Wissenschaftler bekämpfen krankheitsübertragende Mücken, indem sie sie von ihrem Blut ernähren lassen

Schalte das Licht aus. Lege deine Arme oder Beine auf einen Käfig mit Hunderten von Mücken. Hör dir Nachrichten an oder ruf deine Mutter an, während die Viecher dein Blut fressen.

Dies war die Routine des Forschers Sam Rund, als er eine Kolonie von benutzte Anopheles gambiae Mücken, eine Art, die dafür bekannt ist, Menschen mit Malaria zu infizieren, für die Erforschung der Krankheitsübertragung. Als wissenschaftlicher Mitarbeiter an der University of Notre Dame untersucht Rund, wie Faktoren wie zirkadiane Rhythmen und Licht die Ernährungsgewohnheiten verschiedener Mückenarten beeinflussen, was wichtig ist, um zu verstehen, wie sie Krankheitserreger auf den Menschen übertragen.

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Die Kolonie war wählerisch – sie ernährte sich nicht von anästhesierten Mäusen oder trank aus einem mit einer Membran bedeckten Behälter. Diese Mücken behielten ihr Verhalten aus der Wildnis bei: Sie wollten Blut direkt von einem Menschen und nur in der Dunkelheit. Also fütterte Rund sie jeweils etwa 15 Minuten lang. Er ist jetzt ein Profi darin; Nach den ersten zwei Monaten, in denen er Mücken fütterte, gewöhnte sich sein Körper daran.

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Sobald Sie genügend Mücken über einen langen Zeitraum mit Blut gefüttert haben, werden Sie tolerant, sodass Ihr Immunsystem sozusagen aufhört, überzureagieren, sagte Rund. Man kann sie definitiv noch fühlen, wenn sie beißen, aber am nächsten Tag würde man nicht sagen, wo ich gebissen wurde, es sei denn, man schaute genau hin.

Für Forscher, die untersuchen, wie Mücken tödliche Krankheiten wie Malaria, Dengue-Fieber, Gelbfieber und Chikungunya verbreiten, beinhalten Laborprotokolle manchmal Blutspenden für die Ursache. Und die Ursache ist dringend – von Mücken übertragene Krankheitserreger töten jährlich Millionen von Menschen auf der ganzen Welt. Die Weltgesundheitsorganisation hat genannt die Mücke die größte Bedrohung aller krankheitsübertragenden Insekten.

Labore entfernen sich generell davon, Mücken mit dem eigenen Blut der Forscher zu füttern – und dafür sind in jedem Fall spezielle Genehmigungen der Ethikkommissionen erforderlich. Im Allgemeinen können sich Forscher nicht der Fütterung von mit Krankheiten infizierten Mücken aussetzen. Aber einige Forscher erlauben es gesunden Mücken weiterhin, die Hände – oder Arme – zu beißen, die sie im Namen der Wissenschaft füttern.

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Perran Ross, ein Forschungsstipendiat an der University of Melbourne in Australien, hatte einen viralen Twitter-Moment, als er das postete Fotos und Videos von der Mückenfütterung an seinem Arm. Er erzählte seinen Followern, er habe einen täglichen Rekord bei der Fütterung von 5.000 weiblichen Mücken erreicht und 16 Milliliter seines eigenen Blutes – etwa eine halbe Unze – an sie verloren. Er stellte Fragen von gaffenden Anhängern und nannte die Fütterungsaktivität entspannend.

Ross beteiligt sich an einer Forschungslinie, die dazu beitragen kann, das Dengue-Virus – das Fieber, Erbrechen und sogar den Tod verursacht – beim Menschen zu eliminieren. Er und andere Wissenschaftler haben ein Bakterium namens Wolbachia in die Eier von Weibchen injiziert Aedes aegypti Mücken. Wolbachia verringert die Fähigkeit dieser Art von Mücke, tödliche Viren zu übertragen, da sich die Viren in den Zellen des Insekts nicht so gut vermehren können. Die Forscher versuchen dann, neue Mückenkolonien zu züchten, in die die Bakterien eingebettet sind. Diese Methode hat gezeigt vielversprechende Ergebnisse in die Verbreitung reduzieren von Dengue in mehreren Bereichen.

Wissenschaftler konzentrieren sich auf weibliche Mücken, weil die Männchen keine Menschen beißen. Weibchen benötigen die Nährstoffe im menschlichen Blut, wie zum Beispiel Eisen, um Eier zu produzieren. Aedes aegypti-Weibchen legen etwa 100 bis 200 Eier auf einmal oder etwa 300 im Leben (ausgewachsene Weibchen leben bis zu einem Monat; Männchen nur eine Woche). Diese besondere Art legt die Eier an den Seiten von flachen Pfützen, Teichen oder künstlichen Behältern ab; andere Arten können ihre Eier auf anderen Oberflächen ablegen.

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In Ross' Käfigen gibt es jeweils etwa 500 Mücken, sodass er am Ende einige Tausend pro Monat mit seinen eigenen Gliedmaßen füttert. Bei der Wolbachia-Forschung verwendet er sein eigenes Blut, weil er die Mücken unter möglichst natürlichen Bedingungen halten muss. Die Kolonien neigen dazu, sich nicht so gut zu vermehren, wenn ihnen alternative Nahrungsquellen zur Verfügung gestellt werden, und die Wolbachia zur Vermehrung zu bringen, ist bereits eine Herausforderung.

