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Einsatz von Wolbachia-Bakterien im Kampf gegen Malaria

Schwerpunkt eines neuen EU-finanzierten Forschungsprojekts war eine Malariakontrollstrategie auf Basis von Wolbachia-Bakterien, die die epidemiologische Forschung zu Malaria deutlich vorantreibt.
Einsatz von Wolbachia-Bakterien im Kampf gegen Malaria
Etwa 500 Millionen Menschen werden jährlich mit Malaria infiziert. Erreger ist der für mehr als 1 Mio. Todesfälle verantwortliche Malariaparasit Plasmodium Falciparum. Als Hauptüberträger bzw. Vektor des Parasiten in Afrika gilt die Stechmücke Anopheles gambiae (A. gambiae).

Eine nahe liegende Möglichkeit, die Übertragung des Parasiten zu verhindern, ist zweifellos die Bekämpfung des Insektenvektors, aber trotz vieler Kontrollprogramme in jüngster Zeit bildet der Vektor immer neue Resistenzen gegen die eingesetzten Insektizide aus, was die Bemühungen zunichte macht.

Forschungsbedarf besteht daher noch bei der Suche nach und der Entwicklung neuer Malariakontrollstrategien. Das Projekt ANOPOPAGE (Population age structure and age structure modification via Wolbachia in Anopheles gambiae) beschäftigte sich näher mit einem solchen Ansatz.

Die Forscher infizierten A. gambiae-Zelllinien mit verschiedenen Stämmen der Bakteriengattung Wolbachia. Während untersucht wurde, wie diese Stämme das Immunsystem der Stechmücken beeinflussen, stellte sich eine verstärkte Expression von Genen herausstellte, die eine Immunität gegen den Malariaerreger vermitteln. Die besten Ergebnisse erzielte dabei der nicht virulente Wolbachiastamm wAu.

Die Analysen der Altersverteilung bei weiblichen Mückenpopulation vor Ort ist ein kritischer, aber kaum näher untersuchter Faktor für die Vektorkapazität, da die Inkubationszeit der Stechmückenparasiten sehr lang ist. ANOPOPAGE führte globale Genexpressionsanalysen für neun Gene mit altersbezogenen Transkriptionsmustern während des adulten Lebenszyklus durch. Mit der Methode gelang es, genauestens den weiblichen Altersdurchschnitt von Mücken vorherzusagen, die im Labor gezüchtet worden waren. Bei frei lebenden Stechmücken lag die Genauigkeit der Schätzungen nur wenig niedriger.

Mittels eines mathematischen Modells auf Basis demographischer und populationsdynamischer Daten konnte die optimale Strategie für die Freisetzung von Wolbachia-infizierten A. gambiae-Mücken ermittelt werden. Die erfolgreichste Strategie war offenbar die wiederholte Freisetzung kleiner, männlich-dominierter Populationen.

Künftig soll an plasmodienhemmenden Bakterien geforscht werden, mit denen Anopheles-Mücken auf einfachere Weise infiziert werden können. Die hier entwickelten Methoden und Modelle werden die Malariaforschung und Epidemiologie in Afrika um vieles voranbringen.

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Medicine and Health
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