In der Moskito-Kuppel von Burkina Faso, wo giftige Pilze auf die Probe gestellt werden

Ein innovatives Forschungszentrum, das sich dem Thema Blut, Beißen und Zurückschlagen von Malaria widmet.

Irgendwo abseits der Hauptstraße im Dorf Soumousso in Burkina Faso befindet sich ein anderes Dorf - ganz für Mücken gebaut. Es sieht nicht ganz so aus wie die anderen im Südwesten des Landes oder anderswo. Es gibt ein paar Hütten, aber sie befinden sich in Kuppeln aus feinmaschigem Geflecht, die eine Fläche von ungefähr der Größe von drei Tennisplätzen abdecken. Anstelle von Betten gibt es kleine Pools mit stehendem Wasser. Und es gibt keine menschlichen Bewohner, nur einige Kälber, die satt sind und sich nicht bewusst sind, dass sie als Smorgasbord für den lästigsten Käfer der Welt angeboten wurden. Aber es braucht ein Dorf, um eine Mücke zu züchten (und zu töten).

Dieses Quasi-Dorf ist eine Idee von Forschern aus den USA und Burkina Faso, die es MosquitoSphere nennen. Seit einigen Jahren nutzen sie es als Labor, um die neueste Waffe im Kampf gegen Malaria im Land zu testen: einen transgenen Pilz, der mit Spinnengift biologisch hergestellt wurde, um Mücken - und die darin enthaltenen Krankheitserreger - in ein frühes Grab zu bringen. Und es scheint geklappt zu haben: 99 Prozent der Mücken, die mit dem Pilz befallen waren, starben innerhalb eines Monats nach dem Testen. Die Forscher der University of Maryland und des Forschungsinstituts für Gesundheitswissenschaften und des Zentrums Muraz in Bobo-Dioulasso, Burkina Faso, haben kürzlich ihre Ergebnisse in der Zeitschrift veröffentlicht.

Burkina Faso ist einer der schlimmsten Orte der Welt, an denen eine Mücke gestochen wird. Dies macht Burkina Faso zu einem der besten Orte der Welt, um Malaria zu untersuchen. Mit mehr als 7,9 Millionen Fällen der im Jahr 2017 registrierten parasitären Erkrankung ist Burkina Faso eines der 10 Länder, die von Malaria heimgesucht werden und laut der Studie nicht auf dem richtigen Weg sind, die von der Weltgesundheitsorganisation vorgegebenen Ziele für die Seuchenbekämpfung zu erreichen. Laut Brian Lovett, Entomologe an der University of Maryland und Hauptautor der Studie, war dies in vielerlei Hinsicht der naheliegende Ort, um die Moskitosphäre zu errichten.

Soumousso ist seit den 1980er Jahren eine Hochburg der Malariaforschung. Das Dorf veranstaltete einige der ersten Tests von mit Insektiziden behandelten Bettnetzen. Zuerst schien es, als wären diese Netze eine Wunderwaffe. Sie retteten Millionen von Menschenleben, indem sie traditionellen physischen Schutz vor Mücken mit Pyrethroid-Insektiziden kombinierten, die im Allgemeinen für Säugetiere nur eine geringe Bedrohung darstellen und hochwirksam gegen Insekten in niedrigen Dosen sind. Stechmücken finden jedoch immer einen Weg, unsere Bemühungen, sie einzudämmen, zu übertreffen. Sie wurden resistent gegen das Insektizid und die Epidemie tobte weiter. Die Geschichte der Bekämpfung von Mücken in Burkina Faso machte es jedoch zu einem idealen Ort für hochmoderne Malaria-Forschungslabors, so Raymond St. Leger, Entomologe an der University of Maryland und einer der Autoren der Studie. Insbesondere Soumousso ist ein großartiger Ort dafür, da es seine Mücken so gut kennt: Welche Unterarten sind vorhanden, wie sind ihre Populationen strukturiert und welche sind insektizidresistent, sagt Lovett.

