Ziel des Projekts ist es zu verstehen wie die Diversität eines Ökosystems die Vektor- und Viruspopulation unter dem Einfluss der großen Landnutzungsveränderungen im ländlichen Afrika beeinflusst. Insbesondere die Auswirkungen dieser nichtvorhersehbaren Prozesse auf die Gestaltung der Zukunft sollen untersucht werden. Die kontrastierenden Effekte von Naturschutz und landwirtschaftlicher Intensivierung (mit einem Fokus auf invasive Pflanzenarten) auf moskitoübertragene Krankheiten werden in der Kavango Zambezi Transfrontier Conservation Area und im Rift Tal in Kenia untersucht.
Methode: Das Forum setzt sich interdisziplinär zusammen und deckt die Fachbereiche Biometeriologie, vektorübertragene Krankheiten, Veterinärmedizin und Infektiologie, Umwelthygiene sowie Pflege und Betreuung ab. Beteiligt sind Fachleute aus wissenschaftlichen Institutionen und Forschungseinrichtungen in Hessen. Weiter sind neben dem Deutschen Wetterdienst hessische Behörden aus dem Gesundheitswesen und der Betreuungs- und Pflegeaufsicht sowie dem Veterinärwesen vertreten. Ziel: Das Forum dient der Vernetzung und als Plattform des Informationsaustauschs und der Multiplikation über laufende Vorhaben und Forschungsaktivitäten der Mitglieder. Außerdem fungiert es initiierend und begleitend bei der Entwicklung und Durchführung von Projekten mit Bezug zu Klimawandel und Gesundheit im Rahmen des Forschungsprogramms INKLIM-A (Interdisziplinäre Forschung zu Klimawandel, Folgen und Anpassung in Hessen).
Die Asiatische Tigermücke Aedes albopictus ist als Überträger von Infektionskrankheiten (beispielsweise Chikungunya und Denguefieber) von enomer gesellschaftlicher und medizinischer Relevanz. Unter der globalen Erwärmung wird sich A. albopictus und wahrscheinlich auch die assoziierten Viren in kühlere Ökoregionen ausbreiten. Um eine wissenschaftliche und technische Basis auf dem Gebiet der medizinischen Entomologie und One Health zu etablieren, fokussiert der biologische und sozio-ökologische Forschungsplan der vorgeschlagenen Nachwuchsgruppe AECO auf (i) die Vektorbiologie der invasiven Stechmücke Aedes albopictus entlang eines natürlichen Klimagradienten und (ii) sozioökologische Aspekte, welche Präventions- & Kontrollmassnahmen in einem Chikungunya- und Dengue-epidemischen Land (Nepal) beeinflussen. Das Forschungsvorhaben AECO hat konkret zum Ziel 1.) die Kältetoleranz der invasiven Stechmücke Aedes albopictus auf physiologischer, ultrastruktureller und epigenetischer Ebene zu verstehen und 2.) signifikante sozial-ökologische Faktoren für deren Prävention und Bekämpfung in verschiedenen Ökoregionen zu identifizieren und zu vergleichen.
Ixodes ricinus ist die wichtigste Zeckenart in Europa, sowohl aus medizinischer als auch aus veterinärmedizinischer Sicht. Sie ist ein weitverbreiteter Vektor für eine Vielzahl zoonotischer Krankheiten wie z.B. Lyme-Borreliose und Frühsommer-Meningo-Enzephalitis (FSME). In dieser Forschungsgruppe sollen Methoden entwickelt werden, die zur Erforschung der Biologie dieser Zecke und ihrer vektoriellen Kapazität für Zoonosen einen Beitrag liefern. Dazu verfolgt dieses Projekt folgende Teilziele: 1) Etablierung einer CRISPR/Cas Technologie für Zecken und Zeckenzelllinien für funktionelle Genom-Analysen, 2) Fortsetzung von Studien zur künstlichen Fütterung von I. ricinus und die Verwendung dieser Methode für in vitro - Infektionsversuche mit kultivierten zoonotischen Krankheitserregern. Die im Rahmen dieses Projektes durchgeführten Studien werden einen großen Fortschritt für die Erforschung von Wirt-Zecken-Pathogen-Interaktionen haben und neue Paradigmen zur Bekämpfung von durch Zecken übertragenen Krankheiten aufstellen. Außerdem soll die Weiterentwicklung der künstlichen Schildzeckenfütterung dazu beitragen, die Verwendung von Versuchstieren, die für viele zeckenbiologische Studien erforderlich sind, zu ersetzen bzw. erheblich zu reduzieren.
