Fledermäuse gelten als Paradebeispiel für neu auftretende Zoonosen. Die Tiere beherbergen eine Vielzahl von Viren – von denen einige bei Menschen tödliche Krankheiten auslösen –, doch sie selbst erkranken nur selten.
Was macht Fledermäuse zu solch lebensfähigen Virenwirten? Wissenschaftler gehen dieser Frage auf den Grund und nutzen ihre Erkenntnisse, um Strategien zur Verhinderung der Ausbreitung von Viren und zur Eindämmung von Krankheiten zu entwickeln.
Wenn man einer Fledermaus einen Virus gibt, wird sie nicht krank?
Fledermäuse sind hervorragende Wirte für Viren. Diese Säugetiere leben gemütlich in Kolonien, was eine einfache Übertragung ermöglicht, und sie können hohe Virustiter in ihren Geweben und Seren überleben, ohne Anzeichen einer klinischen Erkrankung zu zeigen.
Laut Dr. Cara Brook, Assistenzprofessorin an der Abteilung für Ökologie und Evolution der Universität Chicago, ist letzteres Merkmal unter anderem deshalb bemerkenswert, weil es mit einer weiteren verrückten Eigenschaft zusammenhängt: der Fähigkeit zu fliegen.
„Fliegen ist die physiologischste [and] metabolisch kostspielige Form der terrestrischen Fortbewegung“, sagte Brook während einer wissenschaftlichen Sitzung bei ASM Microbe 2024. „Es scheint, dass Fledermäuse den Stoffwechselbedarf des Fliegens kompensieren durch eine Reihe einzigartiger molekularer Anpassungen“, darunter eine gedämpfte Erkennung von Zellschäden, ein einzigartiger entzündungshemmender Phänotyp und hochregulierte DNA-Reparaturwege.
Während diese Anpassungen der Fledermäuse für das Fliegen entstanden, „haben sie kaskadierende Konsequenzen für [bats‘] Langlebigkeit, ihre Belastbarkeit und Widerstandsfähigkeit gegen Krebs sowie ihre Widerstandsfähigkeit und Toleranz gegenüber Virusinfektionen“, erklärte Brook.
Dieselben Mechanismen, die die negativen Auswirkungen des Fliegens abschwächen, dämpfen auch die Auswirkungen einer Virusinfektion und ermöglichen eine höhere Virustoleranz. Diese erhöhte Toleranz wird durch verstärkte antivirale Immunreaktionen ausgeglichen, die Fledermäuse in ihrer Koexistenz mit Viren außergewöhnlich gut machen.
Und Fledermäuse sind Wirtstiere tausender verschiedener Viren, die Hunderte von Fledermausarten umfassen. Viele dieser Viren gehören zu Familien, deren Mitglieder menschliche Krankheiten verursachen, darunter Paramyoxiviridae (Nipah-Virus), Filoviridae (Marburg-Virus), Rhabdoviridae (Tollwut-Virus) und Coronaviridae (SARS-ähnliche Viren).
Es ist dieser Cocktail aus Viren, der in Fledermäusen gefunden wurde, und ihre Verbindungen zu bekannten Zoonosen, die sie ins Rampenlicht wissenschaftlicher Forschung gerückt haben. In den hochfliegenden Säugetieren werden regelmäßig neue Viren entdeckt, die mit bestehenden Bedrohungen in Zusammenhang stehen. Daher werden Fledermäuse allgemein als Pulverfässer für Viren angesehen, die in der Lage sind, verheerende Auswirkungen auf die menschliche Bevölkerung zu haben.
Wie besorgniserregend sind Fledermäuse wirklich?
Forscher diskutieren, ob Fledermäuse wirklich eine besonders große und heimtückische Sammlung viraler Bedrohungen beherbergen. Einige argumentieren, diese Wahrnehmung sei ein Produkt von BestätigungsfehlernEs ist ein Zahlenspiel: Wenn man in vielen Fledermäusen nach vielen neuen Viren sucht, wird man im Durchschnitt auch viele neue Viren in Fledermäusen finden – und je mehr man findet, desto intensiver wird man suchen.
Eine Studie berichtete, dass die Anzahl der auf den Menschen übertragbaren Viren bei Fledermäusen (oder anderen Tieren) proportional zur Anzahl der existierenden Arten ist (mehr als 1.400). Das heißt, Fledermäuse sind nicht virenreicher, als man angesichts ihrer Anzahl erwarten würde.
