Malaria: Infektion verändert Körpergeruch

Infizierte Mäuse setzen verstärkt Duftstoffe frei, die Stechmücken anlocken, welche die Krankheitserreger auf den nächsten Wirt übertragen
Stechmücken der Gattung Anopheles übertragen die Malaria-Erreger beim Blutsaugen.
Stechmücken der Gattung Anopheles übertragen die Malaria-Erreger beim Blutsaugen.
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Zürich (Schweiz) - Eine Malaria-Infektion lässt sich durch einen veränderten Körpergeruch nachweisen. Das zeigten Forscher aus der Schweiz und den USA in Experimenten mit Mäusen. Demnach beeinflussen die von Stechmücken übertragenen Parasiten die Produktion von Duftstoffen, die der Körper freisetzt. Das könnte den Erregern dabei helfen, ihren Lebenszyklus zu vollenden: Denn infizierte Mäuse locken die Malaria-Mücken stärker an als gesunde Tiere. So gelangen beim Blutsaugen die Parasiten mit größerer Wahrscheinlichkeit wieder in die Mücken und mit dem nächsten Stich in einen neuen Wirt, berichten die Biologen im Fachjournal „Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)“. Die Ergebnisse könnten einerseits bei der Entwicklung neuer Methoden zur Mückenabwehr helfen und andererseits die Diagnose von infizierten Menschen erleichtern.

„Für die Parasiten könnte es sinnvoll sein, solche Geruchsmerkmale ihres Wirtes zu verstärken, die sie sowieso nutzen, um ihren Wirt zu finden“, sagt Mark Mescher von der Eidgenössischen Technischen Hochschule (ETH) Zürich. Sein Forscherteam konnte nachweisen, dass eine Malaria-Infektion bei Mäusen zwar den Körpergeruch verändert, aber nicht zur Produktion ganz neuer Duftstoffe führt. Stattdessen verstärkte sich im Lauf der Infektion auf noch unbekannte Weise die Freisetzung mehrerer, auch von gesunden Mäusen gebildeter Bestandteile des Körpergeruchs. Einige andere Duftstoffe dagegen wurden unterdrückt.

Aus einer früheren Untersuchung war bekannt, dass malariakranke Kinder in einer bestimmten Phase der Infektion eher von Anopheles-Mücken gestochen werden als nicht infizierte Kinder. In dieser Krankheitsphase lagen die Malaria-Erreger im Blut in großer Zahl im Gametozyten-Stadium vor. Nur in diesem Entwicklungsstadium können sich die Parasiten in der Mücke vermehren und neue infektiöse Erreger erzeugen, die dann beim nächsten Blutsaugen übertragen werden. Da die Mücken ihre Opfer über Geruchsstoffe finden, lag es nahe anzunehmen, dass die erhöhte Anziehungskraft auf einem veränderten Körpergeruch beruhte. Genau das bestätigten Mescher und seine Kollegen zusammen mit Forschern der Pennsylvania State University in Versuchen mit Mäusen, die durch Anopheles-Mücken mit dem Malaria-Erreger Plasmodium chabaudii infiziert wurden.

Die Biologen testeten die Reaktion der Mücken auf den Körpergeruch von infizierten und gesunden Mäusen. Dazu setzten sie jeweils ein Tier in je ein geschlossenes Glasgefäß und leiteten die Luft aus den beiden Behältern in eine Kammer mit 20 Mücken. Die Mücken hatten dann die Wahl, entgegen der Luftströmung entweder zur infizierten oder zur gesunden Maus zu fliegen. Die Anziehungskraft der infizierten Mäuse war abhängig von der Krankheitsphase. Am attraktivsten erwies sich der Geruch 10 bis 20 Tage nach der Infektion, nachdem die ersten Krankheitssymptome abgeklungen waren. In dieser chronischen Phase war die Zahl an Plasmodium-Gametozyten im Blut besonders hoch. Chemische Analysen des Körpergeruchs zeigten, dass sich in dieser Zeit die Produktion von elf Geruchsstoffen veränderte. Die meisten davon wurden verstärkt gebildet, einige in geringerem Maße freigesetzt als bei gesunden Tieren. Entsprechende Experimente mit zuvor absorbierten und wieder abgegebenen Geruchsstoffen bestätigten die Ergebnisse. In der chronischen Krankheitsphase konnten die Forscher durch Analyse des Körpergeruchs mit einer Zuverlässigkeit von 88 Prozent zwischen infizierten und gesunden Mäusen unterscheiden. Im späteren Verlauf der Infektion war die Unterscheidung weniger deutlich; ein verändertes Spektrum an Duftstoffen blieb aber bestehen.

Weitere Arbeiten sollen nun prüfen, ob die Ergebnisse auf den Menschen übertragbar sind. Die Identifizierung anziehend oder abstoßend wirkender Geruchsstoffe könnte dazu beitragen, neue Methoden zu entwickeln, um Menschen vor Anopheles-Mücken zu schützen. Messverfahren zum Nachweis eines veränderten Körpergeruchs wären möglicherweise geeignet, um die Diagnose einer Malaria zu verbessern.

Die Tropenkrankheit Malaria wird von einzelligen Parasiten der Gattung Plasmodium verursacht. Anopheles-Mücken übertragen die Erreger beim Blutsaugen. Nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation (WHO) starben 2012 weltweit etwa 627.000 Menschen an Malaria, die meisten davon in Afrika. Die Gesamtzahl der Erkrankten wird auf 207 Millionen geschätzt. Der Lebenszyklus der Plasmodien ist mit einem Wirtswechsel zwischen Mücke und Mensch verbunden. Die Infektion beginnt mit einer ungeschlechtlichen Vermehrung in der Leber. Danach befallen die Parasiten die roten Blutkörperchen und lösen dadurch die typischen Fieberschübe aus. Schließlich entstehen männliche und weibliche Gametozyten, die sich nur dann weiterentwickeln können, wenn sie von einer Anopheles-Mücke beim Blutsaugen aufgenommen werden. Im Insekt findet die geschlechtliche Vermehrung und eine Umwandlung in Zellformen statt, die dann beim Stich mit dem Speichel in einen neuen Wirt gelangen.

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