Kampf gegen Epidemien Der programmierte Tod

Keine Tierfamilie ist weltweit für so viele Todesfälle verantwortlich wie Mücken. Nun wollen Forscher ganze Populationen vernichten - mit einer umstrittenen Gentechnikmethode.

Moskitolarven unterm Mikroskop (Symbolbild)
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Moskitolarven unterm Mikroskop (Symbolbild)

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Seit Jahrzehnten kämpft die Menschheit gegen lebensbedrohliche Krankheiten, die von Mücken übertragen werden. Keine andere Tierfamilie tötet weltweit so viele Menschen wie Moskitos. 2,7 Milliarden Euro investierten Staaten und internationale Organisationen 2016 allein im Kampf gegen Malaria.

In der Gesamtbetrachtung wirken die Schutzmaßnahmen wenig hoffnungsstiftend. Zwar sinkt die Zahl der Malariatoten. Die Krankheit fordert im Schnitt aber immer noch mehr als 1200 Opfer jeden Tag - vor allem auf dem afrikanischen Kontinent. 70 Prozent der Toten sind Kinder unter fünf Jahren. Und Malaria ist längst nicht die einzige gefährliche Krankheit, die durch Insekten übertragen wird.

In Brasilien erschütterten 2017 Bilder von tausenden Kindern mit viel zu kleinen Köpfen die Welt. Ihre Mütter waren nach Mückenstichen am Zika-Virus erkrankt. Und auch in Europa werden Tropenkrankheiten zum Thema, weil die übertragenden Mücken hierher einwandern.

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Zika-Virus in Brasilien: "Mein Herz hörte fast auf zu schlagen"

"Wir haben heute Ausbrüche in Ländern, in denen es von Mücken übertragene Krankheiten nie zuvor gab", erklärte Mathieu Bangert von der Weltgesundheitsorganisation (WHO) 2017 auf einer Konferenz des deutschen Ethikrates. Im vorvergangenen Jahr erkrankten Menschen in Frankreich am Dengue-Fieber. 2017 registrierten italienische Behörden rund 100 Infektionen mit dem sonst ebenfalls vor allem in den Tropen vorkommenden Chikungunyafieber. Gegen beide durch Viren verursachte Krankheiten gibt es keine Medikamente.

Tödliche Kettenreaktion

Nach jahrzehntelangen, erfolglosen Versuchen, gefährliche Tropenmücken durch Insektizide oder das Aussetzen steriler Mückenmännchen loszuwerden und dadurch die von ihnen übertragenen Krankheiten zu bekämpfen, gibt es nun erstmals eine Methode, mit der das tatsächlich gelingen könnte. "Gene Drives" sind allerdings, gerade wegen ihres großen Potenzials, umstritten.

Gentechnisch veränderte Mücken geben dabei massenweise Schadgene an ihre Nachfahren weiter. Das Verfahren wird deshalb auch als Vererbungsturbo bezeichnet. Schon wenige derart veränderte Moskitos in freier Wildbahn würden reichen, um innerhalb von ein bis zwei Jahren ganze Mückenpopulationen auszulöschen.

Drei Spezies stehen aktuell im Fokus der Gene-Drive-Forschung: Anopheles gambiae, Anopheles coluzzii und Anopheles arabiensis, die Hauptüberträger der Malaria. Die Bill und Melinda Gates-Stiftung will die Gene-Drive-Mücken spätestens 2029 in Afrika aussetzen. 75 Millionen US-Dollar soll sie bereits in das Projekt investiert haben. Außerdem finanziert sie Lobbyarbeit bei der Uno, um bis in elf Jahren eine Erlaubnis für das Aussetzen der Mücken zu erhalten. Umweltaktivisten sind alarmiert.

Kettenreaktion mit tödlichen Folgen

Um die Mücken unschädlich zu machen, bauen Forscher den Weibchen einen Defekt ins Fruchtbarkeitsgen. Weil die Tiere - wie der Mensch auch - jedes Gen doppelt besitzen, können sie sich trotz des Schadens mithilfe der intakten Genvariante fortpflanzen. Der Gene Drive sorgt dabei dafür, dass sie das Schadgen an alle ihre Nachkommen weitergeben. Bei normaler Vererbung wäre nur die Hälfte betroffen.

Durch diesen Vererbungsturbo breitet sich der Gendefekt innerhalb von ein bis zwei Jahren in der gesamten Population aus. In dieser Zeit entstehen immer mehr Mücken, die das Unfruchtbarkeitsgen zwar tragen, durch die zweite, intakte Genvariante aber fortpflanzungsfähig sind. Eine schädliche Wirkung entfaltet der Eingriff, sobald sich zwei betroffene Mücken paaren. Alle ihre Nachkommen tragen dann zwei kaputte Fortpflanzungsgene. Die Weibchen sind alle unfruchtbar, die Population stirbt aus (siehe Grafik).