Doch die Arbeit von Brooks Labor legt nahe, dass Fledermäuse tatsächlich besondere Virenreservoirs sind, die Aufmerksamkeit verdienen. Ihre Gruppe entdeckte, dass Fledermäuse im Vergleich zu anderen Reservoirs bei Säugetieren und Vögeln beherbergen die virulentesten Zoonoseviren (d. h. sie können schwere Krankheiten beim Menschen verursachen) mit der höchsten Letalitätsrate (sie sind besonders tödlich). Warum könnte das so sein? Brook kam zurück auf das Immunsystem der Fledermäuse.
Abwehrkräfte von Fledermäusen wählen Viren mit hohen Wachstumsraten aus
Es scheint, dass die antiviralen Eigenschaften von Fledermäusen wahrscheinlich Viren mit hoher Wachstumsrate auswählen von denen wir annehmen, dass sie beim Übertritt auf andere Wirte als Fledermäuse pathogen wären“, sagte sie. Während der Replikation in einem Reservoirwirt müssen Viren in ausreichendem Maße wachsen, um die Übertragung zu erleichtern und gleichzeitig die Virulenz zu minimieren (d. h. wenn ihr Reservoirwirt stirbt, können sie sich nicht ausbreiten).
Die Fähigkeit von Fledermäusen, hohe Viruslasten zu tolerieren, gepaart mit ihrem entzündungshemmenden Phänotyp bedeutet, dass sich Viren in hoher Dichte replizieren können, um die Übertragung zwischen Tieren zu maximieren. In weniger toleranten Wirten können diese hochgradig aufgeladenen Viren erhebliche Schäden verursachen – tatsächlich deuten Modellrechnungen und empirische Daten darauf hin, dass die Virulenz beim Menschen teilweise von der an das Reservoir angepassten Wachstumsrate eines Virus abhängt.
Von Fledermäusen übertragene Viren können sich seltener dauerhaft auf den Menschen übertragen
Dies ist jedoch nicht die ganze Geschichte. „Es ist wichtig zu beachten, dass [these findings don’t] berücksichtigen die Wahrscheinlichkeit einer zoonotischen Übertragung, von der wir wissen, dass sie umgekehrt proportional zur phylogenetischen Distanzsagte Brook.
Obwohl von Fledermäusen übertragene Viren virulent sein können, ist es weniger wahrscheinlich, dass sie dauerhaft von Mensch zu Mensch übertragen werden; diese Viren stammen von Reservoirwirtsgruppen, die eng mit Menschen verwandt sind (z. B. Primaten). Dies ist nicht trivial, da Viren mit Pandemiepotenzial oft mit einer hohen Übertragbarkeit auf den Menschen verbunden sind.
Mit anderen Worten: Wirte mit kürzerer phylogenetischer Distanz zum Menschen enthalten Viren mit geringerer Morbidität und Mortalität, haben aber ein höheres Potenzial für eine endemische Etablierung in menschlichen Populationen; das Gegenteil gilt für von Fledermäusen übertragene Viren. Darüber hinaus hängt die Frage, ob ein Virus eine hohe Sterblichkeitsrate beim Menschen verursacht, nicht von der Art des Tieres ab, von dem es stammt, sondern von einer Kombination viraler Merkmale, der tierischen Wirtspopulation und seinen Interaktionen mit dem Menschen.
Die Untersuchung von von Fledermäusen übertragenen Viren dient der Prävention von Spillover-Infektionen
Das Bild, das sich aus diesen Daten ergibt, ist, dass ein Komplexer Mix aus Faktoren bestimmen das zoonotische Risiko eines Virus, dessen Wurzeln in der Immunologie, Ökologie und Epidemiologie liegen. Der Mensch trägt am aktivsten zur Erhöhung der Wahrscheinlichkeit einer Übertragung bei, da er durch Aktivitäten und Einflüsse wie Abholzung und Klimawandel eine größere Mensch-Wildtier-Interaktion.
Wenn ein Virus bei Fledermäusen nachgewiesen wird, bedeutet das nicht automatisch den Untergang der Menschheit. Oft gibt es einen Zwischenwirt (z. B. Hunde, Schweine, Pferde), in dem sich ein von Fledermäusen übertragenes Virus aufhalten und entwickeln kann, bevor es auf Menschen überspringt. Diese Möglichkeit einer sekundären Übertragung ist ein äußerst besorgniserregendes Ereignis und zeigt, dass es auch andere Tiere gibt, die im Kampf gegen Zoonosen Aufmerksamkeit erfordern.
