Malaria: Auf die Mücke kommt es an

Max-Planck Wissenschaftler haben die Verbreitungsmechanismen des Malariaparasiten untersucht

1. April 2019

Mücken übertragen Malaria – aber nicht jede Malariamücke ist gleich. Ein internationales Team der Max-Planck Forscherin Elena Levashina hat jetzt in einer Veröffentlichung beschrieben, dass manche Mückenarten den Malariaparasiten besser übertragen als andere. Die Forscher haben dafür in vier afrikanischen Ländern tausende Mücken gesammelt. Mit einem statistischen Modell konnten sie zeigen, dass nicht die Anzahl, sondern das Verhältnis, in dem zwei verschiedene Mückenarten vorkommen, die Häufigkeit des Malariaparasiten während der Regenzeit beeinflusst.

Anopheles coluzzi. Im Sammelgebiet in Mali besitzt nur diese Mückenart eine Variante des TEP1-Gens, die sie vor der Infektion mit dem Malaria-Parasiten schützt.

Malaria wird durch den Parasiten Plasmodium ausgelöst, den Mücken auf Menschen übertragen. Manche Mückenarten übertragen den Parasiten mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit und gelten deshalb als besonders gefährlich. Vor 18 Jahren hat die Wissenschaftlerin Elena Levashina in Mücken aus dem Labor das Gen TEP1 entdeckt. Je nach Variante macht es die Mücken mehr oder weniger resistent gegen den Parasiten und kann so die Übertragungshäufigkeit von Malaria verringern. Unklar ist bislang geblieben, ob sich dieser Laborbefund auch auf die Natur übertragen lässt.

Um nachzuweisen, dass TEP1-resistente Mücken auch natürlich vorkommen, hat das Team von Elena Levashina eine Feldstudie in Afrika durchgeführt. Zusammen mit Forschern in Mali, Kenia, Burkina Faso und Kamerun hat das Team vier Jahre lang tausende Mücken gesammelt und analysiert. Die Wissenschaftler konnten die Varianten des Gens aus dem Labor auch in Mückenarten aus freier Wildbahn nachweisen. Die resistente Variante wurde jedoch nur in der Mückenart Anopheles coluzzi, nicht aber in ihrem nahen Verwandten, der Mückenart Anopheles gambiae gefunden.

Nach diesem Erfolg hat sich das Team auf eine Sammelstelle in der Sahelzone Malis konzentriert. Hier fanden sich sowohl Malaria-resistente als auch nicht-resistente Mücken. Die Forscher haben daraufhin tausende infizierte Mücken während zweier Regenzeiten gesammelt und analysiert.Es zeigte sich, dass die Größe und Zusammensetzung der Mückenpopulationen bei dieser Untersuchung stark schwankten. Daraufhin testeten die Forscher mit einem Modell zur Vorhersage von Aktienkursen, wie Änderungen in der Mückenpopulation die Häufigkeit des Parasiten beeinflussen. Markus Gildenhard, Wissenschaftler aus Elena Levashinas Team, hat dieses Modell zur Vorhersage der Anzahl von Parasiten angepasst und getestet, ob Einflüsse wie Temperatur, Gesamtanzahl der Mücken oder das Zahlenverhältnis der Mückenarten die Vorhersage der Parasitenhäufigkeit verbessern. So konnte er herausfinden, welche Faktoren überhaupt einen Einfluss auf die Häufigkeit des Malariaparasiten in dem Gebiet in Mali haben.

Sinkendes Infektionsrisiko

In Mali haben die Forscher mit Löffeln und Schöpfkellen Wasserproben nach Larven der Malariamücken durchsucht.

Das Ergebnis war überraschend: Entscheidend für die Häufigkeit des Parasiten ist nur das Zahlenverhältnis der beiden Arten zueinander. Bislang galten Anopheles coluzzi und Anopheles gambiae beide als gefährliche Malariaüberträger. Erhöht man aber im Modell den Anteil an Anopheles coluzzi – der Art mit resistenzverleihender Variante des Gens –, sinkt die Anzahl der Malariaparasiten. Die Gefahr für den Menschen, mit dem Erreger infiziert zu werden, sinkt unter diesen Umständen also.

Durch den Klimawandel verändern sich die Bedingungen in der Sahelzone extrem schnell. Das kann Auswirkungen auf Mückenarten und so auch auf die Ansteckungsgefahr mit Malaria haben. Forscher, die Werkzeuge für gezielte Bekämpfungsmaßnahmen entwickeln, können jetzt das neue Wissen über lokale Mückenpopulationen anwenden. So wollen Forscher zum Beispiel Mücken genetisch so verändern, dass sich Unfruchtbarkeitsgene in der Population rasant schnell ausbreiten – ein Mechanismus, der „gene drive“ genannt wird. Mit diesem Ansatz wollen sie in Malariagebieten Mückenarten komplett ausrotten. Hier ist jedoch Vorsicht geboten. Wie die Forschung von Elena Levashina zeigt, kommt es auf die richtige Mückenart an: Wird die falsche Malariamücke aus einem Ökosystem entfernt – also etwa eine Art mit Resistenzgen – könnte eine noch gefährlichere schnell ihren Platz einnehmen – mit schwerwiegenden Folgen für die Gesundheit der Bevölkerung.

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