DER SPIEGEL

In der Praxis funktioniert die Technik allerdings noch nicht perfekt, berichtete Nikolai Windbichler, der Gene Drives - unterstützt von der Bill und Melinda Gates-Stiftung - am Imperial College London erforscht. In den Laborversuchen entwickelten die Mücken nach ein paar Generationen Resistenzen. Das Schadgen wurde plötzlich nicht mehr vermehrt weitergegeben. "Es ist keine unaufhaltsame Technologie", sagt der Wissenschaftler. "Derzeit besteht eher das Risiko, dass der Effekt nicht nachhaltig ist."

Umweltaktivisten fürchten unkontrollierte Ausbreitung

Umweltverbände sehen das anders. Sie befürchten, dass sich Gene Drives unkontrolliert in der Natur ausbreiten könnten. 2016 setzten sie sich bei der Uno für ein Forschungsmoratorium ein. Feldversuche, die es bislang noch nicht gibt, und auch die Laborexperimente sollten verboten werden.

Gene-Drive-Mücken könnten aus Laboren ausbrechen und so Populationen auslöschen, die gar nicht getötet werden sollen, warnen die Kritiker. Außerdem könnten die eingesetzten Gene auf andere Pflanzen und Tiere übergehen - mit nicht vorhersehbaren Folgen. Und man wisse nicht, wie das Ökosystem reagiert, wenn plötzlich eine Mückenpopulation ausstirbt.

Die Uno prüfte den Vorstoß der Umweltlobby, erlaubte die Forschung aber weiter. Erst, wenn man mehr über die Technologie wisse, könne man Chancen und Risiken abwägen, argumentierte sie.

Breite Front der Befürworter

Ökologen gehen davon aus, dass Anopheles gambiae, der Hauptüberträger von Malaria, keine Schlüsselspezies im Ökosystem ist und kein Bestäuber, ohne den Pflanzen aussterben würden. Die Art macht nur einen winzigen Teil der Mückenbiomasse aus. Rund 800 Moskitoarten leben allein in Afrika.

Anopheles gambiae, der Hauptüberträger von Malaria
DPA

Anopheles gambiae, der Hauptüberträger von Malaria

Die WHO setzt sich ebenfalls weiter für die Erforschung von Gene Drives ein: Zwei von zwölf neuen Ansätzen, die sie zur Bekämpfung der durch Mücken übertragenen Krankheiten als vielversprechend ansieht, sind Gene Drives, berichtet WHO-Mann Bangert.

Auch, weil bisherige Alternativmaßnahmen wie Bettnetze nur bedingt gefruchtet haben. Der Vorteil der Gene Drives sei, dass die Bevölkerung nicht mitmachen müsse. "Wer schon mal in ein tropisches Land gereist ist, weiß, dass Bettnetze kompliziert sind", so Bangert. "Sich da jeden Abend reinzumanövrieren ist ein ziemlich schwieriges Unterfangen." Oft würden verteilte Bettnetze, die die Menschen schützen sollen, gar nicht angewendet. In den ärmsten Regionen der Welt würden sie mitunter als Fischnetze oder Brautkleider zweckentfremdet.

Forscher Windbichler gibt Kritikern zu bedenken, dass Bettnetze und Pestizide Mückenpopulationen ebenfalls zurückdrängen oder genetisch verändern. "Wir haben seit fünfzig Jahren Insektizide gesprüht. Dadurch haben sich auch Gene verändert, die Mücken haben ein anderes Verhalten, eine andere Biologie", so Windbichler. Zudem gebe es Regionen in Afrika, wo Bettnetze so effektiv waren, dass es dort fast keine Anopheles-gambiae-Moskitos mehr gibt.

Die Hauptüberträger von Malaria benötigen zur Fortpflanzung Blut und stechen dazu bevorzugt Menschen. Gelingt das nicht, schrumpft die Population.

Dass Gene-Drive-Mücken beim aktuellen Stand der Forschung noch nicht ausgesetzt werden sollten, ist Wissenschaftlern trotzdem bewusst. Inwiefern die Gene auf andere Arten übergehen können, müsse noch untersucht werden, sagt Windbichler. Kevin Esvelt, der die moderne Gene-Drive-Technik mit entwickelt hat, warnt ausdrücklich vor einem leichtfertigen Einsatz. Er arbeitet an Gene Drives, die nur für begrenzte Zeit aktiv und dadurch besser kontrollierbar sind.

Solche Anwendungen untersucht auch die Forschungsbehörde des US-Verteidigungsministeriums Darpa. Sie will zudem herausfinden, wie Gene Drives wieder aus Populationen entfernt werden können, falls jemand die Technologie missbraucht. Gene Drives sind vielfältig und können im Prinzip bei allen Arten angewendet werden. Das macht sie zu einer mächtigen Waffe - im guten wie im schlechten Sinne.

Mindestens 100 Millionen US-Dollar soll die Darpa in ihre Gene-Drive-Projekte investiert haben. Das gilt vielen als Beleg für das Potenzial der Technik und dem damit verbundenen Risiko, Schaden anzurichten.

