Forschung

Tarnkappe gegen Moskitos

Forscher suchen einen Wirkstoff, der Stechmücken „geruchsblind“ macht, sodass sie ihre Opfer nicht mehr finden und Krankheiten übertragen können

Die sommerliche Witterung lässt Menschen trotz luftiger Bekleidung schwitzen. Das macht sie zur leichten Beute für Stechmücken. Die werden von Schweißgeruch, ungewaschenen Füße und stinkenden Socken angezogen. Da helfen auch Parfüm und Duftstoffe nicht, sagt Eva Goris von der Deutschen Wildtierstiftung. Im Gegenteil: „Wer auf Düfte verzichtet, hat sogar bessere Chancen, Mückenstichen zu entgehen.“ Nun analysieren bayerische Forscher den Geruchssinn der Insekten, um diese „geruchsblind“ machen zu können.

Es sind vor allem die bakteriellen Zerfallsprodukte im Schweiß, auf die die Mückenweibchen – nur sie stechen – schon von Weitem fliegen: Milchsäure und Ammoniak. Der strenge Duft lässt uns die Nase rümpfen, für Mückenweibchen ist er unwiderstehlich und lockt sie über Kilometer hinweg an. Mit ihren hochsensiblen, federartigen Antennen am Kopf sind die Tiere in der Lage, feinste Duftnuancen zu identifizieren.

Bereits der Kontakt mit nur einem einzigen Duftmolekül, das sich in den mit jeweils Tausenden feinen Riechhärchen (Sensillen) besetzten Antennen verfängt, löst ein Signal in einer Riechzelle aus, erläutert Ilona Grunwald-Kadow vom Max-Planck-Institut für Neurobiologie in Martinsried. „Um viele verschiedene Düfte wahrnehmen und unterscheiden zu können, bildet jede Riechzelle oder eine kleine Gruppe von Riechzellen eine eigene Version dieses Duftrezeptors.“ Die Blutsauger können so Hunderte von Duftstoffen erkennen.

Daraus kombiniert das winzige Gehirn der Insekten ein bestimmtes Aroma. Ein Vorgang, der auf ganz ähnliche Weise auch im menschlichen Gehirn vielfältige Geruchsempfindungen hervorbringt. Eine Meisterleistung, meint die Insektenforscherin, denn eine ausgewachsene Stechmücke wiegt gerade einmal zwei Tausendstel Gramm. Die Duftspur ist der Wegweiser zur Nahrung. Das Blut, das die Insekten an warmblütigen Tieren saugen, dient als Eiweißquelle für die Eireifung. Pro Stich saugt eine weibliche Stechmücke, die sich sonst wie die Männchen an Blütennektar labt, weniger als einen Tropfen Blut. Dabei durchsticht die Mücke mit ihrem stilettartigen Stechrüssel die Haut und zapft ein kleines Blutgefäß an.

Blut für die Reifung der Eier

Nach der Blutmahlzeit machen sich die Mückenweibchen an die Ablage der Eier. „Sie legen alle paar Tage zwischen 80 und 200 Eier in stehende Gewässer“, sagt Eva Goris. „In großen Pfützen und auf überschwemmten Wiesen oder Regentonnen, die im Garten aufgestellt sind, kann man die Larven dicht unter der Wasseroberfläche entdecken. Da entsteht gerade die nächste Generation der Plagegeister.“ Ein Atemrohr versorgt die von der Oberflächenspannung des Wassers getragenen Larven mit Luftsauerstoff. Für die gesamte Entwicklung vom Ei bis zum Schlüpfen des fertig entwickelten Insekts dauert es unter günstigen Bedingungen nur zwei Wochen.

Auf der Suche nach der Blutquelle nutzen Stechmückenweibchen noch einen weiteren Signalstoff: Kohlendioxid (CO2), das in der ausgeatmeten Luft von Mensch und Tier enthalten ist. Seine Menge, die die Insekten auch aus großer Entfernung wahrnehmen, verrät einiges über den Ernährungszustand des potenziellen Opfers und zeigt an, ob sich eine Attacke lohnt. Vor allem kohlenhydratreiche Kost und alkoholhaltige Getränke schlagen sich rasch in einem erhöhten Kohlendioxidgehalt des Atems nieder. Liebhaber süßer Kost und Biertrinker sollten sich also vorsehen, signalisieren sie Stechmücken doch eine ergiebige Blutmahlzeit.

Möglicherweise basiert auf diesem Zusammenhang auch der Mythos, manche Menschen hätten „süßes Blut“ und würden deshalb häufiger von Mücken geplagt. Auf jeden Fall interessiert sich die Forschung für den Mechanismus: „Kohlendioxid und seine Detektion in Insekten wird intensiv untersucht, da man hofft, zur Ausrottung von Krankheiten wie Malaria beitragen zu können“, sagt MPI-Forscherin Ilona Grunwald-Kadow. „CO2-blinde“ Mücken, die kein Kohlendioxid mehr erkennen können – daran forscht Ilona Grunwald-Kadows Team.

Experten befürchten, dass durch den Klimawandel wärmeliebende Stechmückenarten neu einwandern und beispielsweise die Malaria verbreiten. Auf der Suche nach einem Mechanismus, der den Geruchssinn der Stechmücken blockiert, haben die Forscher zunächst bei der Taufliege untersucht, welche Gene die Reaktionen CO2-empfindlicher Nervenzellen steuern. Dabei entdeckten sie, dass es im Laufe der Entwicklungsgeschichte zu Anpassungen gekommen ist, die den hoch spezialisierten Geruchssinn von Stechmücken begründen. „Die gefundenen genetischen Faktoren aus der Fliege sind alle auch in der Mücke vorhanden. Allerdings scheint ihr Zusammenwirken im Vergleich zur Fliege verändert“, berichtet Grunwald-Kadow.

„Diese evolutionäre Veränderung könnte zur Folge gehabt haben, dass Mücken Sinneszellen für Kohlendioxid auf ihren Mundwerkzeugen ausprägen, welche die besondere Anziehungskraft für das Gas bewirken.“ Gemeinsam mit dem Berliner Max-Planck-Institut für Infektionsbiologie und der Universität Straßburg sollen nun Methoden entwickelt werden, mit denen die Bildung der Sinneszellen für Kohlendioxid ganz oder teilweise blockiert werden können. Einen ähnlichen Ansatz verfolgen Forscher von Bayer Crop Science in Monheim.

Schleier auf Geruchsantennen

Mithilfe von Tests in Zellkulturen suchen sie nach Wirkstoffen, die Anophelesmücken „geruchsblind“ machen. Die vor allem in den Tropen beheimateten Moskitos sind Malaria-Überträger. Die eingesetzten Zellen wurden gentechnisch so verändert, dass sie genau jene rund 60 verschiedenen Typen von Geruchsrezeptoren ausprägen, über die Anophelesmücken von Natur aus verfügen. Ziel sei es, eine Substanz zu finden, die sich „wie eine Art unsichtbarer Schleier über die Duftantennen der Moskitos legt“, so das Unternehmen.

Sind die Geruchsrezeptoren blockiert, ist der Mensch für die Moskitos quasi unsichtbar und somit vor einer Malaria-Infektion geschützt. Und die molekulare Wäscheklammer hätte noch weitere Vorteile für den Menschen: Die Mücken fänden weder ihre Geschlechtspartner – noch zu ihren Brutstätten zurück.