a) In dem Vorhaben soll das Vektorpotenzial einheimischer Stechmückenarten für ausgewählte humanpathogene Viren unter Berücksichtigung sich verändernder klimatischer Bedingungen untersucht werden. Die Globalisierung hat u. a. zu einer Zunahme des Reiseverkehrs geführt. Dadurch werden auch vermehrt exotische Krankheitserreger, wie z. B. durch Stechmücken übertragene Viren, in Gegenden gebracht, in denen sie ursprünglich nicht aufgetreten sind. In Deutschland ist seit Jahren eine Zunahme der Einschleppung dieser sog. Arbovirosen zu verzeichnen. Nach Zahlen des RKI hat beispielsweise die Zahl importierter Fälle von Dengue- und Chikungunya-Fieber in den vergangenen Jahren massiv zugenommen. Der Klimawandel könnte dazu führen, dass in Deutschland für die Erreger optimierte Entwicklungsbedingungen entstehen (z. B. erhöhte Temperaturen), sofern sie vor Ort auf übertragungskompetente Stechmückenarten (Vektoren) treffen. Eine wissenschaftlich fundierte Aussage zu der Gefahr, die von einheimischen Stechmückenarten ausgehen könnte, ist aber zum jetzigen Zeitpunkt nicht möglich, da zu ihrem Vektorpotenzial bisher wenig bekannt ist, insbesondere unter Berücksichtigung klimatischer Veränderungen. b) Anhand der Ergebnisse kann eine Risikoabschätzung der Gefahr für die menschliche Gesundheit erfolgen, die von einheimischen Stechmücken ausgeht. Bei Vorliegen einer Vektorkompetenz bestimmter Stechmückenarten können Präventionsmaßnahmen ergriffen werden, die dem Schutz der menschlichen Gesundheit dienen. Diese Maßnahmen betreffen die Empfehlung von Schutzmaßnahmen (z. B. Einsatz von Repellents, Freizeitverhalten usw.) bzw. das gezielte Vorgehen gegen entsprechende Stechmückenarten bei Auftreten von Krankheitsfällen.
Im Projekt sollen Daten produziert werden, die eine Bewertung des zukünftigen Risikos des Auftretens von Stechmücken-assoziierten Krankheiten in Deutschland ermöglichen. Im Teilprojekt 'freilandökologische Untersuchungen' wird die Ausbreitungstendenz und das Verhalten von Oc. japonicus untersucht, indem die Besiedlung von Bruthabitaten, die Ausbreitung in verschiedenen Landschaftsstrukturen (urbane, Wald, Feld, Flussuferbereiche) und die Beeinflussung der Populationsdichten durch biotische und abiotische Faktoren analysiert wird. Das zu entwickelnde Habitatmodell hat die Aufgabe, die Landschaft bzgl. ihrer Eignung als Bruthabitat zu bewerten. Unter Verwendung der verfügbaren verorteten Mückendaten werden Habitatmodelle entwickelt, die es erlauben, die Bruteignung für jeden interessierenden Punkt zu berechnen.
