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Institut für Infektionsmedizin (IMED)

Labor für Medizinische Entomologie

Das Labor für Medizinische Entomologie beschäftigt sich mit veterinärmedizinisch und zoonotisch relevanten Arthropoden (Insekten und Milben inkl. Zecken), die als Ektoparasiten und Überträger (Vektoren) von Krankheitserregern in Erscheinung treten können. 

Unter den hämatophagen Ektoparasiten und Vektoren werden u.a. Stechmücken (Diptera, Culicidae), Gnitzen (Diptera, Ceratopogonidae) und Zecken (Acari) bearbeitet, die während des Blutsaugens die Auslöser wichtiger Tierkrankheiten und Zoonosen übertragen können. Dies sind z.B. die Erreger der Blauzungenkrankheit, der Schmallenberg-Krankheit, der Afrikanischen Pferdesterbe, des West-Nil- und des Rifttal-Fiebers sowie der Afrikanischen Schweinepest. Besonderes Interesse kommt dabei so genannten invasiven Arten zu, wie z.B. der Asiatischen Tigermücke Aedes albopictus und der Asiatischen Buschmücke Aedes japonicus, die sich in den letzten Jahren auch nach Deutschland ausgebreitet haben und sich durch ein hohes Vektorpotenzial auszeichnen. Gleichzeitig werden aber auch einheimische Blutsauger untersucht, deren Biologie, Ökologie und Vektorkompetenzen nach wie vor große Kenntnislücken aufweisen. 

Die ökoepidemiologisch, infektiologisch und genetisch ausgerichteten Forschungstätigkeiten verbinden klassische Freiland- und moderne Labormethoden. Im Freiland werden z.B. Untersuchungen zur Verbreitung, zur Saisondynamik, zur Wirtpräferenz und zum Saugverhalten von potenziellen Vektoren durchgeführt. Im Labor erfolgen infektiologische sowie molekularbiologische Untersuchungen zur Pathologie, zu den Übertragungsmechanismen, zur Vektorkompetenz, zur Transmissionsdynamik und zu den Wechselwirkungen zwischen Erregern, Vektoren und Wirbeltierwirten. Für die Laborversuche stehen Insektarien zur Zucht der Arthropoden und Hochsicherheitslaboratorien für Infektions- und Übertragungsversuche zur Verfügung.

Aktuelle Forschungsprojekte (Auswahl)

Stechmücken-Monitoring in Deutschland

Zusammen mit Partnern aus sechs anderen deutschen Forschungsinstitutionen wird in einem dreijährigen, von der Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (BLE)/vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) geförderten Projekt (Laufzeit 2015-2018) das Vorkommen sowie die geografische und saisonale Verbreitung von Stechmücken-Arten in Deutschland erfasst sowie gefangene Stechmücken auf Pathogene untersucht.

Das Projekt besteht aus fünf Teilprojekten:

  • ein aktives räumlich-repräsentatives Monitoring mit Hilfe von Stechmücken-Fallen, die zufallsgemäß über Deutschland verteilt sind und während der saisonalen Aktivitätsphase der Stechmücken im Einsatz sind;
  • ein passives Monitoring mit Hilfe des Citizen Science Projekts „Mückenatlas“, bei dem Mitbürger aufgerufen sind, in ihrer privaten Umgebung gefangene Mücken einzuschicken (www.mueckenatlas.de);
  • ein Pathogen-Screening, bei dem Stechmücken in Flussauenlandschaften ‚auf Masse‘ gefangen und auf potenzielle Krankheitserreger untersucht werden;
  • die Beobachtung und Überwachung der weiteren Ausbreitung der Asiatischen Buschmücke Ae. japonicus in Deutschland;
  • ein Invasiv-Monitoring, in dessen Rahmen potenzielle Eintrittspforten für Stechmücken (Autobahnen, Flughäfen, Pflanzengroßhandlungen etc.) gezielt mit Stechmücken-Fallen beprobt werden. Die ermittelten Daten sollen als Grundlage für eine fundierte Risikobewertung des zukünftigen Auftretens Stechmücken-assoziierter Krankheiten in Deutschland dienen.

