Überwachung von Arboviren in Brisbane: Eine Priorität für die öffentliche Gesundheit

In den letzten Jahren sind Viren, die von Insekten übertragen werden und als Arboviren bekannt sind, zu einem grossen Anliegen für die öffentliche Gesundheit bei Menschen und Tieren geworden. Ein Typ, das Dengue-Virus, betrifft jedes Jahr etwa 390 Millionen Menschen weltweit und verursacht erhebliche finanzielle Belastungen von rund 40 Milliarden Dollar. Diese Viren waren früher auf bestimmte Gebiete beschränkt, aber durch die zunehmende Mobilität von Menschen und Insekten haben sie sich global verbreitet. Zum Beispiel kommen Dengue- und Chikungunya-Viren, die ursprünglich aus Afrika stammen, jetzt auf jedem Kontinent ausser Antarktika vor. Ausserdem ist das Japanische Enzephalitis-Virus in Asien weit verbreitet und hat auch Australien erreicht.

Mehrere Faktoren wie der Klimawandel, extremes Wetter und menschliche Aktivitäten wie Urbanisierung tragen zur Verbreitung dieser Viren bei. Diese Veränderungen beeinflussen die Lebensräume der Insekten, die die Viren tragen, und die Tiere, die sie beherbergen, was zu vermehrten Infektionsfällen führt.

In Australien belasten auch endemische Virusfälle stark die Gesundheitsressourcen und die Wirtschaft. Es gibt Viren, die Gelenkschmerzen verursachen, wie das Ross-River-Virus und das Barmah-Forest-Virus, die zusammen jährlich zu Tausenden von Fällen führen. Das Ross-River-Virus hat sich sogar auf pazifische Inselstaaten ausgebreitet und in der Vergangenheit erhebliche Ausbrüche verursacht. In Australien gibt es auch sporadische Fälle von schweren Hirninfektionen, die von einigen Flaviviren verursacht werden, bei denen die Sterblichkeitsraten alarmierend hoch sein können.

Insgesamt sind über 75 verwandte Virustypen in Australien bekannt, aber ihre Bedeutung für die öffentliche Gesundheit ist noch nicht vollständig verstanden. Dazu gehört ein Mangel an Informationen über die Insekten, die sie verbreiten, die Tiere, die sie möglicherweise tragen, und die Risiken, die sie für Menschen darstellen.

Die meisten Viren, die Menschen infizieren, gehören zu zwei Hauptgruppen: Alphavirus und Flavivirus. Viele dieser Infektionen sind mild oder werden nicht einmal bemerkt, was es schwierig macht, Ausbrüche zu verfolgen. Ein Beispiel ist das Zika-Virus, das über ein Jahr lang in Brasilien zirkulierte, bevor es entdeckt wurde, wodurch es sich auf über 40 Länder ausbreiten konnte.

In einem aktuellen Fall in Australien wurde festgestellt, dass das Japanische Enzephalitis-Virus von Indonesien in verschiedene Teile des Landes verbreitet wird, was darauf hindeutet, dass es schon mehrere Jahre zirkuliert, bevor es offiziell identifiziert wurde. Dieses Virus führte zu menschlichen Fällen und erheblichen Verlusten in der Schweinezucht.

Eine fortlaufende Überwachung der Moskito-Populationen ist entscheidend, um diese Krankheiten zu bekämpfen. Eine effektive Methode heisst Xeno-Überwachung, bei der Wissenschaftler Insekten auf Krankheitserreger untersuchen, die Menschen infizieren könnten. Dafür können verschiedene Techniken wie Virus-Kulturen und fortgeschrittene DNA-Tests eingesetzt werden. Einige Methoden können den gesamten genetischen Code dieser Viren extrahieren, was wertvolle Einblicke in deren Verbreitung und Entwicklung gibt.

In Australien, besonders in Brisbane, arbeiten die lokalen Behörden aktiv daran, Moskitos auf diese Viren zu überwachen und zu testen. Sie verwenden Fallen und spezielle Testkits, um bekannte Viren zu identifizieren. Diese Überwachung schliesst jedoch oft nicht die modernen Sequenzierungstechniken ein, was die Fähigkeit einschränkt, das Verhalten der Viren im Laufe der Zeit vollständig zu verstehen.

Diese Studie konzentrierte sich auf das Gebiet von Brisbane, das für seine vielfältigen Lebensräume bekannt ist, die verschiedene Moskito-Arten unterstützen. Zu verstehen, welche Viren vorhanden sind und wie sie sich verbreiten, ist entscheidend, um die öffentliche Gesundheit zu schützen.

#Studiengebiet

Die Forschung fand in Brisbane, Queensland, einer grossen und bevölkerungsreichen Stadt mit einem warmen, feuchten Klima, statt. Das Gebiet hat eine Vielzahl von Umgebungen, einschliesslich Feuchtgebieten und Regenwäldern, die viele einheimische und eingeführte Tierarten beherbergen. Diese Biodiversität ist wichtig, da sie viele potenzielle W Wirtsarten für die Viren bietet.

#Studiendesign

Das Moskito-Überwachungssystem in Queensland begann in abgelegenen Gebieten, aber die Herausforderungen, Moskitos effizient zu fangen und zu verarbeiten, führten zur Entwicklung besserer Methoden. Ein innovativer Ansatz verwendet mit Zucker gefüllte Fallen, die Moskitos anziehen. Diese Fallen helfen dabei, Proben zu sammeln, die auf Krankheiten getestet werden.

