Vektorbiologie

Malaria ist nach wie vor eine verheerende Krankheit, die jedes Jahr eine halbe Million Menschenleben fordert, vor allem Kinder in subtropischen Regionen. Die Übertragung des Plasmodium-Parasiten ist untrennbar mit der Anopheles-Mücke​​​​​​ verbunden. Das zentrale Forschungsziel der Forschungsgruppe für Vektorbiologie besteht darin, aufzuklären, wie die Immunität und der Stoffwechsel der Mücke die Malariaübertragung auf molekularer und evolutionärer Ebene beeinflussen. Durch die Analyse der genetischen und metabolischen Wechselwirkungen zwischen Mücken und Plasmodium-Parasiten wollen wir Schwachstellen in diesen Wechselwirkungen identifizieren, die genutzt werden könnten, um die Malariaübertragung an ihrer Quelle zu unterbinden.

Unser Forschungsprogramm basiert auf der Entdeckung des komplementähnlichen Systems (CLS) der Mücke, das für die Vektorkompetenz und Fruchtbarkeit entscheidend ist. Die zentrale Komponente dieses Systems ist das Thioester-haltige Protein 1 (TEP1), das dem Komplementfaktor C3 von Säugetieren ähnelt und für die Abtötung von Plasmodium-Parasiten im Darm der Mücke unerlässlich ist. Feldstudien in Afrika haben gezeigt, dass die genetische Variabilität von TEP1 die Resistenz der Mücken gegenüber Malaria-erregenden Pathogenen beeinflusst.

Unser Ziel ist es, die Wechselwirkungen zwischen Anopheles-Mücken und P. falciparum in einem breiteren Kontext zu analysieren. Zu diesem Zweck kombinieren wir in unserer Forschung Labormodelle und Feldstudien, um die Wechselwirkungen zwischen Mücken und Parasiten zu modellieren, wobei wir Signale von Mücken, Parasiten und der Mikrobiota des Mückendarms berücksichtigen (Abbildung 1).

 

Um unsere wissenschaftliche Vision voranzutreiben, konzentriert sich unser laufendes und zukünftiges Forschungsprogramm auf:

• Regulierung von Immunantworten: Wir entwickeln innovative Methoden, um die Immunregulation bei Mücken auf zellulärer und organismischer Ebene zu untersuchen und so Schlüsselknotenpunkte zu identifizieren, die die Vektorkompetenz beeinflussen.
• Immunsystem der Mücken und bakterielle Homöostase: Wir untersuchen, wie sich Immundefekte auf die Bakteriengemeinschaften der Mücken und die Entwicklung von Plasmodium auswirken.
• Treiber der Malariaübertragung: In Zusammenarbeit mit Forschenden in Mali und dem Labor von Silvia Portugal am MPIIB untersuchen wir, wie die Dynamik und Genetik von Mückenpopulationen während der Übergangsjahreszeiten die Plasmodium-Häufigkeit und die Malaria-Epidemiologie beeinflussen.
• Funktionale Genomik von P. falciparum: Wir erforschen die Kolonisierungs- und Reifungsstrategien von Plasmodium in der Mücke, um die genetischen und molekularen Faktoren der Parasitenübertragung zu verstehen.
• Translationale Anwendungen: Wir nutzen unsere Forschungsinstrumente, um Maßnahmen wie monoklonale Antikörper und Impfstoffkonzepte zu entwickeln, um die Malariaübertragung zu reduzieren.

Durch diese integrierten Ansätze zielt die Forschungsgruppe für Vektorbiologie darauf ab, unser grundlegendes Verständnis der Wechselwirkungen zwischen Mücken und Parasiten zu erweitern und grundlegendes Wissen für den weltweiten Kampf gegen Malaria und andere durch Vektoren übertragene Krankheiten beizusteuern.

 

 

Unsere Forschungsfragen

• Wie wird das komplementähnliche System der Mücke aktiviert? (Tisheng Shan)
• Wie wirken sich die Immunsignalwege der Mücke auf die Homöostase in ihrem Darm aus? (Suzana Zakovic)
• Was sind die mikrobiellen Einflussfaktoren auf die Homöostase und Dysbiose im Darm der Mücke? (Marly Erazo Lugo)
• Wie beeinflussen Lipide von Mensch und Mücke die Infektiosität von P. falciparum sowohl in der Mücke als auch im Menschen? (Alex Penning und Sophia Kahler)
• Welche Rolle spielt das Sekretom des Parasiten bei seiner Übertragung vom Menschen auf die Mücke und auf den weiteren Infektionsverlauf? (Pablo Suarez Cortes)
• Welche vielfältigen molekularen Strategien wenden Plasmodium-Parasiten an, um den Darm der Mücke zu besiedeln? (Ellen Hoppenz)
• Was sind die treibenden Faktoren für die Dynamiken von Mückenpopulationen während der Regenzeit? (Annice Bowen)
• Wie beeinflusst die Populationsdynamik der Mücken die Kipppunkte der Übertragung beim Übergang von der Trocken- zur Regenzeit? (Elisa Escabia)
• Können wir die aktuellen Malaria-Impfstoffe, die die Übertragung blockieren, verbessern? (Giulia Costa)