VectorNet

VectorNet ist ein von der ECDC (European Centre for Disease Prevention and Control) und der EFSA (European Food Safety Authority) gefördertes europäisches Netzwerk (Laufzeit 2014-2018) zur Sammlung und zum Austausch von Daten zur geografischen Verbreitung von Arthropoden-Vektoren (Stechmücken, Gnitzen, Sandmücken, Zecken) in der EU und Anrainerstaaten sowie zur Übertragung von Krankheitserregern durch diese auf Mensch und Tier. Per Literaturrecherche und direkter Kontaktaufnahme zu nationalen Experten werden Verbreitungsdaten (An-/Abwesenheit, Abundanz) gesammelt und validiert. Diese werden auf der Webseite des Projekts in Kartenform dargestellt und alle drei Monate aktualisiert. Die hierbei identifizierten geografischen Lücken sollen durch gezielte Datensammlung im Feld geschlossen werden, die mit regionalen Wissenschaftlern geplant, koordiniert und durchgeführt wird. Im Rahmen dessen werden standardisierte Protokolle zur Materialsammlung im Feld und zur Aufarbeitung der Arthropoden im Labor erstellt. Weitere Fachdokumente (z.B. Fact Sheets) werden erarbeitet und auf die Homepage des Programmes gestellt. Darüber hinaus sollen ad hoc- und Notfallansuchen der ECDC/EFSA zu Vektor-assoziierten Krankheitsausbrüchen bearbeitet werden.

Das Labor für Medizinische Entomologie arbeitet aktiv in der ‚Stechmücken-Gruppe‘ des VectorNet-Konsortiums mit.

African Swine Fever-Research Network

Im Rahmen dieses interdisziplinären, hausintern geförderten Projektes (Laufzeit 2015-2018), das aufgrund der fortschreitenden Ausbreitung der Afrikanischen Schweinepest (ASF) aus osteuropäischen Gebieten nach Westen initiiert wurde, werden Aspekte der Pathogenese, Immunologie, Impfstoffentwicklung, Proteinexpression, Genomstruktur, Epidemiologie und Übertragung des Afrikanischen Schweinepest-Virus (ASFV) bzw. der ASF untersucht. Das Labor für Medizinische Entomologie ist mit Vektorstudien an Zecken beteiligt. Hierzu werden Kolonien der Überträgerarten (Ornithodoros spec.) am FLI etabliert. Entwicklungsstadien der Zecken werden aktiv (per Saugakt am Tier, an Membranen und Glaskapillaren) oder passiv (per Mikroinjektion) mit ASFV-haltigem Blut infiziert. Die Suszeptibilität der Zecken für verschiedene Virustypen und -mutanten wird unter bestimmten Bedingungen (z.B. unterschiedliche Temperaturen, Infektionsdosen etc.) überprüft, indem die Zecken in bestimmten Zeitabständen nach der Infektion per qPCR auf das Vorhandensein des Virus bzw. auf den Virustiter getestet werden. Die zeitabhängige Virusreplikation in den Zecken und der Weg des Virus durch die Zecken wird mit Hilfe molekularbiologischer, immun¬histochemischer und elektronenmikroskopischer Methoden verfolgt. In vitro- und in vivo-Infektions- und Transmissionsvorgänge werden hinsichtlich ihrer Effizienz verglichen.

Blutmahlidentifizierung bei einheimischen Gnitzen der Gattung Culicoides

Da einheimische, als Überträger des Blauzungen- und Schmallenberg-Viren verdächtigte Gnitzen-Arten nicht gezüchtet werden können und damit nicht für kontrollierte Laborstudien, inkl. Infektionsexperimente, zur Verfügung stehen, müssen Umwege zur Ermittlung ihrer Vektorrolle in Kauf genommen werden. In dieser hausintern finanzierten Langzeitstudie werden gesogene Gnitzen der Gattung Culicoides, die in den letzten Jahren im Rahmen verschiedener Projekte in ganz Deutschland gesammelt wurden und an einigen Standorten auch permanent weiter gefangen werden, mit Hilfe molekularbiologischer Methoden auf die Herkunft ihres Darminhalts getestet. Die Ermittlung der Blutherkunft kann nicht nur Hinweise auf die Wirtpräferenz der einzelnen Gnitzen-Arten geben, sondern in Verbindung mit Daten über einen Virusnachweis in diesen Spezies auch auf Infektionsquellen und damit auf Reservoirwirte der Viren.