Forskere kaster nyt lys over mystiske dødsfald blandt afrikanske elefanter
Forskere fra Statens Serum Institut og Københavns Universitet har undersøgt den bakterie, der dræbte 35 elefanter i Zimbabwe i 2020. Studiet afslører, at bakterien producerer en unik kombination af virulensfaktorer, herunder to toksiner som også findes i Neisseria meningitidis – en bakterie, der kan give meningitis hos mennesker. Disse genetiske træk kan forklare bakteriens usædvanlige evne til at forårsage blodforgiftning og muligvis krydse blod-hjerne-barrieren.
Afrikanske elefanter er under betydeligt pres fra krybskytteri og tab af levesteder. Bestanden er således faldet fra ~500.000 i 2007 til ~350.000 i 2014, og den afrikanske elefant er nu kommet på listen over truede dyrearter. I maj og juni 2020 døde hundredvis af elefanter på mystisk vis i Botswana. De døde dyr blev ofte fundet ved vandhuller og viste tegn på skader i centralnervesystemet, idet mange faldt om på deres ansigter og gik rundt i cirkler lige inden de døde. Det fik myndighederne til at pege på blågrønalge-forgiftning som den mest sandsynlige dødsårsag. Algerne er en bakterie og er ikke giftig i sig selv, men det er de neurotoksiner og andre giftstoffer, som algerne slipper fri i vandet. I august til november 2020 døde yderligere 35 elefanter i nabolandet Zimbabwe, men her var årsagen en anden, nemlig en Pasteurella multocida-lignende bakterie kaldet Bisgaard taxon 45 som tidligere er blevet isoleret fra tiger- og løvebidsår hos mennesker men aldrig fra elefanter. Udbrudsundersøgelsen, som blev ledet af Dr. Chris M. Foggin fra Victoria Falls Wildlife Trust, viste patologiske ændringer og bakterier i hjerne, lever og milt. Det lykkedes også at helgenomsekventere bakterien fra en af elefanterne, hvilket gør det muligt at lede efter såkaldte virulensgener – dvs. små stykker DNA der gør bakterierne i stand til at inficere deres vært. Resultaterne blev publiceret i det anerkendte tidsskrift Nature Communications i oktober 2023, og det vakte straks de danske forskeres interesse.
”Da jeg læste, at Bisgaard taxon 45 var årsag til elefantdødsfaldene i Zimbabwe, tænkte jeg straks på Magne Bisgaard, som er tidligere professor på Københavns Universitet og navnefader til bakterien”, siger Jesper Larsen, der er professor på Statens Serum Institut og Københavns Universitet.
Jesper Larsen kontaktede derfor Magne Bisgaard og Henrik Christensen, som er lektor på Københavns Universitet og var med til at karakterisere Bisgaard taxon 45 tilbage i 2007. Det viste sig, at de allerede havde taget kontakt til Dr. Foggin og hans samarbejdspartnere med henblik på at sammenligne udbrudsstammen med andre bakterier tilhørende Bisgaard taxon 45. Det førte til et tæt samarbejde mellem Statens Serum Institut og Københavns Universitet.
”Ved brug af helgenomsekventering og bioinformatiske analyser viste vi, at bakterien, der forårsagede elefantdødsfaldene i Zimbabwe, indeholdte ca. 40 unikke gener, hvoraf mange koder for virulensfaktorer”, forklarer Astrid Rasmussen, der er ph.d.-studerende ved Statens Serum Institut. To af disse gener er særligt interessante, da de koder for et toksin, som tidligere kun er fundet i Neisseria meningitidis, der er en vigtig årsag til livstruende blodforgiftning og meningitis hos mennesker. Toksinets biologiske funktion er endnu ukendt, men man ved, at N. meningitidis producerer det i forbindelse med invasive infektioner, så det er nærliggende at tro, at toksinet også spiller en rolle i Bisgaard taxon 45.
”Det er muligt, at det er dette toksin, der gør N. meningitidis og Bisgaard taxon 45 i stand til at krydse blod-hjerne-barrieren, hvilket ville kunne forklare de store mængder bakterier, der blev fundet i elefanthjernerne”, siger Jesper Larsen.
Kan Bisgaard taxon 45 have spillet en rolle i dødsfaldene blandt elefanter i Botswana?
”Vi har aldrig set direkte beviser på, hvad elefanterne i Botswana døde af, så vi kan hverken udelukke blågrønalge-forgiftning, Bisgaard taxon 45, en uheldig kombination af begge dele eller andre årsager for den sags skyld”, forklarer Jesper Larsen.
Forskerne håber, at helgenomsekventering kan være med til at identificere virulensgener involveret i andre tilfælde af massedød blandt vilde dyr, herunder ca. 200.000 udryddelsestruede saiga-antiloper der døde af P. multocida-blodforgiftning i det centrale Kasakhstan for 10 år siden.
”Sådanne studier vil ikke blot øge vores forståelse af diversiteten, evolutionen, epidemiologien og patogenesen af forskellige Pasteurella-organismer, men kan også bruges til at designe nye vaccinekandidater”, slutter Jesper Larsen.
Læs mere
Læs den videnskabelige artikel i Nature Communications: Genomic insights into the 2020 mass die-off event among African elephants