Als Ross 2012 anfing, Mücken zu füttern, während er auf seinen Master-Abschluss hinarbeitete, war der Juckreiz zunächst brutal; er konnte wochenlang nicht aufhören zu kratzen. Aber wie Rund gewöhnte sich sein Körper daran. Seitdem, so schätzte Ross, hat er Moskitos in der Größenordnung von acht Litern seines eigenen Blutes gefüttert.

Ich wäre tot, wenn sie sich alle gleichzeitig von mir ernähren würden, sagte er scherzhaft.

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Nicht jeder, der mit Mücken arbeitet, verwendet die menschliche Fütterungsmethode. Chelsea Smartt, außerordentliche Professorin für Molekularbiologie und Biochemie an der University of Florida, hat seit ihrer Graduiertenschule in den frühen 1990er Jahren keine Labormücken von ihren eigenen Armen gefüttert – und das nur in speziellen Populationen, die sich nicht an andere Methoden angepasst haben. Sie sagte, sie habe sich nie daran gewöhnt.

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Es war erstaunlich zuzusehen, aber unangenehm und juckend, sagte sie in einer E-Mail.

Smartt interessierte sich für die Übertragung von Mückenkrankheiten, weil ihre Familie im Alter von 7 Jahren nach Tansania zog und ihr Bruder an Malaria erkrankte. Das Labor von Smartt untersucht, warum bestimmte Mücken Viren verbreiten und auf Menschen übertragen können und manche nicht.

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Während Weibchen zur Fortpflanzung Blut benötigen, ernähren sich Mücken in der Regel auch von Nektar. Köderstationen, die Menschen in ihre Gärten stellen können, enthalten Zucker, der mit Pilzen oder Insektiziden versetzt ist, die Mücken töten. Das ultimative Ziel von Smartt ist es, ein Molekül zu finden, das an Zucker bindet, das stattdessen ein Virus an der Replikation hindert. Auf diese Weise kann ein Mückenstich einen juckenden Fleck verursachen, aber kein Dengue oder eine andere Krankheit.

Ich versuche, einen umgekehrten Impfstoff zu machen, sagte sie. Ich möchte stattdessen versuchen, die Mücke zu impfen.

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Anstelle von menschlichem Blut verwendet Smartts Labor betäubte Hühner oder handelsübliches Blut, damit sich die Mücken für die Forschung vermehren können. Andere Labore können Mäuse, Meerschweinchen oder andere Tiere verwenden.

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Andere Forscher tüfteln an verschiedenen Bestandteilen von Kunstblut, um herauszufinden, welche Chemikalien weibliche Mücken am meisten anlocken. Der Schlüssel, um eine synthetische blutähnliche Lösung für Mücken köstlich aussehen zu lassen, besteht darin, sie zuerst aufzuwärmen, sagt Veronica Jové, Doktorandin an der Rockefeller University in New York. Sie gibt eine erhitzte simulierte blutähnliche Lösung in einen Behälter, der mit einem dünnen Stück Plastik bedeckt ist, um Haut nachzuahmen. Mücken durchstechen dann diesen Kunststoff mit ihrem nadelförmigen Rüssel, der als Stilett bezeichnet wird. Das Mandrin ähnelt einer winzigen Spritze, die entwickelt wurde, um in die Haut einzudringen und Blut von unten aufzusaugen. Jové arbeitet in einem Labor, das untersucht, wie das Mückengehirn reagiert, wenn das Insekt frisst.

Wie schmeckt also menschliches Blut für Mücken?

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Jové und ihre Kollegen haben herausgefunden, dass Moskitos im Blut vier wesentliche Bestandteile enthalten: Natriumchlorid; Adenosintriphosphat, das Energiemolekül, das von zellulären Mitochondrien produziert wird; Natriumbicarbonat, das ein wichtiger Puffer im Blut ist; und Blutzucker. Basierend auf der Aktivität der sensorischen Neuronen in diesem scharfen Mandrin scheint es, dass sie mehr an der salzigen Komponente des Blutes interessiert sind als an der süßen, aber all diese Aromen kombinieren sich, um den Geschmack zu erzeugen, nach dem weibliche Mücken suchen.

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Spezialisierte Neuronen im Stilett der Mücke unterscheiden laut einer Vorstudie von Jové, die noch nicht begutachtet wurde, zwischen Blut und Nektar. Andere lernen aus dem Labor von Leslie Vosshall, einer Robin-Chemers-Neustein-Professorin der Rockefeller University, zeigt, dass die Insekten fressen und später aufhören zu beißen, wenn sie den Mücken die minimalen Bestandteile der Blutmahlzeit geben und ein spezielles Medikament hinzufügen. Die Studie wurde in der Fachzeitschrift Cell veröffentlicht.

Für Rund, der aus Interesse an der Vorbeugung von Krankheiten mit der Mückenforschung begann, lohnt es sich, Mücken mit seinem eigenen Blut für den guten Zweck zu füttern. Er versorgt sie nicht nur mit Nahrung, sondern sorgt auch dafür, dass das Wasser, in dem sie ihre Eier ablegen, sauber ist, damit neue Generationen schlüpfen und gedeihen können.

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Für etwas, das in freier Wildbahn so eine Geißel ist, kann es manchmal sehr schwierig sein, sie im Labor zu halten, sagt er. Während ich sie scherzhaft meine „Babys“ nenne, musst du auf jeden Fall einige von ihnen babysitten.

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