J. Vet. Med. B 37, 544-548 (1990) 0 1990 Paul Parey Scientific Publishers, Berlin and Hamburg ISSN 093 1 - 1793

Institut fur Virologie, Justus-Liebig- Universitat Giepen Institut fur Veterinar-Pathologie, Justus-Liebig-Universitat Giepen

Untersuchungen iiber die Genese des permanenten Wachstums der Schnabelwarzen bei einer Warzentaubenart

K. FRITZSCHE, H. MULLER und E. WEiss

Adresse der Autoren: Prof. Dr. Dr. h. c. K. 0. FRITZSCHE, JahnstraRe 89, D-5414 Vallendar; Priv.-Doz,. Dr. H. MULLER, Institut fur Virologie, Justus-Liebig-Universitat GieRen,

Frankfurter StraRe 107, D-6300 GieRen; Prof. Dr. E. WEISS, Institut fur Veterinar-Pathologie, Justus-Liebig-Universitat GieRen,

Frankfurter StraRe 96. D-6300 GieRen

Mit 2 Abbildungen

(Eingegangen am 19. Oktober 1989)

Summary Variation in size of warts located on the beak of wattle-pigeons represents a dominant trait of

this breed. Excessive growth to extraordinary size in two breeds (barbs and carriers), in addition to a large beak, can cause losses due to the inability of the parents to feed the offspring properly. In older birds, respiration is impeded and the field of vision is limited. This permanent growth in barbs and carriers could not be attributed neither to an infection with papovaviruses, nor to the overexpression of the retroviral c-src-protooncogen. This finding, in conjunction with the genetic analysis, underlines that this prominent trait is genetically determined.

Einleitung Warzentauben mit sechs verschiedenen Rassen sind eine der zehn Gruppen von

Rassetauben. Ihren Namen verdanken sie der unterschiedlich starken Ausbildung der Schnabelwarzen. Wahrend bei vier Rassen das Wachstum der Schnabelwarzen begrenzt ist, ist es bei zwei Rassen permanent. Ein typischer Vertreter dieser zwei Rassen ist die ,,Indianertaube", die auch ,,Berbertaube" genannt wird, wohl nach dem Namen der Urbevolkerung Nordwestafrikas, wo sie entstanden ist und schon vor langer Zeit als Botentaube benutzt wurde. Die andere Warzentaubenrasse hat den Namen ,,Carrier", der deutlich auf die Benutzung als Botentaube hinweist. Auf dem Seeweg gelangten sie schon vor langer Zeit nach Europa, wo sie besonders im 19. Jahrhundert in England sehr beliebt waren und ziichterisch intensiv bearbeitet wurden. In Deutschland sind sie seit etwa 150 Jahren bekannt.

Neben der eleganten Korperform wurde und wird in allen Landern bei den genannten zwei Rassen zuchterisch auf eine starke Ausbildung der Schnabelwarzen besonderer Wert gelegt. Fur deren Basis ist ein gleichstarker Ober- und Unterschnabel, der als ,,Biichsen- schnabel" bezeichnet wird, Voraussetzung. U. Lahme, der 1. Vorsitzende des Sonderver- ei& der ,,Indianer"-Ziichter, auBert sich iiber den Standard der Warzen wie folgt (LAHME, 1984): Da der Jndianer" erst nach vier Jahren voll ausgewachsen ist, ist es nicht moglich, schon Jungtiere in voller ,,Warzenpracht" vorzustellen. Die Oberwarze sollte breit, in der

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Mitte geteilt, gut aufgetrieben, aber glatt sein. Wie bei jedem Lebewesen wird die Struktur im Alter etwas rauher. Am Unterschnabel befinden sich drei Warzen, eine mittlere und zwei kleine, die in den Schnabelwinkeln sitzen. Die Augenrander zeigen eine zweireihige, runde, breite, straffe und fein genarbte Ringbildung (,,Augenfleisch"; Abb. 1).

Die Vererbung der Warzengrofle ist im Umfang konstant und dominant. Schon bei wenige Tage alten Indianertaubenkiiken ist eine Vergroflerung der Nasenwarzen erkenn- bar. Bei Kreuzungen rnit anderen Taubenrassen mit kleinen (normalen) Nasenwarzen ist die Warzenausbildung in der F 1-Generation geringer, aber diese ist durch Ruckkreuzung leicht zu beseitigen.

