Malaria-resistente Moskitos

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Die Idee klingt faszinierend, aber auch irgendwie bedrohlich: Wie wäre es, wenn man genetisch veränderte Moskitos züchten könnte, die die Malaria nicht weitergeben können, ihre wildlebenden Artgenossen aber leicht im Wettbewerb der Evolution ausstechen? Forschern an der Johns Hopkins University ist dies im Labor nun gelungen. Während die Schaffung Malaria-resistenter Moskitos mit gentechnischen Methoden schon früher möglich war, ist dies das erste Mal, dass Forscher zeigen konnten, dass die Mutanten auch Fortpflanzungsvorteile besitzen. Ohne diese Komponente würden sich gentechnisch veränderte Tiere als Malaria-Kontrollstrategie nämlich gar nicht eignen.

An dem berüchtigten Sumpffieber sterben noch immer mehr als eine Million Menschen pro Jahr – die meisten davon Kinder in Schwarzafrika, wie die Weltgesundheitsorganisation regelmäßig meldet. Die Krankheit wird durch so genannten Plasmodien ausgelöst – einzellige Parasiten, die von Mensch zu Mensch übertragen werden, in dem sie sich der blutsaugenden weiblichen Anopheles-Mücke bedienen. Die Verbreitung der Krankheit könnte sich daher kontrollieren lassen, wenn man speziell gezüchtete Moskitos in der Natur aussetzt, die den Parasiten nicht übertragen können. Damit das aber wirklich funktioniert, müssten die Malaria-resistenten Stechmücken die natürliche Population zu einem großen Teil ersetzen, um den Infektionskreislauf zu unterbrechen – so viel wird nach einem Blick auf Computermodelle klar.

Um zu testen, ob dies auch funktionieren kann, konfrontierten Marcelo Jacobs-Lorena und seine Kollegen von der Johns Hopkins School of Public Health in Baltimore natürliche Stechmücken und gentechnisch veränderte Moskitos mit Malaria-Resistenz miteinander. Dabei wurde die jeweils gleiche Anzahl an Tieren in einen Käfig gesetzt. Diese durften sich dann am Blut von Mäusen bedienen, die von Malaria-auslösenden Parasiten befallen waren. Die Eier der Insekten wurden anschließend eingesammelt und die daraus entstehenden Tiere erneut mit infizierten Mäusen zusammengebracht.

Nach neun Generationen waren immerhin 70 Prozent der Moskitos Malaria-resistent – die genetisch veränderten Insekten hatten also ihre nichtresistenten Kollegen im Wettbewerb der Evolution weitgehend überholt. Im Gegensatz dazu ergab ein Kontrollgruppentest mit der gleichen Mückenanzahl und nicht infizierten Mäusen, dass sich keine der beiden Arten grundlegend durchsetzen konnte. Der Grund: Die Infektion mit Plasmodien hat offenbar negative Auswirkungen auf die Fruchtbarkeit der Insekten. "Wer infiziert ist, muss dafür bezahlen", meint Hillary Hurd, Parasitenforscherin an der britischen Keele University. Dementsprechend, meint die Forscherin, dürften Tiere mit Resistenzen gegen den Malaria-Erreger einen Vorteil haben. Das Ergebnis der Johns Hopkins-Studie stützte diese These.

Inzwischen sind bereits verschiedene Arten Malaria-resistenter Moskitos gezüchtet worden. Dabei wird immer in den komplexen Entwicklungszyklus der Plasmodien eingegriffen. Verdaut ein Moskito die Parasiten mit infiziertem Blut, infiltrieren diese zunächst den Darm und bilden eine Zyste. Diese Zyste bricht dann später auf und gibt Sporen in den Körper des Moskitos ab, die dann unter anderem in die Speicheldrüsen wandern. Wenn die Stechmücke dann eine weitere Person sticht, wird der Parasit gleich mit übertragen.

Jacobs-Lorena und seine Kollegen schufen nun Moskitos, die ein Peptid namens SM1 produzieren. Es blockiert die Plasmodien bei ihrem Versuch, in den Darm der Mücken einzudringen und hemmt dadurch ihre Weiterentwicklung. Da es sich um kein natürlich vorhandenes Peptid handelt, triggert SM1 auch nicht das Immunsystem der Insekten, erklärt Hurd: "Das ist eine ganz andere Strategie als diejenigen, an denen andere Gruppen arbeiten. Würde es hier eine Immunreaktion geben, würde dies die Fortpflanzung ebenfalls beeinträchtigen."