Ein genetischer Durchbruch könnte das Ostküstenfieber Afrikas kontrollieren, das jährlich eine Million Rinder tötet

Eine zufällige Entdeckung hat Forscher des International Livestock Research Institute (ILRI) in Kenia und des Roslin Institute an der University of Edinburgh in Schottland veranlasst, einen genetischen Marker zu identifizieren, der genau vorhersagt, ob eine einzelne Kuh wahrscheinlich eine Infektion mit dem Ostküstenfieber überleben wird – Ermöglichung von Züchtungsprogrammen, die die Lebensgrundlagen von Millionen von Kleinbauern verbessern könnten.

Die schwere Rinderseuche Ostküstenfieber wird durch den Parasiten Theileria parva verursacht und durch Zecken übertragen und verursacht eine Art Leukämie. Es tötet jährlich eine Million Tiere in den 13 afrikanischen Ländern, in denen es endemisch ist – das ist eine Kuh alle 30 Sekunden. Diese Verluste kosten jährlich schätzungsweise 300 Millionen US-Dollar und können die Lebensgrundlagen von Kleinbauern zerstören.

„Wenn die Rinder anfällig sind, können Sie ohne Behandlung in zwei oder drei Wochen 100 % Ihrer Herde verlieren“, sagt Phil Toye von ILRI. Da wohlhabende Länder nicht davon betroffen sind, gab es in der Vergangenheit nur begrenzte Mittel für die Erforschung der Krankheit.

Es gibt einen Impfstoff gegen das Ostküstenfieber, der Rindern normalerweise eine lebenslange Immunität verleiht. Die Herstellung ist jedoch zeitaufwändig und kostet zehn- bis zwanzigmal mehr als andere gängige Impfstoffe für Nutztiere (dabei wird eine Art „Zecken-Smoothie“ hergestellt, indem Hunderttausende infizierter Zecken in einem industriellen Mixer zerkleinert werden).

Die andere Möglichkeit ist das regelmäßige Eintauchen von Tieren in Akarizide – Pestizide, die Zecken abtöten – aber auch das ist arbeitsintensiv, umweltschädlich und an manchen Orten müssen die Bauern ihre Kühe mehr als einmal pro Woche eintauchen. „Wir haben Mühe, diese Krankheit zu kontrollieren“, sagt Toye.

Im Jahr 2013 führte ein ILRI-Roslin-Team ein Experiment bei durch Schutzgebiet Ol Pejeta in Kenia, um zu testen, wie gut der Impfstoff wirkte, als einheimische Rinder in der Nähe von Büffeln weideten, die ebenfalls eine Form des Ostküstenfiebers übertragen. Von zwölf geimpften Tieren starben neun an der Krankheit.

Neun der zwölf ungeimpften Kontrolltiere starben ebenfalls. Tatjana Sitt, eine Postdoktorandin, die an dem Projekt arbeitet, hat zufällig ihren Stammbaum überprüft. „Sie sah, dass die drei überlebenden alle denselben Vater hatten“, sagt Toye. „Wir dachten, ist das nur ein Zufall? Oder ist das etwas, das es wirklich wert ist, weiterverfolgt zu werden? Es stellte sich als sehr zufällige Beobachtung heraus.“

Der fragliche Vater – ein muskulöses und produktives Exemplar eines Boran-Bullen (Bos indicus) mit dem Namen 3167 – starb kurz nach der Entdeckung. Aber in einem anschließenden Feldversuch überlebten 12 von 15 der Nachkommen von Bull 3167 das Ostküstenfieber, während alle 10 der nicht verwandten Kontrolltiere starben.

Nun, in einem neuen Papier, das heute in veröffentlicht wurde PLOS-Genetikhaben David Wragg von Roslin, Annie Cook vom ILRI und andere Teammitglieder die DNA dieser einen robusten Rinderfamilie im Zusammenhang mit klinischen Daten aus den Feldstudien analysiert und einen genetischen Marker gefunden, der eine Toleranz gegenüber dem Ostküstenfieber signalisiert.

Das von ihnen identifizierte Allel ist nicht unbedingt das spezifische Gen, das das Wachstum der Tierzellen einschränkt, wenn sie mit dem Parasiten infiziert sind, und sie so vor der Krankheit schützt. „Für die Zucht ist das eigentlich egal“, sagt Wragg. „Sie brauchen nur eine Art zu sagen: ‚Dieses Tier ist gut zum Züchten, weil seine Nachkommen die Krankheit wahrscheinlich überleben werden.’“ Tests haben gezeigt, dass der Marker dies sehr gut macht – mit nur einem von 20 Tieren mit zwei Kopien des Allels, die der Krankheit erliegen.

Aber weitere Forschungen zur Bestimmung des genauen verantwortlichen Gens (oder der Gene) und ihres Wirkungsmechanismus werden Wissenschaftler möglicherweise in die Lage versetzen, die DNA von Rindern zu bearbeiten, um sie krankheitstoleranter zu machen. Dies erhöht die Möglichkeit, hochproduktive europäische oder gekreuzte Tiere in Teilen Afrikas, in denen das Ostküstenfieber endemisch ist, leichter zu züchten – was die auf dem Kontinent produzierte Milch- und Fleischmenge dramatisch erhöhen könnte.

Weitere Forschung ist auch erforderlich, um sicherzustellen, dass es keine unbeabsichtigten Nebenwirkungen im Zusammenhang mit der Toleranz gegenüber der Krankheit gibt – zum Beispiel ist beim Menschen die Toleranz gegenüber Malaria mit Sichelzellenanämie verbunden, die andere Gesundheitsprobleme verursacht. Darüber hinaus könnte das Herausfinden von mehr über den genetischen Mechanismus auch dazu beitragen, die Leukämieforschung beim Menschen voranzutreiben, sagt Toye.

„Wenn dieses genetische Merkmal wirklich so effektiv ist, wie wir denken, und wir Tiere dazu bringen können, es auszudrücken, und es keine großen Nachteile hat, wird es eine nachhaltige und kostengünstige Möglichkeit bieten, diese schwere Krankheit zu bekämpfen.“ er sagt.

Bereitgestellt vom International Livestock Research Institute