Studie untersucht, wie sich die Pest durch wilde Nagetierpopulationen ausbreitet

Wissenschaftler haben lange darüber nachgedacht, wie das Bakterium der Beulenpest, Yersinia pestis, sowohl stabile, enzootische Krankheiten bei Nagetieren als auch plötzliche, tödliche Seuchenausbrüche verursachen kann, die dieselben Nagetierpopulationen dezimieren.

Eine neue Studie kommt zu dem Schluss, dass der Unterschied mit den Flöhen zusammenhängen könnte, die Y. pestis zwischen Tieren übertragen. Flöhe mit nur einer Infektion in der Frühphase reichen nicht aus, um eine Tierseuche unter den meisten wilden Nagetieren auszulösen, und begünstigen einen stabileren enzootischen Zustand, so die in dieser Woche veröffentlichte Studie PLOS-Erreger von Joseph Hinnebusch vom National Institute of Allergy and Infections Diseases Rocky Mountain Laboratories, USA, und Kollegen.

Die Pest befällt hauptsächlich Nagetiere, darunter Ratten, Mäuse, Rennmäuse, Eichhörnchen, Murmeltiere und Präriehunde. Die Bakterien zirkulieren innerhalb dieser Wirtspopulationen durch mehrere Flohvektorarten. Flöhe können Y. pestis in verschiedenen Stadien nach einer infektiösen Blutmahlzeit übertragen; Die Übertragung kann bereits bei der nächsten Nahrungsaufnahme erfolgen, ein Phänomen, das als Frühphasenübertragung bezeichnet wird.

Später kommt es zu einer „blockadeabhängigen Übertragung“, nachdem Y. pestis einen bakteriellen Biofilm im Verdauungssystem der Flöhe gebildet hat, der den Fluss einer eingehenden Mahlzeit blockiert und dazu führt, dass Blut nach dem Mischen mit dem Biofilm zurück in die Bissstelle fließt.

In der neuen Studie werteten die Forscher erstmals empirisch die relative Effizienz der verschiedenen Phasen der Übertragung durch einzelne Flöhe aus. Kohorten eines Erdhörnchenflohs, Oropsylla montana, wurden infiziert, indem sie mit Y. pestis infiziertes Mäuse- oder Rattenblut fraßen. Die Übertragungseffizienz einzelner O. montana-Flöhe wurde dann über einen Zeitraum von vier Wochen gemessen, und die Forscher erstellten Modelle, um zu zeigen, wie sich diese Effizienz auf die Ausbreitung von Y. pestis durch eine Nagetierpopulation übertragen würde.

Die Ergebnisse zeigten, dass die blockierungsabhängige Übertragung im Hinblick auf die Übertragungswahrscheinlichkeit, die Anzahl der übertragenen Bakterien und die Fähigkeit, einen Tierseuchenausbruch voranzutreiben, viel effizienter ist als die Übertragung in der Frühphase. Die Übertragung in der Frühphase, so zeigten die Modelle, könnte eine Tierseuche nur in naiven, sehr anfälligen Wirtspopulationen und bei hoher Flohlast auslösen. Darüber hinaus kann die niedrige Bakteriendosis, die typischerweise in der frühen Phase der Übertragung übertragen wird, viele Individuen „immunisieren“, wodurch ein enzootischer Zustand gefördert wird.

„Unsere Modelle deuten darauf hin, dass die Exposition der meisten wilden Nagetiere gegenüber subletalen, immunisierenden Dosen von Y. pestis, die während der frühen Phase übertragen werden, die schnelle Ausbreitung von Tierseuchen lindern kann, indem die Anzahl anfälliger Individuen in der Bevölkerung verringert wird“, sagen die Autoren. „In vielen Situationen kann die Übertragung in der frühen Phase wichtiger sein, um den enzootischen Zustand aufrechtzuerhalten, als eine Tierseuche zu fördern.“