Diese Labors haben zusammen mit anderen in Afrika südlich der Sahara über ein Jahrzehnt lang mit Pilzen als möglichem Mückenvernichter gespielt. Im Jahr 2005 experimentierten Wissenschaftler mit einem natürlich vorkommenden Pilz, der als natürlicher Feind der Mücke bezeichnet wird. In einem Versuch in Tansania gelang es seinen Sporen, Malaria übertragende Mücken abzutöten, aber nicht schnell genug, um sie daran zu hindern, Malaria zu übertragen, und einige Mücken absorbierten nicht genug Sporen, um den Eimer zu treten. In jahrelanger Forschung ist kein Pilz aufgetaucht, der schnell und effektiv genug töten könnte.

Die Forscher aus Maryland und Bobo-Dioulasso beschlossen, eine gentechnisch veränderte, übermächtige Sorte auszuprobieren, die die sporenspezifische Abgabe eines Pilzes mit der Bremskraft einer anderen Kreaturenordnung vollständig kombiniert. "Spinnen wurden durch Evolution entwickelt, um Proteine ​​herzustellen, die speziell Insekten töten", sagt Lovett. "Also verwenden wir den Pilz, um dieses Toxin in das Blut eines Insekts zu transportieren."

Sie wählten die Blue Mountains Trichterspinne () aus New South Wales, Australien. Die Lebewesen haben eine Menge Kraft in ihrem Gift und das darin enthaltene Toxin ist eines der wenigen insektiziden Proteine, die für den Menschen als sicher gelten, sagt Lovett. Das Gift muss zuerst in einem Prozess namens Melken extrahiert werden. Glenn King, ein Biochemiker an der University of Queensland, hat viele Trichterspinnen gemolken (ein schwieriger Prozess, bei dem die Spinne in eine winzige Vorrichtung gebracht wird, die die Muskeln um ihre Giftdrüsen massiert, sodass sie direkt in eine winzige Ampulle tropfen) Malaria-Forschungsteam.

Um diesen Superpilz zu entwickeln, haben die Forscher ein Gen eingebaut, das es der Spinne ermöglicht, sein Toxin zu produzieren. Um sicherzugehen, dass der Pilz das Gift nur dann produziert, wenn er mit der Hämolymphe einer Mücke (dem Insektenäquivalent von Blut) in Kontakt kommt, haben sie einen zusätzlichen genetischen Schalter eingesetzt. Sobald sich das Gift im Pilz befindet, bestand die nächste Herausforderung darin, zu bestimmen, wo und wie die Sporen verbreitet werden sollen. Die Forscher beschafften sich ein schwarzes Baumwolltuch aus der Region, tränkten es mit einer Lösung aus Sesamöl und Sporen und hängten die Laken in die MosquitoSphere.

Sie fragen sich vielleicht: Warum die Kuppeln? Warum nicht vielleicht eine kontrollierte Laborumgebung mit wenig Bedrohung durch die Regenzeit oder einen Staatsstreich? Nach Richtlinien der Weltgesundheitsorganisation lassen sich Erkenntnisse aus der Mückenforschung im Labor nicht auf die unvorhersehbare, komplizierte Außenwelt übertragen. Ein Netzgehege ist also die richtige Art von kontrollierter Umgebung, um eine natürliche Umgebung zu simulieren, in der sich Mücken mehr oder weniger wie überall anders verhalten sollten.

Die von einem finnischen Architekten entworfene MosquitoSphere ähnelt drei großen, miteinander verbundenen Gewächshäusern, die in sechs kleinere Abteile unterteilt sind, die sich alle unter einem Dach aus einem doppelschichtigen Netz befinden. In vier Fächern befinden sich Testhütten, einheimische Pflanzen und Brutstätten für Mücken. "Es ist ein beeindruckender Anblick, wenn Sie neben dem Dorf fahren", sagt Lovett. "Das Netz begann weiß, aber der Boden ist sehr rot, jetzt ist es rosa-braun."