Dennoch betonte Brook, wie wichtig es sei, die Übertragungswege und Persistenz der von Fledermäusen übertragenen Viren zu verstehen, da sich dadurch mögliche Angriffspunkte identifizieren ließen, an denen frühzeitig eingegriffen werden könnte, um eine Ausbreitung des Virus von vornherein zu verhindern.
Im letzten Jahrzehnt, sie und ihre Mitarbeiter haben Viren bei drei endemischen Flughundarten in Madagaskar untersucht. Durch die Beobachtung der Fledermäuse und die Analyse von Proben, die sie im Laufe der Zeit von den Tieren gesammelt haben, haben die Wissenschaftler Erkenntnisse darüber gewonnen, wie sich Viren in der Population verbreiten und wie Fledermäuse darauf reagieren.
Sie haben beispielsweise gezeigt, dass es vier Kladen des Henipavirus (eine Gattung, deren bekannteste Vertreter Nipah- und Hendraviren sind) gibt, die in geringen Mengen in den Flughunden vorhanden sind. Die Tiere entwickeln eine lebenslange Immunität gegen die Viren, aber nur kurzfristige Antikörperreaktionen, was darauf schließen lässt, dass andere Immunmechanismen (z. B. T-Zellen) im Spiel sind.
Darüber hinaus haben Brook und ihre Kollegen im Rahmen ihrer Bemühungen zur Virenentdeckung neue Henipaviren entdeckt, die nicht dieselben Zellrezeptoren binden wie bekannte Zoonosen, wie das Nipah-Virus. Sie betonte, dass die Beschreibung der Rezeptoren, an die diese Viren binden, dabei helfen würde, ihren potenziellen Tropismus zu bestimmen.
Das Ziel des Forschungsteams besteht darin, diese gemeinsamen Erkenntnisse zu nutzen, um einen multivalenten Impfstoff zu entwickeln, mit dem Henipavirus-Infektionen bei Fledermäusen möglicherweise ausgerottet werden können, bevor es zu einer Zoonose kommt.
„Unser Hauptinteresse am Verständnis der Übertragungsdynamik, die diese Viren in wilden Fledermäusen aufrechterhält, steht im Zusammenhang mit unserem Interesse an der Identifizierung von Interventionsmöglichkeiten, um eine Übertragung auf die menschliche Bevölkerung zu verhindern“, sagte Brook, betonte jedoch erneut, dass „Zoonosen eine vielschichtige Herausforderung darstellen, die von der Zelle bis zum Ökosystem reicht.“
Rettet die Fledermäuse
Zu verstehen, wo Fledermäuse im Spektrum des zoonotischen Risikos stehen, ist wichtig, weil Fledermäuse aussterben. Schätzungen zufolge sind allein in Nordamerika über die Hälfte der Fledermausarten in den nächsten 15 Jahren von einem starken Populationsrückgang bedroht, und zwar aufgrund von Plagen wie dem White-Nose-Syndrom und dem Klimawandel. Fledermäuse durch eine Brille der Angst zu betrachten und zu glauben, dass sie für den Menschen von Natur aus schädlich sind, untergräbt die Bemühungen, sie zu schützen.
Und sie sind es wert, geschützt zu werden, nicht zuletzt wegen ihres Ökosystemwertes (z. B. Bestäubung, Kontrolle von Insektenpopulationen).
Wissenschaftler können viel von Fledermäusen lernen, unter anderem, wie man genau jene Viren bekämpft, die sie zu einem Problem machen. Die Erforschung der Mechanismen des Immunsystems von Fledermäusen – deren Besonderheiten sich bei den zahlreichen Fledermausarten unterscheiden – könnte hilfreich sein, um die Übertragung und Entwicklung möglicher viraler Bedrohungen zu verstehen, die sie bergen, und um besser gegen sie vorgehen zu können.
Auch in anderen Forschungsbereichen haben Fledermäuse wertvolle Erkenntnisse zu bieten, etwa in den Bereichen Krebs und Alterung (unter Berücksichtigung der Körpergröße sind 18 der 19 Säugetierarten, die länger leben als der Mensch, Fledermäuse).
Letzten Endes sind diese Lebewesen mehr als nur die Viren, die sie beherbergen – sie enthalten auch Hinweise zur Förderung und Erhaltung der menschlichen Gesundheit.