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Biologische Attacke

Transgener Pilz dezimiert Malaria-Mücken-Population

In einem kontrollierten Feldversuch konnte eine Population von Anopheles-Mücken in wenigen Wochen um mehr als 99 Prozent dezimiert werden. Das gelang nicht mit einem Insektizid, sondern einem gentechnisch veränderten Pilz. Über diesen biologischen Angriff auf die Überträger der Malariaerreger berichtet ein Forscherteam im Fachjournal »Science«.
Theo Dingermann
04.06.2019
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Der »Star« dieses Forschungsprojektes ist der Pilz Metarhizium pingshaense. Dieser weltweit verbreitete, bodenbewohnende Pilz befällt als Parasit zahlreiche Insekten. Allerdings tötet er die Insekten nur langsam. Dennoch wird der Pilz bereits seit Jahrhunderten zur Bekämpfung verschiedener Schädlinge eingesetzt.

Die Forscher um den Doktoranden Brian Lovett von der University of Maryland in College Park verwendeten nun einen Stamm, der spezifisch Anopheles-Mücken befällt. Sie entwickelten ihn so, dass der Pilz ein Gift produziert, das Stechmücken sehr viel schneller abtötet, als sie sich vermehren können. Dadurch gelingt es, die Mückenpopulationen innerhalb von zwei Generationen auf ein nicht nachhaltiges Niveau zu reduzieren.

Das Toxin, das der Pilz aufgrund der genetischen Modifikation produziert, trägt den Namen »Hybrid«. Es stammt aus dem Gift der Sydney-Trichternetzspinne (Atrax robustus). Dieses Gift wurde von der US-amerikanischen Environmental Protection Agency (EPA) für die direkte Anwendung auf Nutzpflanzen zur Bekämpfung landwirtschaftlicher Schadinsekten zugelassen. Damit der Pilz das Toxin herstellen kann, schleusten die Forscher das Gen für Hybrid zusammen mit einem Kontrollschalter (Promotor) ein, der sicherstellt, dass die Synthese des Insektizids im Pilz nur dann aktiviert wird, wenn er sich im Blutsystem der Mücke befindet.

Die Wissenschaftler testeten ihren modifizierten Pilz auch an anderen Insekten in Maryland und zusammen mit Kollegen vom Gesundheitsforschungsinstitut in Burkina Faso und fanden heraus, dass der Pilz für nützliche Arten wie Honigbienen nicht schädlich war. Somit sind die Pilze sehr selektiv. Sie erkennen aufgrund chemischer und morphologischer Signale, ob sie sich im Körper eines Insekts wie der Anopheles-Mücke befinden. Für andere Insekten stellt der Pilz keine Gefahr dar.

Nach eingehenden Sicherheitsprüfungen im Labor wagte das Team einen Halbfeldversuch, der immer noch unter kontrollierten Bedingungen, jetzt aber in einer simulierten natürlichen Umwelt stattfand. Hierfür bauten sie drei Zelte aus Moskitonetzen auf, in deren Innern sie jeweils 1000 männliche und 500 weibliche Tiere frei ließen. In jeden Bereich hängten sie dunkle Stoffbahnen auf, weil sich weibliche Mücken gerne auf diesen niederlassen. Der Stoff war mit Sesamöl getränkt, wobei in einem Zelt zusätzlich der modifizierte Pilz und in einem der unveränderte Pilz aufgebracht war, während eine Stoffbahn unbehandelt blieb. In der Testkammer, in der der transgene Pilz eingesetzt wurde, ging die Mückenpopulation nach 45 Tagen innerhalb von zwei Generationen auf nur 13 erwachsene Mücken zurück, verglichen mit 455 Mücken in der Wildtyp-Pilzkammer und 1396 in der Kammer, in der sich keine Pilze befanden. Darüber hinaus stellten die Forscher fest, dass transgene Pilze eine längere Wirksamkeit aufwiesen als unmodifizierte Pilze.

Tatsächlich markiert diese Studie einen großen Schritt in Richtung Vektorkontrolle für Malaria-Gebiete, die akzeptabel zu sein scheint und die weniger radikal ist, als beispielsweise die Gene-Drive-Methode, einer Variante der CRISPR/Cas9-Technologie.

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