Mit Männchen die Malaria-Mücken bekämpfen

Forschern rund um den Österreicher Nikolai Windbichler vom Imperial College in London ist es gelungen, durch Einbringen genetisch modifizierter Mücken in Laborpopulationen die Produktion männlicher Nachkommen massiv zu erhöhen und diese Populationen damit zu eliminieren. Dies wäre ein wirksames Mittel, die Ausbreitung von Malaria zu bekämpfen, berichten sie im Fachjournal "Nature Communications".

Der Genetiker Windbichler untersucht im Rahmen einer im Vorjahr zuerkannten Förderung ("Starting Grant") des Europäischen Forschungsrats (ERC) neue Möglichkeiten zur Verhinderung der Ausbreitung von Krankheitsüberträgern wie Malaria-Mücken. Ein Ansatz dabei ist, das Geschlechterverhältnis einer Population künstlich zu stören und dies zur Bekämpfung zu nutzen.

Malaria-Mücke

Bei vielen Arten ist die Anzahl der Weibchen für die Erhaltung der Größe einer Population ausschlaggebend. Aus diesem Grund wurde bereits vorgeschlagen, das Geschlechterverhältnis einer Population extrem zugunsten der Männchen zu verändern, um diese einzudämmen. Bisher gab es aber keine Möglichkeit, dies zu realisieren. Windbichler und seinen Kollegen ist es nun gelungen, ein System zu entwickeln, das genau dies bei der Malaria-Mücke Anopheles gambiae ermöglicht: Sie veränderten die Insekten genetisch so, dass sie ein modifiziertes Enzym produzieren. Dieses zielt ausschließlich auf eine Region am väterlichen X-Chromosom und zerstört diese. Diese Änderung hat keinen Einfluss auf die Fruchtbarkeit der Insekten, verhindert aber, dass das väterliche X-Chromosom an die nächste Generation weitergegeben wird. Wenn die Männchen aber nur y-Chromosome weitergeben können, entstehen nur männliche Nachkommen.

Negative Auswirkungen hat die Modifikation keine, "die Nachkommen erhalten ihr X-Chromosom ja von der Mutter, wir eliminieren lediglich das X-Chromosom, das der Vater vererben würde", sagte Windbichler. Im Labor konnten die Wissenschafter mit Hilfe dieses Systems fruchtbare Mücken züchten, die mehr als 95 Prozent männliche Nachkomme produzierten und damit die Populationsgröße effektiv reduzieren. Die Männchen, die das modifizierte Gen für das veränderte Enzym erben, geben an ihre Söhne auch das entsprechende Gen weiter. Allerdings werde das Gen langsam in der Population verdünnt, "man muss deshalb relativ viele genetisch veränderte Männchen freisetzen, um sukzessive die Zahl der Weibchen zu reduzieren und in letzter Konsequenz die Population zu eliminieren", so Windbichler.

Eine Lösung wäre, das für die Produktion des veränderten Enzyms verantwortliche Gen auf dem Y-Chromosom zu verankern. Dann würden alle Söhne das Gen von ihren Vätern erhalten und selbst wieder an ihre Söhne weiterverbreiten, "das Gen würde sich von selbst ausbreiten", sagte der Wissenschafter. Das Y-Chromosom sei aber viel schwieriger zu verändern. Windbichler konnte aber bereits vergangenen Monat im Fachjournal "Pnas" zeigen, dass dies grundsätzlich möglich ist.

Als nächstes wollen die Wissenschafter versuchen, das Gen für das Enzym auf dem Y-Chromosom zu verankern. Obwohl die Resultate vielversprechend seien, "sind noch sehr viel Schritte und einige Jahre Arbeit nötig, bis sich diese Technologie in Feldversuchen anwenden lässt", betonte Windbichler. Es gebe sowohl noch technische Hürden zu überwinden, es müsse aber auch sichergestellt werden, dass alle Aspekte der Biosicherheit und alle ethischen Fragestellungen hinreichend geklärt sind, bevor an eine Anwendung gedacht werden kann.