Zika- und Dengue-Viren lassen Opfer Moskitos besser riechen | Wissenschaft

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Die Viren, die Zika und Dengue verursachen, können nicht von Mensch zu Mensch übertragen werden – sie müssen in einer Mücke trampen. Eine neue Studie legt nahe, wie sie diese Fahrgeschäfte begrüßen: Sie machen ihre Opfer attraktiver für blutsaugende Insekten.

Es ist „ein großer Durchbruch“, sagt die Moskito-Neurowissenschaftlerin Laura Duvall von der Columbia University, die nichts mit der Forschung zu tun hatte. Die Arbeit zeigt, dass „eine Infektion mit diesen von Mücken übertragenen Viren bei manchen Menschen den Geruchssinn verändern kann … und sie anfälliger für Stiche macht“.

Eine Person kann einen anderen Körpergeruch abgeben, wenn sie krank ist, insbesondere bei einer Infektion. Patienten mit COVID-19 setzen beispielsweise eine charakteristische Mischung von Molekülen frei, die Hunde und elektronische „Nasen“ erkennen können. In ähnlicher Weise verändern Malariaparasiten den Geruch menschlicher Wirte, was sie für Mücken unwiderstehlich macht.

Unklar war, ob auch die Viren, die Zika-Fieber und Dengue-Fieber verursachen, die zusammen jährlich bis zu 400 Millionen Menschen infizieren, den Geruch stören. Diese Krankheitserreger werden von Mensch zu Mensch übertragen Aedes aegypti Mücken, die auch Gelbfieber- und Chikungunya-Viren übertragen.

Um festzustellen, ob Insekten etwas für Menschen mit Zika- oder Dengue-Fieber haben, haben der Mikrobiologe Gong Cheng von der Tsinghua-Universität und seine Kollegen drei miteinander verbundene Käfige für ein Mausexperiment aufgebaut. In einen Käfig leiteten sie Luft, die auf mit dem Zika-Virus infizierte Mäuse geblasen wurde. Ein zweiter Käfig erhielt Luft, die über gesunde Mäuse geleitet worden war. Das Team fügte dann dem dritten Käfig hungrige Mücken hinzu und ließ sie wählen, wo sie sich aufhalten wollten.

Siebzig Prozent der Mücken, die sich in den Käfig drängten, erhielten Luft von Nagetieren, die mit Zika infiziert waren, Wissenschaftler berichten heute online in Zelle. Die Insektenverteilung war auch unausgewogen, wenn die Luft eher von Nagetieren mit Denguefieber als von Zika kam. Die Mücken bevorzugten jedoch keinen bestimmten Käfig, als die Forscher die Luft aus den Käfigen der infizierten Tiere durch ein Filtergerät schickten, das die Chemikalien einschloss, was darauf hindeutet, dass der Geruch der kranken Mäuse die Insekten anzog.

Auch Menschen mit Dengue-Fieber produzieren diesen verführerischen Duft, wie die Experimente des Teams nahelegen. Wissenschaftler wischten die Achselhöhlen von gesunden Menschen und Dengue-Fieber-Patienten mit saugfähigem Material ab, isolierten Moleküle, die sich über die Luft ausbreiten könnten, und tupften sie auf Filterpapier. Mücken bevorzugten den Strauß von Dengue-Fieber-Patienten.

Forscher mit einem olfaktometrischen Zwei-Port-Test untersuchten die Verhaltensreaktion von Mücken
Hong Zhang, Yibin Zhu und Gong Chen (von links nach rechts) zeigen einen der Testkäfige, mit denen sie die Anziehungskraft von Mücken auf Gerüche untersuchten.Xuan Guo

Durch die Erfassung und Analyse von Molekülen, die von infizierten Nagetieren ausgehen, haben Forscher die Inhaltsstoffe von identifiziert Wasser von Zika oder Dengue-Fieber. Mäuse gaben größere Mengen von 11 potenziellen Geruchsstoffen ab, wenn sie krank wurden, und weitere Tests zeigten, dass eines dieser Moleküle, Acetophenon, Mücken anzog. Kranke Nagetiere schieden etwa 10-mal mehr Acetophenon aus als ihre nicht infizierten Artgenossen. Dengue-Fieber-Patienten gaben auch mehr von dem Molekül ab als gesunde Menschen, fanden die Forscher heraus.

Cheng und seine Kollegen haben einen Weg entdeckt, wie Viren die Freisetzung von Acetophenon durch ihren Wirt erhöhen können. Bestimmte Bakterien, die auf der Haut leben, sind die Hauptquelle für Acetophenon. Hautzellen kontrollieren normalerweise ihre Anzahl durch ein Protein namens RELMa, das Keime abtötet. Wissenschaftler fanden jedoch heraus, dass Mäuse, die mit Zika- oder Dengue-Viren infiziert waren, deutlich weniger RELMa produzierten, wodurch sich die Bakterien vermehren und den Geruch von Tieren verändern könnten.

Die Forscher testeten diese Erklärung, indem sie Mäusen Isotretinoin fütterten, ein Vitamin-A-Derivat, das die RELMa-Synthese erhöht, und dann die Anzahl der Mücken zählten, die die Tiere stocherten. Insekten mochten weniger Mäuse, die Isotretinoin konsumiert hatten.

„Es ist ein sehr überzeugendes Papier“, sagt Ring Cardé von der University of California, Riverside, der chemische Ökologie und Insektenverhalten studiert. Aber er warnt davor, dass andere Forscherteams viele Geruchsmoleküle entdeckt haben, die sich anziehen A. aegypti Mücken zu ihren Opfern, einschließlich Milchsäure und Ammoniak. „Es ist unklar, wie sich diese Verbindung mit bekannten Lockstoffen verbindet.“

Dennoch könnten die Ergebnisse die Krankheitsdiagnose „revolutionieren“, sagt James Logan, ein Spezialist für Krankheitskontrolle an der London School of Hygiene & Tropical Medicine, der Teil des Teams war, das zeigte, dass Malariaparasiten die Hautchemie von Menschen verändern. Heutzutage ist ein Bluttest erforderlich, um festzustellen, ob ein Patient Zika- oder Dengue-Fieber hat, und die Ergebnisse sind nicht sofort verfügbar, stellt er fest. Eine elektronische Nase, die von einer Person ausgeschiedenes Acetophenon erkennen könnte, könnte eine Diagnose viel schneller und ohne Blutprobe liefern, sagt Logan. Ein von ihm gegründetes Spin-off-Unternehmen entwickelt Sensoren, die Malaria anhand des Körpergeruchs erkennen könnten, und ähnliche Technologien könnten bei Zika und Dengue-Fieber funktionieren, sagt er.

Darüber hinaus deuten die Ergebnisse auf „einen neuen Weg“ zur Bekämpfung dieser Krankheiten hin, indem die menschliche Anziehungskraft auf Moskitos verringert wird, sagte Cheng. Eine Strategie, die er und seine Kollegen derzeit testen, besteht darin, Dengue-Patienten Isotretinoin oder verwandte Verbindungen zu verabreichen.