Moskitos, die mit Virus-unterdrückenden Bakterien infiziert sind, könnten helfen, das Dengue-Fieber zu kontrollieren

Moskitos, die mit den Bakterien Wolbachia infiziert sind, sind deutlich schlechtere Überträger für das Dengue-Virus, und daher ein vielversprechender Ansatz zur Bekämpfung dieser Erkrankung. Wie man allerdings Wolbachia in einer städtischen Moskito-Population aufbaut und verbreitet, war unklar. Eine Studie von Michael Turelli von der University of California, Davis in Zusammenarbeit mit Nick Barton vom Institute of Science and Technology Austria (IST Austria) und Kollegen von Scott O’Neills „Eliminate Dengue Program“, die am 30. Mai 2017 im Open Access Journal PLOS Biology veröffentlicht wurde zeigt, dass sich die mit den Dengue-unterdrückenden Bakterien infizierten Mücken nach strategisch günstigen Freilassungen im Laufe der Zeit über große Städte verbreiten können.

Mehr als 2,5 Milliarden Menschen leben in Gebieten, die von Dengue-Fieber betroffen sind. Dabei handelt es sich um eine moskitogetragene Viruserkrankung, die sich mit alarmierender  Geschwindigkeit in tropischen und subtropischen Ländern ausbreitet. Bemühungen zur Unterdrückung der Erkrankung haben sich bisher vor allem auf die Kontrolle der Moskitos konzentriert. Nun prüft eine internationale, nicht profitorintierte Forschungskollaboration – das Eliminate Dengue-Programm – einen neuen Ansatz: Sie nutzen Bakterien, die die Moskitos infizieren und ihre Fähigkeit, Viren zu übertragen, reduzieren. Die Forscher wählten drei Bereiche in der Nähe von geeigneten Moskitolebensräumen in Cairns in Queensland aus und entließen dort ausgewachsene, mit dem Wolbachia Bakterium infizierte, Aedes aegypti Moskitos. Zwei der Standorte waren relativ groß (etwa 1 Quadratkilometer beziehungsweise ein halber Quadratkilometer) und erhielten mehr als 130.000 beziehungsweise 286.000 Moskitos, während der dritte kleiner war (etwa ein Zehntel eines Quadratkilometers) und 35.000 Moskitos erhielt. Die Forscher verfolgten dann über eine Dauer von zwei Jahren die Verbreitung des Wolbachia Bakteriums in den Moskitopopulationen, indem sie die Moskitos einfingen und auf die Bakterien testeten.

Die Forscher fanden heraus, dass die mit Wolbachia infizierten Moskitos sich in den großen Bereichen etwa um 100-200 Meter pro Jahr ausbreiten; in der kleineren Fläche gab es in der selben Fläche aber kaum Hinweise auf eine solche Ausbreitung. Dies deutet darauf hin, dass strategische Freisetzungen die Moskitopopulationen in Städten transformieren können, solange die Freisetzungsbereiche groß genug sind. Die Ausbreitung in den größeren Standorten verlief zwar langsam, in der Regel jedoch stetig. Allerdings stellten die Forscher auch fest, dass Straßen, Flüsse und Wälder als Barrieren für die Mückenbewegung dienen und die Ausbreitung behindern können. Dies deutet darauf hin, dass lokale Barrieren für die Mückenverbreitung berücksichtigt werden sollten, wenn auszurechnen ist, wie viele Freisetzungen von Wolbachia-infizierten Mücken erforderlich sind.

„Mathematische Methoden, die ursprünglich entwickelt wurden, um die Hybridisierung in der Natur zu verstehen, haben sich bei der Gestaltung von Biokontrollprogrammen als nützlich erwiesen“, erklärt Nick Barton von IST Austria. „Gemeinsam mit Michael Turelli von der University of California habe ich gezeigt, wie einfache Modelle trotz einer Vielzahl von biologischen Komplikationen präzise sein können. So kann man Schlüsselparameter, wie die Ausbreitungsrate und die Schwellenfrequenz, die erforderlich ist, um die Infektion zu etablieren, einfach abschätzen indem man beobachtet, wie sich die Infektionsfrequenz im Laufe der Zeit ändert. Dies hilft uns, die beste Strategie für die Umwandlung von Moskito-Populationen zu entwerfen, damit Dengue sich nicht mehr ausbreiten kann.“

Publikation

Schmidt TL, Barton NH, Rasic G, Turley AP, Montgomery BL, Iturbe-Ormaetxe I, et al. (2017): Local introduction and heterogeneous spatial spread of dengue-suppressing Wolbachia through an urban population of Aedes aegypti. PLoS Biol 15(5): e2001894. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.2001894