Das Wachstum der Schnabelwarzen ist permanent und erreicht im Alter von vier Jahren einen gewissen Hohepunkt, wodurch diesen Tauben in ihrem physiologischen Verhalten dann meistens Schwierigkeiten bereitet werden. In erster Linie verengen oder verstopfen die Warzeneffloreszenzen die Nasenlocher und behindern die Atmung. So wird es erforderlich, die walnuflartigen Warzen besonders an den Nasenoffnungen ofter zu reinigen, da sonst solche Tauben mit offenem Schnabel atmen. Das Gesichtsfeld wird mit zunehmender Grofle der Schnabelwarze und der proliferierenden Augenringc verkleinert, so da8 solche Tauben mehr Zeit zur Futteraufnahme benotigen. Das Kropfen der frisch geschliipften Taubenkiiken wird durch starke Schnabelwarzen, die in extremen Fallen den Schnabel bis zur Spitze umschlieflen, sehr beeintrachtigt, ja unmoglich. Deshalb werden solche Tauben mit jiingeren Partnern verpaart, die infolge noch kleinerer Schnabelwarzen keine Schwierigkeiten beim Kropfen der noch kleinen Kuken haben. Das permanente Wachstum der Warzen verringert schlieRlich das Erreichen eines hohen Alters solcher Tauben, sie miissen getotet werden. Eine Ausbreitung der Warzenbildung auf andere Hautbezirke ist nicht bekannt.

Bei dem Ziel dieser Arbeit, die Ursache des permanenten Wachstums der Schnabel- warzen moglichst aufzuklaren, fand die zu den DNA-Tumorviren gehorende Familie der Pupovaviridae mit ihren Untergruppen Papillomviren und Polyomaviren (MATTHEWS, 1982) besondere Berucksichtigung, weil bei Vogeln ubertragbare Papillome beobachtet wurden und kiirzlich das erste aviare Polyomavirus charakterisiert wurde (MULLER u. NITSCHKE, 1986; LEHN u. MULLER, 1986). In einer Reihe von menschlichen Hauttumoren wurde kurzlich eine verstarke Expression des auflerordentlich stark konservierten C-SYC-

Abb. 1. Indianer, rot, mit rassetypischen Schnabelwawen auf Ober- und Unterschnabel

und gut entwickeltem ,,Augenfleisch"

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Protoonkogens beobachtet (BAKNEKOW u. Mitarb., 1987); die Bestimmung der Expression dieses Gens in Schnabelwarzen wurde daher in die vorliegende Untersuchung miteinbe- zogen.

Material, Methoden und Ergebnisse Eine lebende Indianertaube und 5 Kopfe von Tauben derselben Rasse stammten aus

der Zucht von Herrn U. Lahme, 3101 Lachendorf.

Histologic Die Epidermis der normalen Kopfhaut besteht aus einem Stratum basale, bis zu vier

Lagen von Stacheitellen (Stratum spinosum) und einem Stratum corneum. Im Bercich der Warzen (Abb. 2) ist die Epidermis aufgrund einer Vermehrung der Stachelzeliagen (bis acht) und einer starken Hornschicht verdickt. Die Verhornung erfolgt sowohl im Bereich der normalen Kopfhaut als auch in den Warzen abrupt, das heifit, dafi kein Stratum granulosum vorhanden ist. Der papillare Grundstock der Warzen besteht aus einem lockeren, Blut- und Lymphgefafi-reichen Bindegewebe. Entziindliche und degenerative Veranderungen sowie Einschluflkorperchen sind nicht vorhanden.

Elektronenmikroskopie Viruspartikel oder Einschlufikorperchen sind nicht zu finden. Die Epidermiszellen

zeigen keine Veranderungen.

Virologische und molekularbiologische Untersuchungen Die Schnabelwarze und Teile der Brustmuskulatur einer Indianertaube wurden

chirurgisch entfernt, sofort in flussigem Sticksotff gefroren und bis zur weiteren Verwen- dung bei - 80 "C aufbewahrt. Zum Nachweis Papillomvirus- oder Polyomavirus-sped-

Abb. 2. Rkanthose und Hyprrkeratoae Bereich der Schnabelwarze. H. E., 300

i r n X

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scher Nukleinsauren wurde D N A aus Warzen- beziehungsweise Muskelgewebe extrahiert (GISSMANN u. Mitarb., 1982; KRIEG u. Mitarb., 1983) und in ,,Southern blot"-Hybridisie- rungsversuchen (SOUTHERN, 1975) eingesetzt. Hybridisiert wurde unter verschieden strin- genten Bedingungen mit klonierter D N A der menschlichen Papillomviren H P V 11, 16 und 18 (DURST u. Mitarb., 1983) und des Lymphotropen Polyomavirus LPV (PAWLITA u. Mitarb., 1985) sowie des aviaren Polyomavirus Budgerigar Fledgling Disease Virus BFDV (LEHN u. MULLER, 1986).

Auch unter wenig stringenten Bedingungen wurden keine Hybridisierungssignale beobachtet. Solche Bedingungen sind geeignet, selbst sehr geringe Basensequenzhomolo- gien zwischen den bekannten Papillom- beziehungsweise Polyomaviren nachzuweisen (SHAH, 1985). Das Fehlen von Hybridisierungssignalen in unseren Versuchen, in denen D N A aus der Schnabelwarze und aus der zur Kontrolle fur unverandertes Gewebe mit untersuchten Muskulatur der Indianertaube eingesetzt wurde, ist so zu beurteilen, dafl diese Nukleinsauren keine Basensequenzhomologien zu Papillom- oder Polyomaviren aufweisen; daher sind diese beiden Virusarten mit allergroflter Wahrscheinlichkeit nicht an der Genese dieses Tumors beteiligt.

