beziehung zwischen Impfalter und Infektionsverlauf macht die Bornasche Krankheit bei der Ratte zum lohnenden Infektionsmodell. In verschiedenen Merkmalen glich dieses Virus‐Wirts‐System einer kleinen Zahl von Ausnahmen, bei denen mit der Umkehr der altersbedingten Reaktions‐weise pathogenetisch und ökologisch interessante Probleme verknüpft sind. In Gegenüberstellung zu den eigenen Befunden wurde die Frage einer prinzipiellen Übereinstimmung diskutiert.

Studies of experimental infection of rats with Borna disease virus

Experimental Borna disease was studied in the albino rat. Starting with studies on infection with rabbit passage virus, experiments were made on passage of the organism in the rat. In 2 1/2 and 4 1/2 years it was possible to obtain 14 intracerebral passages alternated with the rabbit and 38 direct passages. In the course of the passage series there developed a variant of the virus. Its high infectivity and virulence made it possible to use this variant for quantitative virus determination. This provided further information about the biological characters of the agent, the pathogenesis and the immunological behaviour of the host. The influence of age of the animal at inoculation on the course of the infection in the rat was noteworthy: the results were contrary to the general findings in experiments in virus infections, that there is an increased susceptibility to infection and its effects in young animals. The importance of these findings is discussed.

Recherches sur l'infection expérimentale par le virus de Borna chez le rat

La maladie de Borna expérimentale fut étudiée sur le rat albinos. En partant d'essais d'infection avec le virus obtenu par passage sur le lapin, l'auteur essaya de transmettre le virus de rat à rat. Pendant une période de 2 ans et demi, resp. 4 ans et demi, il put effectuer 14 transmissions intracérébrales en alternant avec le lapin et 38 passages directs. Au cours des passages en série, il se forma une variante du virus de Borna. Sa grande infectiosité et sa virulence permirent d'utiliser le rat pour le dosage quantitatif du virus. On put obtenir de cette manière des renseignements complémentaires sur les propriétés biologiques du virus, sur le processus d'infection et le comportement immunologique du sujet. On remarqua spécialement l'influence de l'âge des rats au moment de l'inoculation sur le cours de l'infection; les résultats différèrent de la règle générale qui veut que dans des conditions expérimentales l'infectiosité et la morbidité soient plus grandes chez les animaux jeunes. L'auteur discute l'importance de cette constatation.

Estudios sobre la infección experimental con el virus de Borna en la rata

En la rata albina se estudió la enfermedad de Borna experimental. Partiendo de experiencias sobre la infección con virus de pases por conejos se realizaron ensayos para seguir cultivando el agente etiológico en la rata. En 2 años y 1/2 4 y 1/2, respectivamente, se lograron 14 transmissiones intracerebrales en cambios con el conejo, así como 38 pases en sucesión directa. En el curso de los pases seriados se formó una variante del virus de Borna. Su elevada infecciosidad y virulencia hicieron posible el poder recurrir a la rata para la identificación cuantitativa del virus. De esta forma se obtuvieron nuevos conocimientos sobre las propiedades biológicas del agente causal, el mecanismo de infección y el comportamiento inmunológico del huésped. Es digna de ser destacada la influencia de la edad de inoculación sobre el curso de la infección en la rata; se desviaba de la regla establecida bajo condiciones experimentales para la mayoría de las infecciones virásicas, de que en la edad precoz existe una aumentada predisposición para las infecciones o enfermedades. Se comenta la importancia de esta comprobación.