Das Bekämpfen von Krankheiten, die von Mücken übertragen werden, ist ein bisschen wie das Spielen von Maulwürfen: Sobald Sie einen Krankheitsüberträger in einem Bereich ausrotten, tauchen sie in einem anderen auf. Wenn Sie das größere ökologische Bild berücksichtigen, können Sie sich die Mühe sparen.
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Dies ist sicherlich der Fall bei Chikungunya - ausgesprochen „chick-in-GOON-ya“ - einem Virus, der auf dem amerikanischen Kontinent relativ neu ist. Der Erreger breitet sich aus dem Stich einer durstigen Mücke aus und lässt die Opfer manchmal monatelang wund und fiebrig werden. Bis 2006 war das Virus auf tropische Regionen Afrikas beschränkt, und Reisende brachten es gelegentlich nach Hause. Der Schauspielerin Lindsay Lohan wurde kürzlich berichtet, dass sie sich über die Feiertage während eines Urlaubs in Französisch-Polynesien mit dem Virus infiziert hat. Lokal übertragene Ausbrüche auf den Inseln im Indischen Ozean und letztes Jahr in der Karibik und in Florida haben Chikungunya zu einem Virus gemacht, den es zu beobachten gilt.
Panama hat im vergangenen Mai seinen ersten einheimischen Fall erhalten, und dies veranlasste Forscher des Smithsonian Tropical Research Institute (STRI) zu untersuchen, wie sich die asiatischen Tigermücken ( Aedes albopictus ), einer der Träger von Chikungunya, im ganzen Land ausbreiten und wie schnell sie sich ausbreiten die Bewegung. Ihren heute in PLoS Neglected Tropical Diseases veröffentlichten Ergebnissen zufolge sind asiatische Tigermücken in Panama eingedrungen, indem sie auf dem Bürgersteig schnell auf von Menschen gebauten Straßen unterwegs waren.
Asiatische Tigermücken sind jedoch nicht die Einzigen, die das Virus übertragen: Aedes-aegypti- Mücken übertragen auch Chikungunya, und beide Arten können das Dengue-Virus verbreiten, das auf dem amerikanischen Kontinent einen wesentlich größeren Einfluss hat. „In vielen Ländern Mittelamerikas, einschließlich Panama, haben sich die Menschen ausschließlich mit A. aegypti befasst “, sagt Jose Loaiza, Entomologe bei STRI und Instituto de Investigaciones Cientificas und Servicios de Alta Tecnologia in Panama. "Beide Arten müssen kontrolliert werden, um die Fälle von Dengue-Fieber und Chikungunya zu bekämpfen", sagt er.
Gentechnisch veränderte Mücken bieten eine vielversprechende, wenn auch umstrittene Möglichkeit, solche Krankheiten zu bekämpfen. Das britische Biotech-Unternehmen Oxitec hat sterile A. aegypti- Mücken entwickelt, die ihre Sterilität auf wild lebende Populationen ausbreiten und die Zahl der krankheitsübertragenden Mücken verringern können, die Menschen beißen. Die STRI-Forscher vermuten jedoch, dass die aggressive Invasionstaktik der asiatischen Tigermücke dazu beitragen könnte, Gebiete zu kolonisieren, in denen gentechnisch veränderte Mücken die lokale Bevölkerung ausgelöscht haben - und dabei Chikungunya und Dengue verbreiten.
Panama als Labor benutzen
Während sich A. aegypti seit dem 17. Jahrhundert in Mittel- und Südamerika aufhält, ist die asiatische Tigermücke erst 2002 in Panama City aufgetaucht, wahrscheinlich über Frachtschiffe aus Asien. Loaiza und sein STRI-Kollege Matt Miller wollten sehen, wie sich die neuen Mücken in der Wildnis ausbreiten und wie die beiden Arten möglicherweise interagieren.
Glücklicherweise sammelt Panamas Gesundheitsministerium routinemäßig Proben von lokalen Mückenpopulationen im ganzen Land, und die Forscher konnten Sammeldaten über asiatische Tigermücken verwenden, um die Ausbreitung der Arten in Panama zu verfolgen. Sie modellierten die Geschwindigkeit und Ausbreitung der Blutsauger anhand von Faktoren, die die Invasion antreiben könnten: Klima, menschliches Verhalten, Straßen oder eine Kombination der drei Faktoren.
