The existence of resistance mechanisms of bacteria against the action of antimicrobial drugs is a well documented fact and has complicated treatment of bacterial disease since the beginning of antimicrobial therapy in the last century.

Drug resistance is a problem of veterinary and human medicine alike, especially when considering infections with food-borne pathogens such as Salmonella. Fecal E. coli isolates were used as a model to measure the effect of treating dairy cows systemically with ceftiofur on antimicrobial resistance of this important pathogen. Ceftiofur, a third-generation cephalosporin, is an attractive treatment for certain diseases in dairy cattle such as metritis and interdigital necrobacillosis since withholding times for meat are short and milk does not need to be withheld from marketing. Third-generation cephalosporins are also used in human medicine, for example in the treatment of systemic non-typhoidal salmonellosis in children. Therefore, the emergence and spread of resistance towards this class of antimicrobials has been a focus of concern.

Effects of ceftiofur treatment on a group of cattle were compared to a penicillin treated group and a healthy control group not receiving treatment. Reduction of susceptibility of E. coli was tested for ampicillin, tetracycline and three different concentrations of ceftiofur. A significant decrease in the concentration of fecal E. coli on days 2 and 7 post-treatment was detected in animals treated with ceftiofur. Treatment did not have a significant effect on the proportion of isolates expressing reduced susceptibility to ceftiofur. The result of the reduction of total E. coli count in the samples during and after ceftiofur use is consistent with results reported by other authors. The large number of isolates analyzed provided a high possibility of detecting major effects of ceftiofur treatment on E. coli susceptibility. However we did not observe a net increase in reduced susceptible E. coli isolates with the exception of decreased tetracycline susceptibility in the ceftiofur treated group on day 2.

The results of this work lead to the conclusion that the emergence and spread of resistance-encoding genes in a bacterial population under the influence of ceftiofur are rare and that the effect could not be measured even though we were able to draw information on a large number of isolates analyzed compared to other investigations previously published on this topic.

The results are applicable to commercial dairy herds with typical antimicrobial treatment practices comparable to those used in the US, including prior use of ceftiofur for treating individual sick animals.

Die equine rezidivierende Uveitis (ERU) stellt weltweit die häufigste Ursache für eine erworbene Blindheit bei Pferden dar. Diese spontan auftretende, autoimmun-mediierte Augenentzündung tritt in der Pferdepopulation mit einer Prävalenz von 10% auf. Die ERU ist zudem das einzige spontane Tiermodell für die autoimmune Uveitis, dessen Erforschung einen wertvollen Beitrag für die humane Uveitisforschung leistet. Ablaufende Pathogenese-assoziierte Vorgänge in der Retina, dem Zielorgan der ERU, sind bisher noch weitgehend ungeklärt, tragen jedoch zu einer fortwährenden Schädigung der retinalen Gewebearchitektur, sowie der physiologischen Funktion der Retina bei. Die Müllerzellen, die retinalen Gliazellen, sind durch ihre besonderen strukturellen und funktionellen Glia-Neuron-Interaktionen von entscheidender Bedeutung für die Aufrechterhaltung der retinalen Struktur, sowie der Physiologie. Gliose bezeichnet eine bekannte Reaktion der Müllerzellen auf nahezu alle beschriebenen pathologischen Bedingungen und hat einen fundamentalen Einfluss auf den Verlauf einer Netzhauterkrankung. Die neuroprotektive Wirksamkeit steht dabei den für die Retina schädlichen Auswirkungen der Gliose gegenüber.

Das Ziel dieser Studie war die Verifizierung und nähere Charakterisierung der bei der ERU auftretenden Gliose, um die Bedeutung der Müllerzelle bei der autoimmunen Uveitis zu bemessen und somit ein besseres Verständnis der Pathogenese-assoziierten Vorgänge im Zielorgan dieser Erkrankung zu ermöglichen. Dies wurde durch die Untersuchung der Expression von Müllerzell-spezifischen Membranproteinen, welche maßgeblich an der Regulation der retinalen Ionen- und Wasserhomöostase beteiligt sind, in gesunden im Vergleich zu uveitischen Retinae erzielt. Die Regulation der retinalen Kalium- und Wasserhomöostase ist eine der wichtigsten Müllerzellfunktionen und wird durch die einwärtsgleichrichtenden Kaliumkanäle Kir2.1 und Kir4.1, sowie dem Wasserkanal Aquaporin 4 (AQP4) bewerkstelligt. Gesunde Pferderetinae zeigten im Gegensatz zu anderen Spezies ein gleichmäßiges Verteilungsmuster von Kir4.1 entlang der Müllerzelle, dessen Expression bei der ERU signifikant vermindert war. Hingegen war die Expression von Kir2.1 in uveitischen Retinae signifikant erhöht, welche auch ein verändertes Expressionsmuster für Kir2.1 von Müllerzellfortsätzen hin zu den Zellkörpern der inneren Körnerschicht aufwiesen. Diese Befunde deuten auf eine gestörte Kaliumpermeabilität der Müllerzellmembran hin, die eine Beeinträchtigung der retinalen Kaliumhomöostase, sowie weiterer Funktionen der Müllerzelle zur Folge haben könnte. AQP4 war signifikant erhöht exprimiert und zeigte eine massive Re-Lokalisation in uveitischen Retinae im Vergleich zu Kontrollen. Während gesunde Retinae eine AQP4 Expression vor allem in Stammfortsätzen der Müllerzelle aufwiesen, wurde ein kreisförmiges Expressionsmuster in der äußeren Körnerschicht von uveitischen Retinae detektiert. Dies könnte möglicherweise in Verbindung mit der Entstehung eines retinalen Ödems stehen, einer der Hauptursachen für den Verlust der Sehfähigkeit bei Uveitis. In der vorliegenden Studie wurde zudem das Verteilungsmuster eins weiteren Mitglieds der Aquaporin-Familie (AQP5) charakterisiert und erstmalig dessen Expression in der Müllerzelle beschrieben. Außerdem wurde eine signifikant verminderte Expression bei der autoimmun-mediierten Uveitis gefunden und damit erstmals eine Beteiligung dieses Membranproteins bei einer retinalen Erkrankung dokumentiert.

Die in dieser Studie gewonnenen Ergebnisse deuten daraufhin, dass die Müllerzelle von entscheidender Bedeutung für die Pathogenese der ERU ist, da die auftretende Gliose schädliche Auswirkungen auf die physiologische Funktion der Retina zu haben scheint. Weitere funktionelle Untersuchungen der Müllerzelle sind zukünftig notwendig, um ein besseres Verständnis der Physiologie der Müllerzelle und ihrer Beeinträchtigung bei der ERU zu erlangen. Durch die Etablierung der ersten equinen Mü