DE10331253B4

DE10331253B4 - Therapeutika gegen Parasiten von Fischen

Info

Publication number: DE10331253B4
Application number: DE10331253A
Authority: DE
Inventors: Heinz Prof. Dr.-Ing. Mehlhorn; Günter Dr. Schmahl; Jürgen Dr. Schmidt
Original assignee: Alpha Biocare GmbH
Current assignee: Alpha Biocare GmbH
Priority date: 2003-01-28
Filing date: 2003-06-21
Publication date: 2007-03-08
Anticipated expiration: 2023-06-22
Also published as: DE10331253A1

Abstract

Verwendung von Praziquantel in Kombination mit Polyethylenglykol oder einem Polyethylenglykolderivat zur Behandlung von Fischen gegen Infektionen mit parasitischen Plattwürmern als Zusatz zum Wasser, in dem die Fische sich dauerhaft oder vorübergehend aufhalten.

Description

Viele Arten von Plattwürmern (Plathelminthes), Rundwürmern (Nematoda), Kratzern (Acanthocephala) sowie parasitischen Krebsen (Crustacea), Einzellern (Protozoa), Pilzen und Bakterien treten als Krankheitserreger bei Fischen sowohl im Süß- als auch im Meerwasser auf. Eine Gruppe der Plattwürmer, die Haut- und Klemenwürmer (Monogenea), sitzt meist in großer Individuenzahl auf der Haut und/oder den Kiemen und bewirkt Verletzungen, wodurch die Fische geschwächt werden oder sterben. Befallene Fische werden zudem anfällig für Infektionen mit anderen Krankheitserregern, z.B. Pilzen, Bakterien und Viren, die ihrerseits die Erkrankung verstärken oder auch zum Tod des Fisches führen können. Die Cestoda, Digenea, Nematoda und Acanthocephala dringen mit verschiedenen Entwicklungsstadien in die Haut bzw. in die inneren Organe der Fische vor und können ebenfalls infolge massiver Organzerstörungen oder physiologischer Noxen zum Tode führen. Einzellige Parasiten, insbesondere aus den Gruppen der Ciliophora, z.B. Ichthyophthirius multifiliis und Cryptocaryon irritans, oder Flagellaten, z.B. Arten der Gattungen Ichthyobodo, Hexamita oder Oodinium, befallen als Ekto- oder Endoparasiten die Körperoberfläche der Fische bzw. deren innere Organe. Ein starker Befall hat häufig den Tod der Fische zur Folge. Insbesondere bei Massentierhaltung von Fischen, beispielsweise in Aquakulturen von Speisefischen oder in Aufzucht-Becken von Zierfischen sowie beim Transport lebender Fische und deren Haltung bei Händlern, können sich derartige Parasiten schnell über den gesamten Bestand der gestressten Fische ausbreiten. Ein Befall mit Erregern bedeutet daher zumeist ein großes wirtschaftliches Risiko in der Produktion von Speisefischen wie auch für die oft kostspieligen Investitionen von Züchtern und privaten Haltern von Zierfischen (H. Mehlhorn, D. Düwel und W. Raether 1993: Diagnose und Therapie der Parasitosen der Haus-, Nutz und Heimtiere. 2. Auflage, G. Fischer, Stuttgart; B. Mehlhorn, H. Mehlhorn und G. Schmahl 1993: Gesunde Zierfische, Springer Verlag, Heidelberg; P.T.K. Woo 1995: Fish diseases and disorders, Vol. 1, Protozoan and metazoan infections, CAB International, Wallingford, UK; E. Brown 1980: Fish farming handbook, AVI Publishing Company, Westport, USA; W. Schäperclaus 1979: Fischkrankheiten, Bände 1 und 2, Akademie-Verlag, Berlin).

