Es war im Hochsommer 2022, als die ersten Anrufe eingingen. Unzählige tote Rehe übersäten plötzlich ländliche Grundstücke und Naturschutzgebiete, alarmierten die Öffentlichkeit und belästigten Landbesitzer. Laut Beamten des Urbana Park District handelte es sich um die epizootische hämorrhagische Krankheit (EHD), eine durch Mücken übertragene Viruserkrankung, die alle paar Jahre in Weißwedelhirschpopulationen im ganzen Bundesstaat auftaucht. Und wenn anfällige Hirsche infiziert werden, sterben sie innerhalb weniger Tage.
Jetzt haben Wissenschaftler der Universität von Illinois Genvarianten bei Hirschen gefunden, die mit der Anfälligkeit der Tiere für EHD in Verbindung stehen.
„Dies ist das erste Mal, dass dieses Gen bei Weißwedelhirschen vollständig sequenziert wurde. Das ist wichtig, weil es ohne die Sequenzen keinen Ausgangspunkt für irgendwelche Forschungsarbeiten gibt“, sagt Co-Autor der Studie, Alfred Roca, Professor an der Abteilung of Animal Sciences, Teil des College of Agricultural, Consumer and Environmental Sciences (ACES) an der U of I.
Das Team sequenzierte das Gen für Toll-Like Receptor 3 (TLR3), ein Protein, das Membranen von intrazellulären Organellen in Immunzellen überspannt und hilft, doppelsträngige RNA (dsRNA)-Viren zu erkennen. Wenn ein dsRNA-Virus, wie das, das EHD verursacht, in die Zelle eindringt, aktiviert TLR3 die erste Immunabwehr des Wirts, löst eine Entzündung aus und bereitet den Rest des Immunsystems vor.
Als das Team TLR3 von EHD-infizierten und nicht infizierten Hirschen sequenzierte, fanden sie Dutzende von variablen Stellen in der DNA, die als Einzelnukleotid-Polymorphismen (SNPs) bekannt sind. Zwei der SNPs waren signifikant häufiger bei nicht infizierten Hirschen.
„Da wir bei EHD-negativen Tieren häufiger Mutationen in TLR3 gefunden haben, glauben wir, dass Rehe mit diesen Mutationen weniger anfällig für EHD sind“, sagt Co-Autorin Yasuko Ishida, Forschungswissenschaftlerin in der Abteilung für Tierwissenschaften an der U of I.
Diese Schlussfolgerung beruht auf der Wahrscheinlichkeit, dass viele Weißwedelhirsche in Illinois im Laufe ihres Lebens EHD ausgesetzt sind, aber nur einige an der Krankheit sterben werden.
In vielen Gebieten kommt es alle 3-5 Jahre zu Ausbrüchen, wenn die Umweltbedingungen den Lebenszyklus von Mücken begünstigen, die das Virus übertragen. Die Mücken verbringen ihre Larvenstadien im Schlamm unter Teichen und Pfützen, wo Rehe während Dürrebedingungen trinken. Wenn diese Wasserquellen austrocknen, normalerweise im Spätsommer, wird der schlammige Lebensraum der Mücken freigelegt und die erwachsenen Fliegen tauchen auf, um Hirsche zu beißen und zu infizieren. Lokal kann der Kreislauf durch einen strömenden Regen oder einen Kälteeinbruch unterbrochen werden, weshalb es nicht jedes Jahr zu Ausbrüchen kommt.
Die Forscher betonen, dass EHD nicht durch Mückenstiche oder den Verzehr von infiziertem Hirschfleisch auf Menschen oder Haustiere übertragbar ist.
Obwohl Wildtiermanager nicht viel tun können, um den Kreislauf zu unterbrechen und Ausbrüche in natürlichen Lebensräumen zu verhindern, sagt das Team, dass es dennoch hilfreich ist, die genetischen Grundlagen der Krankheit zu verstehen. Theoretisch könnten Hirsche in gefangenen Herden beprobt werden, um den Grad der Anfälligkeit für EHD zu charakterisieren, und wilde Herden könnten während der Jagd- und EHD-Ausbruchssaison beprobt werden, um Manager und die Öffentlichkeit über zukünftige Risiken zu informieren.
„Der Wert dieser Forschung besteht darin, dass sie dazu beiträgt, die Öffentlichkeit über EHD zu informieren. Sie hilft ihr, nicht nur zu verstehen, wie die Krankheit aussehen wird, sondern möglicherweise auch die Schwere eines Ausbruchs in einem bestimmten Gebiet. Manchmal ist es wertvoll zu wissen, was zu erwarten ist “, sagt Co-Autorin der Studie Nohra Mateus-Pinilla, Veterinär-Epidemiologin für Wildtiere am Illinois Natural History Survey, mit zusätzlichen Ernennungen in der Abteilung für Tierwissenschaften, der Abteilung für natürliche Ressourcen und Umweltwissenschaften in ACES und der Abteilung für Pathobiologie.
In Anbetracht der episodischen Natur der Krankheit ist es unwahrscheinlich, dass sie sich in naher Zukunft wieder als schwerer Ausbruch in den Urbana-Parks darstellt. Aber es ist eine zunehmende Bedrohung für die nördlichen Regionen des Staates, einschließlich Chicagoland. Eine weitere aktuelle Studie von Mateus-Pinilla, Roca und anderen, veröffentlicht in Krankheitserreger zeigt, dass sich die Krankheit in Illinois langsam, aber stetig nach Norden bewegt hat. Die Forscher wissen nicht, ob dies auf den Klimawandel oder eine stärkere Berichterstattung zurückzuführen ist, aber es ist klar, dass EHD nicht auf ländliche Teile von Illinois beschränkt ist.
„Es ist sehr kompliziert, auf einen Ausbruch von EHD zu reagieren, da oft eine große Anzahl von Rehen tot in der Nähe von Wasser gefunden wird. Die Menschen wissen nicht, was sie in einem solchen Fall tun sollen, aber wir ermutigen die Öffentlichkeit, potenzielle EHD-Ausbrüche ihrem örtlichen IDNR zu melden Wildtierbiologe für die Überwachung und zukünftige Untersuchung der Krankheit“, sagt Jacob Wessels, der die Forschung im Rahmen seines Master-Abschlusses abgeschlossen hat und jetzt als Polizeibeamter für Naturschutz beim Illinois Department of Natural Resources tätig ist.
Der Artikel „The Impact of Variation in the Toll-like Receptor 3 Gene on Epizootic Hemorrhagic Disease in Illinois Wild White-tailed Deer (Odocoileus virginianus)“ ist erschienen in Gene.
Mehr Informationen:
Jacob E. Wessels et al, The Impact of Variation in the Toll-like Receptor 3 Gene on Epizootic Hemorrhagic Disease in Illinois Wild White-Tailed Deer (Odocoileus Virginianus), Gene (2023). DOI: 10.3390/genes14020426
Nelda A. Rivera et al., Blauzungenkrankheit und epizootische hämorrhagische Krankheit in den Vereinigten Staaten von Amerika an der Schnittstelle zwischen Wildtieren und Nutztieren, Krankheitserreger (2021). DOI: 10.3390/pathogens10080915