Bis 2009 hatte sich die Invasion des Insekts auf die Küstenstadt Colon ausgeweitet, und bis 2013 war der größte Teil von West-Panama und östlich von Panama City eingedrungen. Es stellt sich heraus, dass lokale Straßen und Autobahnen im Laufe der Zeit am besten zum Pfad des Fehlers passten. "Es scheint sehr schnell zu gehen, besonders wenn man bedenkt, dass es all diese anderen wettbewerbsfähigen Mücken gibt", sagt Miller. Asiatische Tigermücken drangen sogar in trockene Gebiete ein, die für A. aegypti möglicherweise gastfreundlicher gewesen wären.
Die Käfer trampen wahrscheinlich einen Ritt mit Menschen. Oft legen sie ihre Larven in alte Reifen und schlüpfen dann aus. Wenn die Reifen fahren, fahren die Käfer. Der Befund stimmt mit früheren Daten überein, die die Invasion der asiatischen Tigermücken in den USA und in Europa kartieren, und bestätigt, dass diese Mücken auch auf lokaler Ebene in den Tropen immer noch auf denselben Routen wandern. "Keine Frage, sie sind großartige Tramper", sagt Phil Lounibos, Entomologe an der Universität von Florida.
Die Bewohner reagieren, als ein Arbeiter ein Grundstück begast, um die Ausbreitung von Chikungunya und Dengue-Fieber in Tocumen außerhalb von Panama-Stadt zu kontrollieren. Selektive Sprühprogramme sind Standard bei der Mückenbekämpfung, aber gentechnisch veränderte Mücken wurden als neue, umweltfreundlichere Strategie angepriesen. (CARLOS JASSO / Reuters / Corbis) Asiatische Tigermücken sind noch nicht in ganz Panama eingedrungen, und die Forscher empfehlen, Fahrzeuge mit Insektiziden einzusprühen, um ihre Ausbreitung einzudämmen. Da es in Panama bereits Kontrollen auf landwirtschaftlichen Straßen gibt, um die Ausbreitung eines Rinderparasiten namens Schneckenwurm zu verringern, wird vorgeschlagen, das Sprühen an Kontrollpunkten durchzuführen. Die Forscher argumentieren, dass diese Strategie Fälle von Chikungunya und Dengue reduzieren könnte.
Eine nicht so perfekte Lösung
Das Team schlägt auch vor, dass der Wettbewerb zwischen diesen Mücken den Erfolg komplexerer Strategien wie der Einführung gentechnisch veränderter Mücken beeinträchtigen könnte. Oxitec hat sich auf Dengue-Fieber konzentriert und einige Erfolge in der Feldforschung in kleinem Maßstab in Brasilien und auf den Kaimaninseln erzielt. Im April 2014 hat eine Oxitec-Studie des Gorgas-Instituts in Panama 60.000 gentechnisch veränderte A. aegypti- Mücken im Bezirk Arraiján westlich von Panama-Stadt freigesetzt. Bis Oktober sank die lokale Mückenpopulation in Panama laut unveröffentlichten Ergebnissen von Oxitec um mehr als 90 Prozent.
Das Modell von Miller und Loaiza weist jedoch auf die Möglichkeit hin, dass asiatische Tigermücken A. aegypti in Gebieten ersetzen könnten, in denen gentechnisch veränderte Programme die lokale Bevölkerung anderer Arten getötet haben. Es gibt Hinweise aus dem Südosten der USA, dass dies der Fall war, als asiatische Tigermücken in das Gebiet eindrangen. Sie schlagen auch vor, dass wild lebende A. aegypti- Populationen von anderswo in der Lage sein könnten, diese Gebiete selbst wieder zu erobern.
Beide Szenarien könnten die Ausbreitung von Chikungunya in Panama unterstützen und zukünftige Ausbrüche von Dengue erleichtern. "In diesem speziellen Fall, in dem Sie zwei Mücken haben, die dasselbe können, aber der GM-Ansatz nur einen von ihnen betrifft, ergibt das überhaupt keinen Sinn", sagt Miller. Panamas erster Fall von Chikungunya tauchte ungefähr zur selben Zeit auf wie der GM-Versuch, aber die Forscher schildern dies als reinen Zufall.