Nach dem Stand der Technik werden seit vielen Jahren verschiedene Mittel zur Behandlung von Fischen verwendet. Zu diesen Mitteln gehören Kaliumpermanganat, Formalin, Glutaraldehyd, Malachitgrünoxalat, Methylenblau, Acriflavin, Ethacridinlactat, Chinin, Chloramin, Kupfersulfat, Wasserstoffperoxid, Trichlorfon und Benzimidazole sowie eine Reihe von Antibiotika (H. Mehlhorn, D. Düwel und W. Raether 1993: Diagnose und Therapie der Parasitosen der Haus-, Nutz und Heimtiere. 2. Auflage, G. Fischer, Stuttgart; B. Mehlhorn, N. Mehlhorn und G. Schmahl 1993: Gesunde Ziertische, Springer Verlag, Heidelberg; P.T.K. Woo 1995: Fish diseases and disorders, Vol. 1, Protozoan and metazoan infections, CAB International, Wallingford, UK; E. Brown 1980: Fish farming handbook, AVI Publishing Company, Westport, USA; W. Schäperclaus 1979: Fischkrankheiten, Bände 1 und 2, Akademie-Verlag, Berlin). Von H. Mehlhorn und G. Schmahl wurde Praziquantel zur Behandlung von Fischen mit Monogenea eingeführt (G. Schmahl und H. Mehlhorn 1985: Treatment of fish parasites. 1. Praziquantel effective against Monogenea – Dactylogyrus vastator, D. extensus, Diplozoon paradoxum. Z. Parasitenkd. 71, 727-737).

Die bisher bekannten Mittel zur Bekämpfung von Plattwürmern bei Fischen haben mehrere Nachteile:

a) Sie wirken nicht ausreichend auf die Parasiten und/oder schädigen die Fische in kritischem Maße. So wirken z.B. die Oxidationsmittel Kaliumpermanganat und Wasserstoffperoxid sowohl auf die Parasiten als auch auf die Fische ein, so dass nur bei präziser Dosierung und sehr vorsichtiger Behandlung vermieden werden kann, dass das empfindliche Kiemenepithel und die Haut der Fische geschädigt oder zerstört werden. Desgleichen kann das die Proteine fixierende, cytotoxische und carcinogene Formalin rasch zur Schädigung der Fische mit letalem Ausgang führen. Chloramin wirkt durch Freisetzung von aktivem Chlor auf die Fische toxisch. Bei den anderen zuvor genannten Chemikalien liegt die therapeutisch erforderliche Dosis nahe bei der Konzentration, bei der Fische in kritischem Maße belastet oder getötet werden. Trotz ihrer giftigen Wirkung auf die Fische ist eine ausreichende oder gar vollständige Elimination der Parasiten mit den genannten Mitteln oft nicht möglich.
b) Sie bewirken eine massive Veränderung des Chemismus des Wassers, was zu Stress bei den ohnehin durch die Parasiten geschwächten Fischen führt.
c) Mittel zur oralen Verabreichung erreichen wegen zu geringer Wirkspiegel im Körper des Fisches nicht die an der Oberfläche parasitierenden Erreger. Zudem fressen schwer erkrankte Fische nicht mehr, so dass eine orale Verabreichung von Wirkstoffen oftmals nicht mehr möglich ist. Allgemein lässt sich feststellen, dass die Mehrzahl der bekannten Mittel einerseits wasserlöslich ist und im medizinischen Bad für Fische verwendet werden kann, andererseits sind sie jedoch von erheblicher Toxizität für Fische und den Anwender.
d) Das Hauptproblem in der Therapie von Fischen besteht darin, dass viele im Prinzip sehr wirksame und spezifisch gegen bestimmte Erreger aktive Arzneimittel nicht oder nur schlecht zur Therapie der Fische im Wasser aufgelöst werden können. Wichtig ist aber, dass die Arzneimittel im Wasser verteilt werden können, damit sie die erkrankten Fische erreichen können. Nach heutigem Stand der pharmazeutischen Forschung sind sehr gute Wirkstoffe gegen Parasiten und Mikroorganismen bekannt. Derartige Arzneimittel werden z.B. in Form von Tabletten erfolgreich gegen Krankheitserreger beim Mensch bzw. bei Haus- und Nutztieren angewendet. Viele dieser Wirkstoffe, wie z.B. Praziquantel, Benzimidazole oder Malachitgrünbase sind jedoch ausgesprochen hydrophob und eignen sich daher kaum zur Applikation im Wasser für die Behandlung von Fischen. Wirkstoffe wie Benzimidazole oder Praziquantel lösen sich bei Anwendung im medizinischem Bad nicht in ausreichender Weise im Wasser auf. Sie sind weitgehend wasserunlöslich und können deshalb die an bzw. in den Fischen vorhandenen Parasiten nicht erreichen.
e) Nach dem Stand der Technik bestehen Versuche, wasserunlösliche Wirkstoffe für Fische applizierbar zu machen, darin, dass man Wirkstoffe in Futtermittel einbringt und diese dann verfüttert. So wird in Japan ein Futtermittel vermarktet, welches Praziquantel enthält. Andere Futterarzneimittel sind mit wasserunlöslichen Stoffen gegen Nematoden und parasitische Krebse dotiert. Das Problem besteht aber darin, dass erkrankte Fische oftmals die Nahrungsaufnahme einstellen, und daher mit Futterarzneimitteln nicht zu therapieren sind.

