Turteltauben können schlechte Nachrichten für Spatzen und Menschen überbringen
Das West-Nil-Virus (WNV) ist in Europa schon seit einigen Jahrzehnten bekannt. Das Virus wird von Vögeln übertragen und ist der weltweit häufigste Auslöser viraler Enzephalitis. Anfang der 2000er Jahre wurde deutlich, dass das West-Nil-Fieber auch in mehreren europäischen Ländern Europas wie Italien und Spanien ausgebrochen ist. Im Zeitraum von 2011 bis 2019 wurden in Europa 3 549 Krankheitsfälle gemeldet. Die höchste Ansteckungsrate wurde 2018 verzeichnet. So breitet sich das Virus derzeit in nördlichere Regionen aus und verursachte 2018 in Deutschland und 2020 in den Niederlanden neue Krankheitsfälle. Der WNV-Übersichtsbericht des Europäischen Zentrums für die Prävention und die Kontrolle von Krankheiten gibt Auskunft über die Ausbreitung des West-Nil-Virus. Im Sommer 2020 kam es in Spanien zu einem der größten durch Stechmücken übertragenen Krankheitsausbrüche seit Ausrottung der dortigen Malaria im Jahr 1964. Das Projekt TransWNV sollte nun die Ausbreitungsdynamik des Virus genauer untersuchen und vor allem, welche Vogelarten besonders anfällig für Infektionen sind. „Schaut man sich die Zahlen an, muss berücksichtigt werden, dass 80 % aller Infizierten asymptomatisch waren, 20 % eine milde Symptomatik entwickelten und nur ein sehr geringer Prozentsatz von 1-2 % schwer erkrankte. Die Zahl der Menschen, die dem Virus ausgesetzt waren, ist also deutlich größer“, erklärt Hauptforscher María José Ruiz-López, die an der Biologischen Station Doñana des spanischen Nationalen Forschungsrates in Sevilla forscht und durch ein Stipendium über die Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen unterstützt wird.
In der DNA versteckte Botschaften
Die Genexpression ist ein streng regulierter Prozess, über den der Körper auf veränderte Bedingungen reagieren kann. Je nachdem, wie diese Reaktion ausfallen soll, wird die Expression bestimmter Gene an- und ausgeschaltet bzw. verstärkt oder verringert. „Die Untersuchung, welche Gene mehr oder weniger exprimiert oder gar ein- und ausgeschaltet werden, hilft uns dabei zu verstehen, wie der Organismus auf sich verändernde Situationen reagiert“, ergänzt Ruiz-López. Schwerpunkt des Projekts TransWNV waren Transkription und Transkriptom, d. h. die Gesamtheit aller in Zellen lebender Organismen hergestellten RNA-Moleküle. „Durch die Analyse des Transkriptoms können wir erkennen, welche Gene in welchem Umfang exprimiert werden“, erklärt Ruiz-López. Zunächst identifizierte das Projekt Gene anhand der mRNA-Sequenz, um dann die Anzahl der Kopien jeder mRNA zu bestimmen und schließlich die Daten von Proben mit West-Nil-Virus infizierter und nicht infizierter Vögel zu vergleichen. „Findet man ein Gen, das in der einen Probe vorhanden ist und in der anderen nicht, ist davon auszugehen, dass es nach Bedarf an- und ausgeschaltet wird. Wenn ein Gen über mehrere Kopien in einigen und sehr wenige Kopien in anderen Proben verfügt, ist anzunehmen, dass seine Expression sich unter bestimmten Bedingungen verändert, in diesem Fall bei Infektion bzw. Nicht-Infektion,“ so Ruiz-López. Sie erklärt hierzu: „In dieser Studie wollten wir durch Vergleich der Transkriptome von infizierten und nicht infizierten Individuen herausfinden, welche Gene als Reaktion auf eine Infektion aktiviert werden.“
Ein wichtiges Puzzleteil
Das Projekt ergab bei drei Vogelarten eine unterschiedlich hohe Anfälligkeit für eine WNV-Infektion: So können Spatzen daran sterben, europäische Turteltauben und Wachteln hingegen sind asymptomatische Träger. „Dieser Sachverhalt bestätigte sich anhand von Daten zur Genexpression, in denen wir die Expression von verschiedenen involvierten Genen in unterschiedlichen Phasen der Immunantwort feststellten“, bemerkt Ruiz-López. Forschungen zur Infektionsdynamik bei verschiedenen Arten und neue Erkenntnisse darüber, welche Arten als Reservoirs fungieren, geben Aufschluss über Regionen mit erhöhtem menschlichen Infektionsrisiko. „Die Epidemiologie des West-Nil-Virus ist hochkomplex und auch von den jeweiligen Mückenarten und anderen Umweltfaktoren abhängig. Die beste Möglichkeit, den Übersprung auf Menschen zu verringern, ist zu verhindern, dass Mücken in dicht bevölkerten Gebieten brüten sowie eine angemessene Überwachung in Hochrisikogebieten zu gewährleisten, um die Übertragung zu reduzieren“, so Ruiz-López.
Schlüsselbegriffe
TransWNV, West-Nil-Virus, DNA, RNA, mRNA, Vögel, Transkription, Transkriptom, neu auftretende Infektionskrankheiten