Um ihre winzigen Opfertestobjekte zu erhalten, ließ das Forscherteam Einheimische aus Soumousso Larven der insektizidresistenten Mücken aus Pfützen in der Stadt sammeln. Larven tragen keine Malaria - erwachsene Mücken nehmen sie auf, wenn sie einen infizierten Wirt beißen -, was garantiert, dass das Experiment frei von Parasiten ist. Die Forscher zogen diese Maden innerhalb des Geheges zu Erwachsenen auf.

Der erste Versuch der Wissenschaftler klingt wie ein Hexenzauber. In der Dämmerung setzten die Forscher 100 weibliche Insektizid-resistente Mücken in jede Hütte frei, damit die Insekten sich vom Blut eines Kalbes ernähren konnten. (Die Kälber sind davon im Allgemeinen nicht betroffen, da sie im Gehege nicht mehr Mücken ausgesetzt sind als im Freien.) Die Insekten wurden später gesammelt, um auf Pilzinfektionen überwacht zu werden. Während der Arbeit hängten die Forscher mit Sesamöl getränkte Tücher an die Wände von drei separaten Hütten, von denen sich jede in einer eigenen Netzkammer befand. Ein Stück Stoff war mit den gentechnisch veränderten Sporen beladen, eines mit natürlichen Sporen und eines ohne Sporen. Die Forscher entließen dann 1.000 erwachsene männliche und 500 erwachsene weibliche Mücken in jede Kammer und überwachten sie 45 Tage lang. In der sporenlosen Hütte gründeten die Mücken schnell eine aufstrebende Gesellschaft von rund 1.400. In der Hütte mit natürlichen Sporen überlebten 450. In der Hütte mit giftigen Sporen torkelten nur 13 Mücken.

Die Ergebnisse von MosquitoSphere sind zwar vielversprechend, aber vorläufig. Der Einsatz des Pilzes in der realen Welt setzt eine genetisch veränderte Spezies frei, was viele Wissenschaftler aus gutem Grund erschrecken lässt. Es erfordert viel mehr Tests und viele bürokratische Genehmigungen, ein teurer und zeitaufwändiger Prozess. Aber es gibt Grund zu der Annahme, dass es funktionieren könnte. Im Gegensatz zu einigen anderen Pilzsporen ist es nicht in der Luft; Die Sporen sind schwer und klebrig. Der Pilz ist auch extrem lichtempfindlich, so dass es schwierig ist, sich unkontrolliert auszubreiten, sollte er jemals versehentlich oder absichtlich aus der Kuppel gelangen.

Geld und Technologie verschmelzen, um die Bekämpfung der Malaria in Afrika südlich der Sahara zu erschweren. Die Forscher sind daher besonders erfreut über dieses Projekt, bei dem es sich um relativ schwaches Öl handelt - nur um Sesamöl, Sporen und Stoff. Von Anfang an haben sich die Bürger von Soumousso freiwillig zur Mitarbeit gemeldet, und die Wissenschaftler haben sie darin geschult, das Gehege zu warten, damit es für die nächste Versuchswelle bereit ist. "Es ist ihre Sphäre", sagt St. Leger und fügt hinzu, dass Wissenschaftler in Burkina Faso bereits vorhaben, die Kuppel weiterhin für Malaria-Experimente zu verwenden.

Nach Lovetts bester Schätzung wird diese Technologie erst in fünf bis zehn Jahren einsatzbereit sein. „Wir müssen Gespräche mit den Aufsichtsbehörden auf internationaler und lokaler Ebene führen und die Community einbeziehen, um deren Erlaubnis zur Verwendung dieser Technologie zu erhalten, bevor wir sie vor Ort ausprobieren“, sagt er. "Aber es ist ein wissenschaftlicher Meilenstein."