Ein anderer Ansatz besteht darin, dass die Wirkstoffe in organischen Lösungsmitteln aufgenommen werden, damit die wasserunlöslichen Substanzen im Wasser dispergiert werden können. Die Wirkstoffe trennen sich jedoch im Wasser schnell von den Lösungsmitteln und bleiben daher nicht im Wasser gelöst. Bekannte Lösungsmittel für diesen Zweck sind Ethanol, Aceton und Dimethylsulfoxid. Diese Lösungsmittel sind jedoch relativ toxisch für Fische. Außerdem können Lösungsmittel in der angewendeten Konzentration im aquatischen Lebensraum von Mikroorganismen als Nährstoffe verwertet werden. Dies hat zumeist ein extremes Bakterienwachstum im Wasser zur Folge. Die hohe Anzahl von Bakterien im Wasser trübt z.B. das Aquarienwasser nicht nur unansehnlich ein, schlimmer ist die Auswirkung, dass Bakterienblüten eine starke Sauerstoffzehrung herbeiführen und in der Folge die bereits durch die Parasiten geschwächten Fische an Sauerstoffmangel sterben können.

Die Nachteile treffen für den alleinigen Einsatz des Wirkstoffs Praziquantel zu. Die prinzipielle Wirksamkeit von Praziquantel gegen Monogenea ist zwar seit 1985 durch Untersuchungen von Schmahl und Mehlhorn bekannt, der Wirkstoff eignet sich aber aus den genannten Gründen bisher nur bedingt zum praktischen Einsatz.

Es besteht also der dringende Bedarf nach neuen und effektiven Präparaten gegen Krankheitserreger von Fischen.

Die erfindungsgemäße Verwendung von Praziquantel in Kombination mit Polyethylenglykol oder einem Polyethylenglykolderivat nach Patentanspruch 1 stellt eine Lösung der genannten Probleme dar. Es wurde überraschend gefunden, dass Polyethylenglykol und seine Derivate als Hilfsstoffe für die Formulierung von Praziquantel als Wasserzusatz zur Anwendung bei Fischen ideale Eigenschaften haben.