Befürworter von GV-Mücken argumentieren, dass die Wiederansiedlung überall ein Problem darstellt. „Alle Anstrengungen zur Vektorkontrolle müssten sich gegen eine erneute Einführung schützen. Dies ist kein Merkmal oder Nachteil eines bestimmten Ansatzes “, sagt Luke Alphey, der vektorbedingte Viruskrankheiten am Pirbight Institute in Großbritannien untersucht. Außerdem hat Oxitec an einer gentechnisch veränderten asiatischen Tigermücke gearbeitet, obwohl dies nicht der Fall ist wurde im Feld noch getestet.
Der Erfolg eines Programms zur Bekämpfung von genetisch veränderten Mückenerkrankungen kann darauf zurückzuführen sein, dass Mücken die Krankheit besser auf den Menschen übertragen können, und das ist kompliziert. Asiatische Tigermücken sind möglicherweise besser in der Lage, Viren vor Ausbrüchen zu schützen und bestimmte Stämme zu verbreiten. Diese Sorten haben es noch nicht auf diese Seite des Atlantiks geschafft. Stattdessen eignen sich A. aegypti- Mücken am besten, um die im Moment in der Karibik schwebende Sorte zu tragen. "Nach dem, was wir derzeit über die Krankheitsübertragung von Chikungunya wissen, ist Aegypti mehr zu fürchten als Albopictus", sagt Lounibos. Es gibt Hinweise darauf, dass dies auch für Dengue-Fieber gilt.
Es könnte also nicht das Schlimmste auf der Welt sein, es zu ersetzen, oder? „Der schlimmste Fall wäre, dass Sie Aegypti entfernen und Albopictus einzieht, aber Sie haben einen sehr effizienten Vektor durch einen ineffizienten ersetzt, und im besten Fall entfernen Sie den effizienten und es gibt keine Auswirkungen auf den ineffizienten eine “, sagt Chris Creese, Kommunikationsmanager bei Oxitec.
Diese Strategie hängt davon ab, dass Dengue-Fieber in Mittel- und Südamerika ein größeres Problem darstellt und A. aegypti ein besserer Träger ist, und das könnte sich ändern. Wenn ein Patient mit dem richtigen Stamm in Panama auftaucht und von einer lokalen asiatischen Tigermücke gebissen wird, könnte sich der andere Stamm bald im ganzen Land ausbreiten. "Es ist nur eine Frage der Zeit", sagt Miller.
Der Stamm auf dem amerikanischen Kontinent könnte auch mutieren und sich so weiterentwickeln, dass asiatische Tigermücken einen effizienteren Überträger für das Virus darstellen. Das ist tatsächlich in drei verschiedenen Ausbrüchen auf den Inseln des Indischen Ozeans passiert. In jedem dieser Szenarien könnte die Invasion asiatischer Tigermücken Chikungunya zu einem Hauptproblem auf dem amerikanischen Kontinent machen. "Es gibt ein Evolutionspotential in den Mücken und im Virus", sagt Lounibos.
Die Kosten könnten der wichtigste Faktor für den Erfolg von GV-Mücken sein. Im Moment ist Oxitec nicht sicher, wie viel sie verlangen werden, obwohl einige Schätzungen von außen im Bereich von Hunderttausenden von US-Dollar liegen. Ein umfassendes Krankheitspräventionsprogramm würde eine Menge gentechnisch veränderter Mücken erfordern. "Wenn Sie in Panama gentechnisch veränderte Mücken einsetzen wollen, müssen Sie diese in einem sehr hohen Tempo freisetzen, was für das Land sehr kostspielig sein kann", sagt Loaiza. Derzeit ist unklar, welche Länder bereit sein werden zu zahlen.
Loaiza und Miller schreiben die Technologie nicht vollständig ab. Gentechnik könnte sich als erfolgreicher erweisen, wenn die Umstände anders wären, vielleicht in Verbindung mit anderen Waffen im Arsenal zur Mückenbekämpfung. Wie auch immer, es ist klar, dass beide Arten ein wachsames Auge verdienen. Wenn wir nicht aufpassen, könnte die asiatische Tigermücke dazu beitragen, Chikungunya zu einer weit verbreiteten Bedrohung für die öffentliche Gesundheit zu machen.