In Zusammenarbeit mit lokalen Behörden und Gesundheitsämtern werden regelmässig Fallen eingesetzt, um Moskitos zu fangen und auf Viren zu überprüfen. Durch die Entnahme zusätzlicher Proben von Standorten mit positiven Virusresultaten hoffen die Forscher, mehr Informationen über das Ausmass der Virusinfektionen zu sammeln.

#Moskito-Sammlung und Identifikation

In dieser Studie wurden Fallen an fünf verschiedenen Standorten in Brisbane aufgestellt, die jeweils wegen ihres einzigartigen Lebensraums ausgewählt wurden. Unterschiedliche Fangmethoden wurden verwendet, um Moskitos effektiv anzuziehen. Nach der Sammlung wurden die Moskitos in ein Labor zur Identifikation und weiteren Untersuchung gebracht.

Insgesamt wurden während der Studie über 54.000 adulte Moskitos aus verschiedenen Arten gesammelt. Die Artenvielfalt variierte an den verschiedenen Standorten, wobei das diverseste Gebiet 23 unterschiedliche Moskito-Arten hervorbrachte.

#Probenvorbereitung und Nukleinsäureextraktion

Nachdem die Moskitos gesammelt wurden, wurden sie zur Prüfung aufbereitet, indem sie in Proben zerlegt wurden. Mit einer speziellen Lösung, um ihr genetisches Material zu erhalten, extrahierten die Forscher die RNA (den genetischen Code des Virus), um sich auf die Virusdiagnose vorzubereiten.

#Virusnachweis

Es wurden Tests durchgeführt, um Anzeichen von Flaviviren und Alphaviren in den Moskito-Proben mittels spezialisierter Techniken zu suchen. Die Forscher verwendeten ein spezielles Kit, um diese Viren nachzuweisen und sicherzustellen, dass alle Ergebnisse zuverlässig waren. Eine signifikante Anzahl an Virusnachweisen wurde durch Genetische Sequenzierung bestätigt.

Die Forscher fanden vier wichtige Arboviren: Barmah-Forest-Virus, Ross-River-Virus, ein Sindbis-ähnliches Virus und Stratford-Virus. Die meisten dieser Viren wurden nur in wenigen Moskito-Arten gefunden, die im Gebiet häufig vorkamen.

#Virus-Screening und Metatranskriptomische Sequenzierung

Für eine genauere Untersuchung durchliefen einige Virusproben eine Technik namens metatranskriptomische Sequenzierung. Dieser fortschrittliche Prozess ermöglicht es Wissenschaftlern, vollständige genetische Sequenzen der Viren zu erzeugen. Die neu gewonnenen Sequenzen zeigen die Vielfalt der in den lokalen Moskito-Populationen vorhandenen Viren, was helfen kann, zu verstehen, wie diese Viren zirkulieren und sich möglicherweise ausbreiten.

Durch diese Sequenzierung fanden die Forscher 18 neuartige vollständige Sequenzen, die Aufschluss über die Komplexität der Beziehungen zwischen den Arboviren und deren Evolution in der Region über viele Jahre geben.

#Phylogenetische Analyse

Die Forscher verwendeten die neuen Virussequenzen, um phylogenetische Bäume zu konstruieren, die zeigen, wie diese Viren über die Zeit hinweg verwandt sind. Diese Analyse deutet darauf hin, dass die Viren seit Jahrzehnten kontinuierlich in Australien zirkulieren. Die Studie hob auch hervor, dass alle gefundenen Viren wahrscheinlich durch einen fortlaufenden Prozess von Veränderung und Anpassung evolvieren.

Zum Beispiel zirkuliert das Ross-River-Virus, das bekannt dafür ist, Gelenkschmerzen zu verursachen, seit seiner ersten Entdeckung in Australien. Die genetische Analyse zeigte, dass dieses Virus sich über verschiedene Moskito-Arten und Tierwirte gehalten hat.

#Bedeutung der Xeno-Überwachung und zukünftige Richtungen

Durch die fortlaufende Überwachung, die Xeno-Überwachungstechniken umfasst, können die Reaktionen des öffentlichen Gesundheitsdienstes effizienter informiert werden. Die Studie betonte, dass ein tieferes Verständnis darüber, wie sich diese Viren verbreiten, koordinierte Anstrengungen erfordert, um regelmässig Proben aus dem Feld zu sammeln und zu analysieren.

Die COVID-19-Pandemie hat die entscheidende Rolle gezeigt, die die genomische Überwachung bei der Verfolgung und Kontrolle von Infektionskrankheiten spielen kann. In Zukunft wird die Integration fortschrittlicher DNA-Sequenzierung und -Analyse in bestehende Überwachungsprogramme die Fähigkeit zur Reaktion auf Arbovirus-Bedrohungen erheblich verbessern.

Investitionen in bessere Überwachungswerkzeuge und -strategien könnten letztendlich helfen, Risiken früher zu erkennen, was gezielte Massnahmen zur Kontrolle von Ausbrüchen und zum Schutz der öffentlichen Gesundheit ermöglichen würde.

#Fazit

Die Komplexität der Arbovirus-Übertragung hebt die Notwendigkeit für nachhaltige und verbesserte Überwachungsmassnahmen hervor. Indem man die Muster und Bewegungen dieser Viren besser versteht, können Forscher und Gesundheitsbeamte besser auf potenzielle Ausbrüche vorbereitet sein und reagieren, was letztendlich die Gesundheit der Gemeinschaften in ganz Australien schützt.