a) Polyethylenglykol bzw. Polyethylenglykolderivate bilden mit Praziquantel einen Komplex, der im Wasser stabil bleibt. Der flüssige Komplex kann leicht im Wasser der Fische homogen verteilt werden, so dass alle Fische des Bestandes gleichmäßig von dem Wirkstoff erreicht werden. Polyethylenglykol löst den Feststoff Praziquantel und lagert den Wirkstoff so an, dass ein wasserlöslicher Komplex entsteht, der als Flüssigkeit ohne Probleme im Wasser zur Behandlung der erkrankten Fische verteilt werden kann.
b) Der erfindungsgemäß verwendete Wirkstoff-Komplex dringt schnell in die Oberfläche der Parasiten ein und tötet diese rasch und sicher ab. Polyethylenglykol kann in die in die Oberflächenmembran von Plattwürmern inserieren und diese empfindlicher für den spezifischen Wirkstoff machen. Polyethylenglykol wirkt auch als Carrier für den Wirkstoff in die Parasiten, z.B. dringt der Komplex von Polyethylenglykol und Praziquantel leicht in das Tegument von parasitischen Plattwürmern ein. Monogenea werden innerhalb kurzer Zeit von diesem Komplex getötet.
c) Polyethylenglykol erwies sich in den Versuchen der Erfinder als hervorragend verträglich für Fische. Selbst Konzentrationen im Behandlungswasser, die ein Vielfaches über der für die Therapie erforderlichen Menge liegen, führen nicht zur Beeinträchtigung der Fische. Auch Wasserpflanzen, Makroinvertebraten, z.B. Schnecken oder Korallen in Meerwasseraquarien, sowie Zooplankton in Aquakulturen werden nicht durch den Wirkstoff Komplex geschädigt.
d) Der erfindungsgemäß verwendete Wirkstoff-Komplex ist sowohl im Süßwasser als auch im Meerwasser stabil und zur Behandlung erkrankter Fische geeignet.
e) Polyethylenglykol wird von Mikroorganismen im aquatischen Milieu nur langsam abgebaut – daher entstehen keine gefährlichen Bakterienblüten.

Bei Plathelminthen-Infektionen von Fischen erreicht nur die Kombination der Verbindungen des erfindungsgemäß verwendeten Praziquantel-Polyethylenglykol-Komplexes das Ziel der schnellen und effektiven Therapie. Das erfindungsgemäß verwendete Mittel ist sowohl zur Behandlung aller Süß- als auch aller Meerwasserfische geeignet. Es können sowohl Nutz- oder Speisefische als auch Zier- oder Aquarienfische aller Altersstufen behandelt werden. Besonders geeignet ist das Mittel zur Behandlung von Jungtieren (Fischbrut), weil diese gegen einen Befall mit Monogenea besonders anfällig und selbst gegen viele pharmazeutische Chemikalien empfindlicher sind als ältere Fische. Dies gilt für alle Arten von Nutz- und Zierfischen und vor allem für wirtschaftlich sehr wertvolle Tiere wie Diskusfische oder Kois. Beispiele für Parasiten, die erfindungsgemäß bekämpft werden können und bei Fischen lebensrettend wirken, sind alle parasitischen Plattwürmer (Plathelminthes), insbesondere Vertreter der Monogenea, der Digenea und der Cestoda. Bevorzugt ist die Verwendung des erfindungsgemäßen Mittels gegen Parasiten auf der Haut, den Flossen und den Kiemen. Geeignet ist die Erfindung aber auch zur Therapie von darm- oder gewebsständigen Stadien der Plathelminthes (Cestoda und Digenea), weil die Wirkstoff-Kombination sehr leicht über die Kiemen in die Blutbahn der Fische aufgenommen und über das Blut in die parasitierten Bereiche des Wirtskörpers transportiert wird.

