Mücken-Abwehrmittel aus Bakterien - wissenschaft.de
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Mücken-Abwehrmittel aus Bakterien

Stechmücke
Repellents sollen Mücken vom Stich abhalten. (Bild: Rolf Aasa/ iStock)

Mückenstiche sind nicht nur lästig, sie können auch Krankheiten übertragen. Effektive Abwehrmittel, sogenannte Repellents, helfen, den Stechmücken den Appetit zu verderben. Jetzt haben Forscher ein neues, hochwirksames Repellent aus einer ungewöhnlichen Quelle entdeckt: Es handelt sich um Substanzen, die von auf Fadenwürmern lebenden Bakterien produziert werden. Wie Experimente ergaben, wirken diese biologischen Repellents sogar effektiver als die gängigen Wirkstoffe DEET oder Picaridin – und sie schrecken Stechmücken von gleich drei Gattungen ab.

Vor allem im Sommer und bei Reisen in tropische Länder haben sie Hochkonjunktur: Lotionen und Sprays, die Mücken abschrecken und Stiche verhindern sollen. Die meisten bei uns und weltweit verkauften Repellents enthalten die Wirkstoffe Diethyltoluamid (DEET) oder Picaridin. Diese Mittel wirken zwar gut, haben aber Schattenseiten: DEET reizt die Augen und Schleimhäute, bei manchen Menschen können auch Hautreizungen auftreten. Picaridin wiederum könnte schon in geringen Dosen für bestimmte Amphibienlarven tödlich sein, wie jüngst eine Studie nahelegte. Unter anderem deshalb suchen Wissenschaftler weltweit nach neuen, verträglicheren Repellents.

Bakterien als Repellent-Erzeuger?

Ein solches Abwehrmittel gegen Stechmücken könnten nun Mayur Kajla von der University of Wisconsin-Madison und sein Team gefunden haben. Für ihre Studie hatten sie in einem auf den ersten Blick ungewöhnlichen Bereich nach potenziellen Wirkstofflieferanten gesucht: unter Bakterien. „Bisher war die Suche nach biologischen DEET-Alternativen auf Pflanzeninhaltsstoffe fokussiert“, erklären die Forscher. Doch gerade Bakterien produzieren ebenfalls Stoffwechselprodukte, die gegen Pilze, andere Bakterien und auch Insekten wirken. Eine Gruppe solcher potenziell nützlichen Mikroben ist die Gattung Xenorhabdus. Diese Bakterien leben in Fadenwürmern, die im Boden vorkommen und mit Vorliebe dort lebende Insekten befallen. Erste Beobachtungen legten nahe, dass diese Bakterien auch gegen Insekten wirksame Substanzen produzieren.

Um herauszufinden, ob die von Xenorhabdus-Bakterien erzeugten Substanzen sich auch als Abwehrmittel gegen Stechmücken eignen, führten Kajla und sein Team mehrere Experimente durch. Dabei bekamen Stechmücken der Arten Aedes aegypti, Culex pipiens und Anopheles gambiae die Möglichkeit, an einer Membran menschliches Blut zu saugen. In einem ersten Vergleichstest sprühten die Forscher die Membran mit einer einprozentigen Lösung der gängigen Repellent-Wirkstoffe DEET oder Picaridin ein. Als Folge ließen sich alle Mücken abschrecken und unterließen das Blutsaugen, wie die Wissenschaftler berichten.

Extrakt verdirbt Mücken den Appetit

Nun folgte der eigentliche Test: Die Forscher sprühten verschiedene Extrakte der von Xenorhabdus -Bakterien erzeugten Substanzen auf die Membran der Stechmücken-Futterstation. Dabei erwies sich ein Extrakt – Peak 3 getauft, als besonders effektiv, wie Kajla und sein Team berichten. Analysen mittels Massenspektrometrie ergaben, dass dieser Extrakt zwei Inhaltsstoffe enthält, die zur Gruppe der Fabclavine gehören – peptidhaltigen Verbindungen, die bisher nur von den Xenorhabdus-Bakterien bekannt sind. Um herauszufinden, wie effektiv diese Inhaltsstoffe gegen Mücken wirken, wiederholten die Forscher die Blutsaugetests nun mit verschiedenen Dosierungen des Extrakts.

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Es zeigte sich: Der Bakterien-Extrakt hielt nicht nur die Stechmücken aller drei Arten erfolgreich vom Blutsaugen ab – er wirkte auch schon bei deutlich niedrigeren Dosen als DEET: „Von dem Xenorabdus-Extrakt wird sehr viel weniger benötigt, um 90 Prozent der Stechmücken vom Blutsaugen abzuhalten“, berichten die Forscher. Beobachtungen ergaben, dass das bakterielle Repellent einen Großteil der Mücken schon davon abhielt, auf der Membran zu landen. „Die Mücken, die trotzdem landeten und mit ihrem Saugrüssel nach Blut spürten, waren kurz darauf dabei zu beobachten, wie sie ihren Rüssel intensiv putzten, ohne Blut gesaugt zu haben“, so Kajla und sein Team. Damit scheint klar, dass dieses neue Abwehrmittel den Stechmücken gründlich den Appetit verdirbt.

Noch ist nicht geklärt, wie dieses Bakterien-Repellent genau wirkt. Die Forscher vermuten aber, dass der abschreckende Effekt auf einer Kombination aus Geruchs- und Geschmacksreizen besteht. Weitere Studien müssen nun zeigen, ob diese Repellent-Wirkung auch dann noch besteht, wenn der Extrakt auf menschliche Haut aufgebracht wird – und wie verträglich er ist. Kajla und seine Kollegen sind jedoch zuversichtlich. „Unsere Entdeckung fügt nun die Bakterien als potenzielle Quelle neuer Mückenabwehrmittel hinzu“, sagen sie. „Das könnte den Grundstein legen für die Entwicklung von Repellents auch für andere Insekten.“

Quelle: Mayur Kajla (University of Wisconsin-Madison) et al., Science Advances, doi: 10.1126/sciadv.aau6141

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