Der Tod der Mücken ist nicht das Ziel

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft plädiert dafür, Chancen und Risiken von Gene Drives im Einzelfall abzuwägen. In Bezug auf die Malariabekämpfung könnten Forscher etwa auch Varianten entwickeln, die die Mücken nicht töten. Zum Beispiel mithilfe eines Gens, durch das sich der Malariaparasit nicht mehr in den Mücken entwickeln kann. Es würde reichen, diese Genveränderung in den Mücken für begrenzte Zeit zu erhalten - bis der Parasit ausgestorben ist. Die Insekten würden überleben.

Langfristig kann sich selbst Kritiker Esvelt vorstellen, Gene-Drive-Mücken in der Natur auszusetzen - genaue Sicherheitsprüfungen vorausgesetzt: "Ich habe zwei Kinder", sagte er der "New York"-Times im November 2017. "Wenn sie in Afrika leben würden, würde ich sagen: tut es."

Auch in Europa halten Forscher eine Anwendung von Gene Drives unter bestimmten Voraussetzungen für denkbar. Katja Becker von der Deutschen Forschungsgemeinschaft sagte beim Ethikrat-Treffen: "Wenn wir plötzlich aufgrund der Klimaerwärmung in Südeuropa Chikungunya- oder Zika-Ausbrüche im Millionenausmaß bekommen und es keine Medikamente gibt, dann kann es sein, dass wir uns für eine möglichst gut durchdachte Anwendung einsetzen." Wären wir in Europa stärker betroffen, würden wir Gene Drives wohl offener gegenüberstehen.

insgesamt 59 Beiträge
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anselmwuestegern 31.03.2018
1.
Ich mache jetzt eine Prophezeiung: Mit Hilfe der Gentechnologie stirbt die Moskito weltweit aus. Die Biene stirbt in Folge der Umweltbelastung aus Industrie und Landwirtschaft aus und durch die ausgelöschte Moskito fehlt ein Glied in der Genkette, das übersehen wurde. Es gibt keinen Ersatz mehr und innerhalb weniger Jahre sterben alle Säugetiere aus. Der Mensch gehört zu den Säugetieren. Ehe die Bienen sich durchgesetzt hatten und Moskitos das Blut als Nahrungsquelle erschlossen hatten, betätigten sich diese auch als Bestäuber. Die Chance besteht nicht mehr wenn sie ausgerottet sind. Wäre es nicht besser, einen Impfstoff gegen die Krankheiten zu entwickeln und zu verbreiten? Die Erderwärmung wird sich wohl nicht so bald aufhalten lassen.
mina2010 31.03.2018
2. Ja liebe Forscher,
vielleicht solltet ihr erstmal Evolution verstehen, bevor ihr die Welt total auf künstlich umstellt. Vielleicht hat sich die Natur etwas dabei gedacht, dass es Mücken gibt. Vielleicht hat die Evolution die ungehinderte Vermehrung und die uneingeschränkte Erhaltung der Spezies Homo Sapiens gar nicht vorgesehen. Gefällt uns vielleicht nicht ... könnte aber so sein. Ihr öffnet die Büchse der Pandora!
max-mustermann 31.03.2018
3.
Zitat von mina2010vielleicht solltet ihr erstmal Evolution verstehen, bevor ihr die Welt total auf künstlich umstellt. Vielleicht hat sich die Natur etwas dabei gedacht, dass es Mücken gibt. Vielleicht hat die Evolution die ungehinderte Vermehrung und die uneingeschränkte Erhaltung der Spezies Homo Sapiens gar nicht vorgesehen. Gefällt uns vielleicht nicht ... könnte aber so sein. Ihr öffnet die Büchse der Pandora!
Da irren sie lieber Forist, denn die Natur "denkt sich nichts" und "sieht auch nichts vor" dar sie kein Lebewesen mit einem Bewusstsein ist. Es handelt sich immer um ein Spiel von Aktion und Gegenreaktion bzw. try and error, dh. was funktioniert/sich weiterentwickelt überlebt und alles andere eben nicht.
muzepuckel 31.03.2018
4. Zauberlehrlinge.........
Die Schöpfung ist vollkommen. Nichts was existiert ist überflüssig. Die Zusammenhänge zwischen Tieren und Pflanzen sind noch nicht im entferntesten erforscht. Je mehr man darüber weis, desto größer wird das Staunen und die Demut vor dem, der das alles erschaffen hat. Sollte zumindest so sein. Mir ist es schleierhaft, wie man angesichts des komplexen Aufbau nur einer einzigen Zelle noch an den Zufall als Architekten glauben kann.
m.sc. 31.03.2018
5. wissenschaftlicher Fortschritt
Toll, dass die Wissenschaft mit immer neuen Ansätzen die Welt ein Stück besser machen kann. Natürlich ist ein verantwortungsvoller Umgang sehr zu begrüßen.
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