Die Behandlung der Fische mit der erfindungsgemäß verwendeten Kombination von Polyethylenglykol-Derivaten mit Praziquantel erfolgt durch Zusatz dieses Mittels zum Wasser in dem sich die Fische dauerhaft aufhalten. Die Fische können aber auch in ein separates Bad bzw. Becken in solches Wasser eingebracht werden, das das erfindungsgemäß verwendete Mittel enthält. Dies kann in Abhängigkeit von der Dosis für Minuten bis hin zu Stunden oder länger geschehen. Die wirksame Dosis der kombinierten Substanzen des Mittels hängt vom Wassermilieu, der Art und Dauer der Behandlung sowie vom Alter und vom Zustand der befallenen Fische ab. Die Dosis liegt bei der Behandlung in Bädern zwischen 0,1 und 50 mg bezogen auf Praziquantel pro Liter Wasser, bevorzugt ist eine Dosis von 2 bis 10 mg pro Liter Wasser. Die Behandlungsdauer ist dosisabhängig und kann Minuten bis zu Tagen dauern. Ein Wasserwechsel zur Entfernung des Mittels aus dem Wasser ist nach Erreichen des Therapieerfolges prinzipiell nicht erforderlich. Die Behandlung in Aquarien, Zuchtbecken, Teichen oder naturnahen Biotopen kann ganzjährig erfolgen, weil das erfindungsgemäße Mittel keine Auswirkungen auf den Pflanzenbestand bzw. andere Tiere im gleichen Lebensraum hat.

Beispiele zur Behandlung infizierter Fische mit dem erfindungsgemäßen Mittel:
Für die folgenden Versuche wurde das erfindungsgemäß verwendete Mittel aus 8 g Praziquantel mit 100 ml Polyethylenglykol hergestellt. Diese Wirkstoff-Kombination wird im folgenden als Moneol bezeichnet.
Beispiel 1:
Behandlung von Schwertträger-Fischen mit Hautwurm-Infektion
Schwertträger (Xiphophorus helleri), die mit Ektoparasiten aus der Gruppe der Monogenea (Gyrodactylus spp.) infiziert waren, wurden für 24 Stunden in 16 Liter Wasser bei 23 °C unter Belüftung mit Moneol behandelt. Hierzu wurden pro Liter Wasser 0,05 ml Moneol zugesetzt.
Für den Versuch und die Kontrolle wurden jeweils 10 Schwertträger eingesetzt. Der Verlauf der Infektion wurde bei jedem der behandelten und der unbehandelten Schwertträger mit einer Stereolupe untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 festgehalten.
Tabelle 1: Verlauf einer Gyrodactylus spp.-Infektion bei Schwertträgern nach Zusatz von Moneol bzw. bei unbehandelten Kontroll-Tieren: a) Behandelte Schwerträger (n = 10):

Tage der Behandlung durchschnittliche Anzahl von Monogenea pro Fisch

Tag 0 104

Tag 1 0

Tag 2 0

Tag 3 0
b) Zur Kontrolle unbehandelte Schwerträger (n = 10):