Das Projekt soll Daten zur Bewertung des zukünftigen Risikos des Auftretens von Stechmücken-assoziierten Krankheiten in Deutschland produzieren. Neben Vektorkompetenzversuchen mit verschiedenen Mückenarten und Pathogenen werden Blutproben von Tieren und Menschen auf die gegenwärtige Zirkulation von Pathogenen getestet. Eine DNA-Referenzbank aller in Deutschland vorkommenden Stechmückenarten wird aufgebaut, und populationsgenetische und Freiland-ökologische Untersuchungen an relevanten Stechmückenarten werden durchgeführt insbesondere neue invasive Spezies wie Aedes albopictus und Ochlerotatus japonicus. Karten der aktuellen Verbreitung der Stechmückenarten werden erstellt und zukünftige Ver- und Ausbreitungsszenarien modelliert. Die Vektorkompetenzstudien werden primär im Sommer durchgeführt, die Untersuchung der infizierten Mücken auf Viren (qRT-PCR, Virustitration) im Winter. In-vitro- (Infektion über Membran, Wattebausch, Injektion) werden in-vivo-Tests mit Versuchstieren, die immunologisch und pathologisch untersucht werden, vorangestellt. Blutproben von Nutz- und Wildtieren sowie von Menschen (Blutspendedienste) werden fortlaufend molekulardiagnostisch und serologisch (Multiplex-PCRs, qRT-PCRs, NGS, ELISA, IFA, VNT) auf Stechmücken-assoziierte Pathogene untersucht. Im Rahmen des Aufbaus einer DNA-Referenzbank für Stechmücken werden interspezifisch polymorphe DNA-Regionen (CO1, ITS1, ITS2, ND4, ND5, evtl. weitere) charakterisiert (PCR, Sequenzierung). Zur genetischen Verwandtschaftsanalyse werden Mikrosatelliten und ND4-Gensequenzen zwischen Sammelstandorten von Oc. japonicus verglichen. Bereits vorliegendes Untersuchungsmaterial wird ständig ergänzt. Während der Sommermonate werden Larven invasiver (Ae. albopictus, Oc. japonicus) und nativer konkurrierender Stechmückenarten zur Aufzucht zusammengegeben. Die Anzahl schlüpfender adulter Tiere wird ausgewertet. Auf der Basis von Stechmückensammlungen werden GIS-basierte Verbreitungskarten erstellt. (Text gekürzt)
Das Projekt soll Daten zur Bewertung des zukünftigen Risikos des Auftretens von Stechmücken-assoziierten Krankheiten in Deutschland produzieren. Neben Vektorkompetenzversuchen mit verschiedenen Mückenarten und Pathogenen werden Blutproben von Tieren und Menschen auf die gegenwärtige Zirkulation von Pathogenen getestet. Eine DNA-Referenzbank aller in Deutschland vorkommenden Stechmückenarten wird aufgebaut, und populationsgenetische und Freiland-ökologische Untersuchungen an relevanten Stechmückenarten werden durchgeführt insbesondere neue invasive Spezies wie Aedes albopictus und Ochlerotatus japonicus. Karten der aktuellen Verbreitung der Stechmückenarten werden erstellt und zukünftige Ver- und Ausbreitungsszenarien modelliert. Die Vektorkompetenzstudien werden primär im Sommer durchgeführt, die Untersuchung der infizierten Mücken auf Viren (qRT-PCR, Virustitration) im Winter. In-vitro- (Infektion über Membran, Wattebausch, Injektion) werden In-vivo-Tests mit Versuchstieren, die immunologisch und patholo-gisch untersucht werden, vorangestellt. Blutproben von Nutz- und Wildtieren sowie von Menschen (Blutspendedienste) werden fortlaufend molekulardiagnostisch und serologisch (Multiplex-PCRs, qRT-PCRs, NGS, ELISA, IFA, VNT) auf Stechmücken-assoziierte Pathogene untersucht. Im Rahmen des Aufbaus einer DNA-Referenzbank für Stechmücken werden interspezifisch polymorphe DNA-Regionen (CO1, ITS1, ITS2, ND4, ND5, evtl. weitere) charakterisiert (PCR, Sequenzierung). Zur genetischen Verwandtschaftsanalyse werden Mikrosatelliten und ND4-Gensequenzen zwischen Sammelstandorten von Oc. japonicus verglichen. Bereits vorliegendes Untersuchungsmaterial wird ständig ergänzt. Während der Sommermonate werden Larven invasiver (Ae. albopictus, Oc. japonicus) und nativer konkurrierender Stechmückenarten zur Aufzucht zusammengegeben. Die Anzahl schlüpfender adulter Tiere wird ausgewertet. Auf der Basis von Stechmückensammlungen werden GIS-basierte Verbreitungskarten erstellt.
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