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Efferent modulation of auditory sensitivity in mosquitoes: From auditory transduction to swarming behaviour

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Malaria durch Stören des Paarungsverhaltens von Moskitos bekämpfen

Das EU-finanzierte Projekt NEURO-SWARM hat die Rolle untersucht, die das Hören beim Paarungsverhalten von Moskitos spielt und somit den Weg für die Nutzung des Gehörsinns zur Kontrolle von Moskitos und zur Eindämmung von Malaria bereitet.

Gesundheit

Malaria wird von Moskitos übertragen und ist jedes Jahr für den Tod von fast einer halben Million Menschen verantwortlich. Da Moskitos immer resistenter gegen Arzneimittel und Insektizide werden, sind Forscher auf der Suche nach neuen Wegen, um die Krankheit zu bekämpfen. Dazu gehören vor allem Bemühungen zur Reduzierung der Moskitopopulation. Nach Aussage von Marta Andres, Koordinatorin des EU-finanzierten Projekts NEURO-SWARM, könnte der Gehörsinn ein wichtiger Faktor zur Reduktion der Population sein, da er eine entscheidende Rolle bei der Fortpflanzung von Moskitos spielt. „Aus vorhergehenden Studien wissen wir, dass das Gehirn von Moskitos die auditive Funktion durch Freisetzen von Octopamin und Serotonin moduliert“, sagt Andres. „Durch das Untersuchen der Rolle, die der Gehörsinn beim Paarungsverhalten von Moskitos spielt, haben wir den Weg zur Nutzung von akustischen Ködern und Abwehrmitteln geebnet, mit denen die Paarung eingedämmt und somit die Verbreitung von tödlichen Krankheiten begrenzt werden kann.“ Andres‘ Forschung wurde im Rahmen der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen gefördert.

Verstehen, wie Moskitos hören

Männliche Malariamücken erkennen ihren Geschlechtspartner anhand des Flügelschlags, ein Verhalten, das in großen Schwärmen aus Tausenden Moskitos auftritt. „Da der Gehörsinn und das Schwärmen essenziell für die Paarung von Moskitos sind, gehen wir davon aus, dass es eine dramatische Auswirkung auf ihr Paarungsverhalten hätte, wenn man diese blockiert“, erklärt Andres. Zur Untersuchung des Gehörsinns nutzte Andres ein Laser-Doppler-Vibrometer, ein hochempfindliches Gerät zur Messung von Vibrationen im Nanobereich. Bei der Erforschung des Verhaltens von Moskitos in einer Laborumgebung machte sie zahlreiche wichtige Entdeckungen. So konnte sie zum Beispiel demonstrieren, dass sowohl Octopamin als auch Serotonin die mechanische und elektrische Reaktion des Gehörs der Moskitos auf den Klang beeinflussen, sodass der männliche Moskito den Flügelschlag des weiblichen erkennen kann. Andres fand außerdem heraus, dass dieser Einfluss um die Dämmerung am größten ist, also genau dann, wenn männliche und weibliche Moskitos schwärmen. Im Rahmen des Projekts wurden außerdem Protokolle erstellt, mit denen verschiedene Aspekte des Gehörsinns und des Schwarmverhaltens von Moskitos charakterisiert werden sollen. Diese Informationen könnten entscheidend sein, um die Eignung von genetisch oder biologisch veränderten Moskitos zur Massenfreisetzung vor Ort zu beurteilen. „Mit den richtigen genetischen oder biologischen Modifikationen könnten wir eine Moskitopopulation zusammenbrechen lassen oder Moskitos, die Malaria übertragen, durch malariaresistente Moskitos ersetzen“, sagt Andres.

Ein bedeutender Fortschritt bei der Krankheitsbekämpfung

NEURO-SWARM hat eine neue Forschungsrichtung zu den molekularen Mechanismen eröffnet, die der auditiven Wahrnehmung von Moskitos zugrunde liegen, und damit den Weg zur Nutzung des Gehörsinns zur Eindämmung von Moskitos frei gemacht. Derzeit untersucht Andres den Effekt, den das Ausschalten der Octopamin-Rezeptoren auf das auditive Verhalten und das Schwarmverhalten von Moskitos hätte. „In Zusammenarbeit mit dem Ifakara Health Institute in Tansania erforschen wir die Auswirkung, die das Stören der Paarung von Moskitos auf die öffentliche Gesundheit hat, und wie wir diese nutzen können, um die Verbreitung von Malaria einzudämmen“, so Andres. „Dadurch können wir das Potenzial des Blockierens von oktopaminergen Signalen zur Störung der akustischen Kommunikation und Fortpflanzung beurteilen.“ Dank eines UKRI Future Leaders Scholarship wird Andres diese Forschung in ihrem eigenen Labor am University College London fortführen. „Dieses Stipendium wäre nicht ohne das Marie-Skłodowska-Curie-Einzelstipendium möglich gewesen“, sagt Andres. „Das Endergebnis dieser Arbeit wird ein bedeutender Fortschritt im Bereich der Moskitoforschung und Krankheitsbekämpfung sein.“

Schlüsselbegriffe

NEURO-SWARM, Malaria, Moskitos, Moskito, Octopamin, Serotonin, Laser-Doppler-Vibrometer, Ifakara Health Institute, UKRI, University College London, Marie-Skłodowska-Curie-Einzelstipendium, Krankheitsbekämpfung

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