Tage der Behandlung durchschnittliche Anzahl von Monogenea pro Fisch

Tag 0 91

Tag 1 122

Tag 2 198

Tag 3 113
Von den behandelten Schwertträgern waren alle Tiere dieser Versuchsgruppe bereits 24 Stunden nach der Applikation von Moneol parasitenfrei. Während der Therapie und auch in der mehrere Wochen dauernden Nachkontrolle ergaben sich keine Anzeichen für eine präparatbedingte Unverträglichkeit oder Hinweise auf Nebenwirkungen des Mittels.
Bei den unbehandelten Kontrollfischen wurde eine Zunahme der Parasiten an den Tagen 1 und 2 beobachtet; ab Tag 3 traten Verluste bei den Fischen auf, was bis zum Tag 11 zu einem völligen Bestandsverlust der Fische führte.
Beispiel 2: Therapie von Kois mit Kiemenwurm-Infektion mit Moneol
Die Wirkung der Formulierung Moneol wurde gegen Kiemenwürmer (Dactylogyrus spp.) bei Koi-Zierkarpfen (Cyprinus carpio) getestet. Die Größe der Kois betrug 42–59 mm Körperlänge. Die mikroskopische Voruntersuchung von 10 getöteten Zierkarpfen zeigte eine Wurmlast von 23–77 Parasiten pro Fisch auf den Kiemen. Es wurden vier verschiedene Konzentrationen des Wirkstoff-Komplexes mit jeweils 18 Fischen getestet. Eine, 2 und 3 Stunden nach Beginn der Behandlung wurden jeweils 6 der Fische getötet und auf Parasiten untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengestellt. Tabelle 2:
Beispiel 3: Therapie von Guppies mit Hautwurm-Infektion mit Moneol
Die Wirkung der Formulierung Moneol wurde gegen Hautwürmer (Gyrodactylus-Art) beim Guppy (Lebistes reticulatus) getestet, Die Größe der Guppies betrug 37–42 mm Körperlänge. Die mikroskopische Voruntersuchung von 6 Guppies ergab eine Wurmlast von 73–169 Parasiten pro Fisch. Es wurden vier verschiedene Konzentrationen des Wirkstoff-Komplexes mit jeweils 18 Fischen getestet. Eine, 2 und 3 Stunden nach Beginn der Behandlung wurden jeweils 6 der Fische auf Parasiten untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 zusammengestellt. Tabelle 3:
Beispiele für die Herstellung erfindungsgemäß zu verwendender Mittel:
Beispiel 1:
In 100 ml Polyethylenglykol (Anzahl der Ethyleneinheiten etwa 300 pro Molekül) werden 8 g Praziquantel gelöst. Zur Therapie von Fischen gegen Befall mit Plattwürmern, insbesondere gegen Haut- und Kiemenwürmer (Monogenea) werden von der Stammlösung 125 Mikroliter pro Liter Wasser mit parasitierten Fischen gegeben.
Beispiel 2:
In 100 g Polyethylenglykol (Anzahl der Ethyleneinheiten etwa 3000 pro Molekül) werden 8 g Praziquantel eingerührt. Von diesem Präparat werden 125 Milligramm pro Liter Behandlungswasser zugesetzt.
Die Fertigpräparate können vom Anwender leicht nach Dosierungsvorschrift den Wasserbehältern mit den kranken Fischen zugesetzt werden. Alle verfügbaren Polyethylenglykole und deren Derivate von unterschiedlicher molekularer Masse sind für die Herstellung der erfindungsgemäßen Mittel geeignet. Die erfindungsgemäßen Mittel können auch weitere Wirk- und Hilfsstoffe enthalten. Es können außerdem andere Lösungsvermittler, wie Tenside oder organische Lösungsmittel bzw. Verdickungsmittel zugesetzt werden. Es können auch zwei oder mehrere gegen Krankheitserreger aktive Wirkstoffe kombiniert werden. Es können auch die Gesundheit der Fische fördernde Substanzen wie Vitamin C oder Huminsäuren zugesetzt werden. Um die Haltbarkeit des Produkts weiter zu verbessern, können antioxidativ wirksame Substanzen wie Ascorbinsäurepalmitat zugesetzt werden. Auch Farbstoffe wie Patentblau V oder Karminrot können enthalten sein. Zur Einstellung eines geeigneten pH-Wertes eignen sich Zusätze von puffernden Substanzen und organische oder mineralische Säuren oder Basen.
Die genannten Herstellungsbeispiele dürfen in keiner Weise als einschränkend aufgefasst werden, weil eine große Vielfalt der Kombination von Polyethylenglykol und Polyethylenglykolderivaten mit Praziquantel gegen Krankheitserreger der Fische herstellbar ist.

Claims

Verwendung von Praziquantel in Kombination mit Polyethylenglykol oder einem Polyethylenglykolderivat zur Behandlung von Fischen gegen Infektionen mit parasitischen Plattwürmern als Zusatz zum Wasser, in dem die Fische sich dauerhaft oder vorübergehend aufhalten.
Verwendung nach Anspruch 1, wobei zusätzlich andere Lösungsvermittler, Tenside oder Suspensionsvermittler zur Applikation von Wirkstoffen gegen Krankheitserreger im Wasser von Aquarien, medizinischen Bädern, Fischbecken oder Teichen verwendet werden.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zusätzliche andere gegen Plattwürmer wirksame Wirkstoffe zugesetzt werden.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bakterienwachstum hemmende oder Antioxidationsmittel zugesetzt werden.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Farbstoffe zugesetzt werden.