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Wie die Pest den Rattenfloh rekrutierte

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Credit: Thinkstock
Entvölkerte Landstriche… keine Seuche der Menschheitsgeschichte wütete so schlimm wie die Pest. Verantwortlich war das Bakterium Yersinia pestis, doch sein entsetzlicher Erfolg wäre nicht ohne Hilfe möglich gewesen: Für seine explosionsartige Ausbreitung sorgten Ratten beziehungsweise ihre Flöhe – die infizierten Parasiten der Nager bissen auch Menschen und übertrugen dabei die Pest. Nun berichten Forscher von einem interessanten Schlüsselfaktor dieser Geschichte: Am Anfang seiner Erfolgskarriere musste Yersinia pestis offenbar erst einmal „lernen“, die Flöhe nicht mehr umzubringen, um sie nachhaltig als Transportmittel nutzen zu können.

Die erste große Epidemie, die sich Yersinia pestis zuordnen lässt, breitete sich ab dem Jahr 541 n. Chr. über das spätantike Europa aus. Im Verlauf des 6. Jahrhunderts tötete diese sogenannte Justinianische Pest viele Millionen Menschen – Schätzungen zufolge weltweit bis zu 100 Millionen. Irgendwann ebbten die Seuchenwellen dann ab. Doch rund 800 Jahre später machte sich der Sensenmann erneut auf: Der schwarze Tod tötete allein zwischen den Jahren 1347 und 1351 in Europa etwa 50 Millionen Menschen. Sogar bis heute ist die Pest nicht völlig ausgerottet: Yersinia pestis, konnte sich in Nagetierpopulationen halten und sorgt immer mal wieder für begrenzte Ansteckungen beim Menschen.

Die kleinen Gehilfen des Sensenmannes

Die Rolle des Rattenflohs (Xenopsylla cheopi) bei der Übertragung der Pest ist bereits lange bekannt: Er saugt die Erreger bei infizierten Ratten auf und verbreitet sie dann. Die Bakterien töten den Floh nicht, sondern vermehren sich in ihm, bis sie seinen Saugapparat verstopfen. Infolgedessen erweitert der Parasit sein Werkzeug, wodurch letztlich eine besonders große Menge Bakterien in die Bisswunde ausgestoßen wird. So gelangen die Pesterreger sehr effektiv in die Blutbahn des Menschen und führen meist innerhalb kurzer Zeit zum Tod.

Genetischen Untersuchungen zufolge handelt es sich bei Yersinia pestis um einen vergleichsweise jungen Erreger: Er hat sich vor 1.500 bis 6.400 Jahren aus dem Bakterium Yersinia pseudotuberculosis entwickelt. Das Erbgut beider Arten ähnelt sich deshalb noch sehr. Doch es gibt einen entscheidenden Unterschied: Während von Yersinia pestis befallene Flöhe überleben, tötet Yersinia pseudotuberculosis 30 bis 40 Prozent der infizierten Parasiten. Deshalb wird Yersinia pseudotuberculosis nicht durch die Flöhe verbreitet. Chouikha und Joseph Hinnebusch vom National Institute of Allergy and Infectious Diseases in Hamilton sind nun der Frage nachgegangen, welche Eigenschaften der Erreger hinter diesem wichtigen Unterschied stecken.

Giftproduktion eingestellt

Die Untersuchungen der Forscher ergaben: Für die tödliche Wirkung von Yersinia pseudotuberculosis auf Flöhe ist das Enzym Urease verantwortlich, mit dem das Bakterium Harnstoff verstoffwechseln kann. Das Gen für dieses Enzym ist bei Yersinia pestis mutiert, zeigten die genetischen Vergleiche. Dadurch bildet der Pesterreger den für die Flöhe giftigen Stoff nicht mehr, erklären die Forscher.

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Diesen Zusammenhang konnten sie auch experimentell belegen. Sie schalteten dazu das Urease-Gen in Yersinia pseudotuberculosis aus und infizierten mit diesen Erregern Flöhe. Ergebnis: Nun überlebten die Blutsauger. Statteten die Wissenschaftler wiederum Yersinia pestis durch genetische Methoden mit einem funktionstüchtigen Urease-Gen aus, wurde der Erreger für die Insekten erneut tödlich. Den Forschern zufolge beweist dies: Der Verlust des Enzyms machte Yersinia pestis einst Floh-freundlich. So wurden die hüpfenden Infektionsnadeln, die noch dazu auf Wanderratten reisten, zum idealen Transportmittel für den Siegeszug der schrecklichsten Seuche aller Zeiten.

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Originalarbeit der Forscher:

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