Die Malaria ist die häufigste Infektionskrankheit weltweit. 230 Millionen Menschen erkranken jährlich daran, über 400.000 Menschen sterben, vor allem Kinder. Bisher gibt es keinen durchschlagenden Erfolg bei der Bekämpfung. Neue Ansätze greifen nicht den Malaria-Erreger direkt an, sondern seine Überträger: Die Moskitos. Dabei werden Killergene in die Insekten übertragen. Ohne Moskitos keine Malaria, so der Plan. Im BiOfunk betrachten wir diesen genetischen Trick, den sogenannten Gene Drive. Welche Chancen bietet er, und welche Gefahren?
Typische Symptome einer Malaria-Erkrankung sind hohes Fieber, Blutarmut und ein allgemeines Krankheitsgefühl. Ohne eine rechtzeitige Therapie drohen Organschäden, die zum Tod führen können. Die Malaria begleitet den Menschen bereits seit Jahrtausenden. Sie wird durch einzellige Parasiten ausgelöst, den Plasmodien. Die Plasmodien werden durch die Anopheles-Mücke auf den Menschen übertragen (Abb. 1). Dort vermehren sich die Parasiten zunächst in Leberzellen, anschließend in roten Blutkörperchen (Abb. 2). Dabei werden die Blutkörperchen zerstört, was zu den typischen Fieberschüben, zur Blutarmut und weiteren schweren Symptomen führt.
Abb. 1: Die Stechmücke Anopheles
Abb. 2: Plasmodium falciparum in roten Blutkörperchen
In der Vergangenheit wurde vieles ausprobiert, um die Anopheles-Mücke zurückzudrängen. Heute konzentriert man sich auf einzelne Gene, die großen Schaden bei der Anopheles-Mücke ausrichten können. Dabei gibt es zwei Zielsetzungen:
Ansatz Nummer eins: Die Plasmodien aus den Anopheles-Mücken vertreiben. Damit wären die Mücken für den Menschen ungefährlich. Und die Malaria könnte nicht mehr verbreitet werden. Wissenschaftler nutzen für diesen Ansatz Antikörper, die die Plasmodien angreifen. Das Antikörper-Gen wird in Mücken eingebaut, die Antikörper werden hergestellt und bekämpfen die Plasmodien.
Ansatz Nummer zwei: Den Anteil der Weibchen reduzieren. Es sind die weiblichen Tiere, die Blutsaugen und damit die Malaria-Erreger übertragen. Weniger Weibchen bedeuten weniger Infektionen. Außerdem wird dadurch die Vermehrung der Mücken gestört. Wenn nicht genug Weibchen da sind, kann die gesamte Population zu Grunde gehen. Durch Grundlagenforschung in der Fruchtfliege fand man ein Gen, das für Geschlechtsentwicklung wichtig ist. Verändert man dieses Gen namens DoubleSex an der richtigen Stelle, dann können sich nur noch männliche Tiere entwickeln. Das gilt nicht nur für die Fruchtfliege, sondern funktioniert auch in der Anopheles-Mücke. Männliche Tiere stechen nicht und übertragen deshalb auch keine Malaria. Ohne Weibchen gibt es keine Nachkommen, die Insekten sterben aus.
Bei beiden Ansätzen werden Mücken genetisch so verändert, dass sie das mutierte Gen bzw. das Antikörper-Gen tragen. Die Mücken werden freigesetzt und paaren sich mit normalen Mücken. So verbreitet sich das jeweilige Killer-Gen in der Mückenpopulation. Doch bei dieser Vorgehensweise gibt es einen großen Haken. Die sexuelle Fortpflanzung. Männchen und Weibchen kombinieren ihr Erbgut, um Nachkommen zu zeugen. Das bedeutet, das ein Tier nur die Hälfte seines Erbguts an die Nachkommen weitergibt. Damit wird das Erbgut eines Individuums über die Generationen hinweg immer weiter verdünnt.
Der Gene Drive kann dem entgegenwirken …
Weitere Informationen
Vox: A genetically modified organism could end malaria and save millions of lives — if we decide to use it
Smithsonian: Kill All the Mosquitoes?!
Nature: Self-destructing mosquitoes and sterilized rodents: the promise of gene drives
Transgen: Gene Drive – Gefahr oder wirksames Mittel gegen Malaria?
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