Zur Bestimmung der enzymatischen Aktivitat des c-src-Genprodukts, einer Tyrosin- spezifischen Proteinkinase, wurde mit tiefgefrorenem Material der Schnabelwarze und der Muskulatur ein von BARNEKOW und BAUER (1984) beschriebener Proteinkinase-versuchs- ansatz verwendet. In diesen wiederholt durchgefuhrten Experimenten zeigte jedoch das Tumorgewebe im Vergleich zur unveranderten Muskulatur keine verstarkte enzymatische Aktivitat.

Besprechung der Ergebnisse Das permanente, extreme Wachstum der Schnabelwarzen bei zwei Vertretern der

Warzentauben (Indianer und Carrier) gab Veranlassung zur Uberpriifung moglicher Ursachen. Hierbei fanden vor allem die Familie der Papovaviren mit ihren Untergruppen Papillom- und Polyomavirus als Vertreter der DNA-Tumorviren und die Expression des retroviralen c-src-Protoonkogens besondere Berucksichtigung.

Bei Vogeln wurden ubertragbare Papillome mehrfach beobachtet, besonders in den USA (Literatur bei VAN DER HEYDEN, 1988). So ist zum Beispiel bei freilebenden als auch bei in Volieren gehaltenen Finken (Fringila coelebs) wiederholt uber die Feststellung von Papillomatose berichtet worden (Literatur bei BURGENER, 1988). Eine Ubersicht uber das Vorkommen von Papovaviren bei Heimtieren geben GERLACH (1986) und PASS (1989). Hinweise auf eine Infektion mit Papovaviren wurden bei den von uns untersuchten Schnabelwarzen jedoch weder durch histologische und elektronenmikroskopische Befunde, noch durch die Ergebnisse der virologisch-molekularbiologischen Untersuchun- gen gegeben.

Die Genome aller Vertebraten, einschliefllich des Menschen, enthalten verschieden- artige Sequenzen, die potentiell onkogen sind; einige dieser phylogenetisch hochkonser- vierten Sequenzen sind homolog zu den transformierenden Genen bestimmter RNA- Tumorviren und wurden deshalb als Protoonkogene bezeichnet (BISHOP, 1985, 1987). Unter den zahlreichen Protoonkogenen, von denen bekannt ist, da8 sie fur die Regulation der Zellproliferation von Bedeutung sein konnen, entschieden wir uns fur c-src, dessen verstarkte Expression in Hauttumoren kurzlich berichtet worden war (BARNEKOW u. Mitarb., 1987). In unserem Untersuchungsmaterial war eine verstarkte Expression dieses hochkonservierten Protoonkogens allerdings nicht nachweisbar. Obwohl die Frage unge- klzrt ist, ob eine verstarkte Genexpression und damit eine erhohte Aktivitat der von uns bestimmten Tyrosin-spezifischen Proteinkinase Ursache oder Folge einer neoplastischen Transformation ist (BARNEKOW u. Mitarb., 1987), kann angenommen werden, dai3 dieses weit verbreitete retrovirale Onkogen an der Genese der Schnabelwarzen nicht beteiligt ist. Es ist daher die Annahme gerechtfertigt, dafl es sich hier um eine genetisch fixierte Proliferation handelt.

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Danksagungen Prof. Dr. L. GISSMANN und Dr. M. PAWLITA, Institut fur Virusforschung im Deutschen Krebs-

forschungszentrum Heidelberg danken wir fur die Ausfiihrung einiger Hybridisierungsexperimente und Privatdozentin Dr. A. BARNEKOW, Institut fur Medizinische Virologie der Justus-Liebig-Univer- sitat GieRen fur die Bestimmung der Tyrosinkinaseaktivitaten. Herrn U. LAHME, 3101 Lachendorf, sind wir dankbar fur die Uberlassung des Untersuchungsmaterials.

Zusammenfassung Unterschiedlich stark ausgebildete Schnabelwarzen stellen ein dominantes Rassemerkmal von

Warzentauben dar. Starke Warzenbildung bei zwei Rassen kann, zusammen mit der enormen Schnabelsubstanz, zu Aufzuchtverlusten durch das Unvermogen der Elterntiere zu ausreichender Anfutterung der Jungtiere fuhren. Bei alteren Tieren behindert sie die Atmung und schrankt das Gesichtsfeld ein. Als Ursache des permanenten Wachstums der Schnabelwarzen bei Indianertauben konnte weder eine Infektion mit Papovaviren nachgewiesen werden, noch ist mit diesen Proliferatio- nen eine verstarkte Expression des retroviralen c-src-Protoonkogens verbunden. Dies unterstreicht, zwainmen mit dem Erbgang, daR dieses Rassemerkmal genetisch determiniert ist.

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