UV-Licht könnte den Auslöser des Weißnasensyndroms bekämpfen

Eine Fledermaus der Art Myotis lucifugus. (Credits: Daniel Lindner, USDA Forest Service)
Eine Fledermaus der Art Myotis lucifugus. (Credits: Daniel Lindner, USDA Forest Service)

Der Pilz hinter dem Weißnasensyndrom, einer Erkrankung, die Fledermauspopulationen in Nordamerika dezimiert hat, könnte eine Achillesferse haben: UV-Licht. Das Weißnasensyndrom hat sich während des letzten Jahrzehnts stetig ausgebreitet und wird durch den Pilz Pseudogymnoascus destructans hervorgerufen.

Im Zuge der genetischen Analysen von Pseudogymnoascus destructans haben Wissenschaftler des U.S. Forest Service, des US-Landwirtschaftsministeriums und der University of New Hampshire festgestellt, dass der Pilz hochgradig empfindlich auf UV-Licht reagiert. Pseudogymnoascus destructans kann Fledermäuse nur während ihrer Überwinterung befallen, weil er einen engen Temperaturbereich von circa 3,8-20 Grad Celsius zum Wachstum benötigt. Die Behandlung der Fledermäuse während ihrer Überwinterung ist jedoch anspruchsvoll, daher könnte jede Schwäche des Pilzes eine gute Nachricht für die Betreuer sein, die Behandlungsstrategien zu entwickeln versuchen.

In einer am 2. Januar 2018 im Journal Nature Communications veröffentlichten Studie mit dem Titel "Extreme sensitivity to ultra-violet light in the fungal pathogen causing white-nose syndrome of bats" vermutet das Forschungsteam, dass Pseudogymnoascus destructans wahrscheinlichen ein echtes Pilzpathogen von Fledermäusen ist. Demnach hat es sich seit Millionen Jahren neben Fledermausarten in Europa und Asien entwickelt und europäischen Fledermäusen erlaubt, Verteidigungsstrategien dagegen zu entwickeln.

Bei Vergleichen von Pseudogymnoascus destructans mit sechs eng verwandten, nicht-pathogenen Pilzen entdeckten die Forscher, dass Pseudogymnoascus destructans nicht imstande ist, UV-lichtbedingte DNA-Schäden zu reparieren. Das könnte zu neuen Behandlungsmethoden für die Erkrankung führen. Die Studie, die vom U.S. Fish and Wildlife Service finanziert wurde, ist hier verfügbar.

"Diese Forschungsarbeit hat eine große Bedeutung für Fledermäuse und Menschen", sagte Tony Ferguson, der Direktor der Northern Research Station und des Forest Products Laboratory des U.S. Forest Service. "Fledermäuse spielen eine Schlüsselrolle für die Gesundheit der Wälder und die Herstellung von Nahrungsmitteln in den Vereinigten Staaten. Die Entwicklung von Hilfsmitteln, mit denen wir am Weißnasensyndrom erkrankte Fledermäuse behandeln können, ist entscheidend für die Erhaltung dieser sehr wichtigen Spezies."

Das Forschungsteam erstellte beschriftete Genome für Pseudogymnoascus destructans und sechs nicht-pathogene Pseudogymnoascus-Arten, um Einblicke in den Ursprung und Anpassungen des Pilzpathogens der Weißnasenkrankheit zu gewinnen. Mittels vergleichender Genomik erkannten die Wissenschaftler, dass Pseudogymnoascus destructans ein Enzym zur DNA-Reparatur fehlte. Das brachte sie dazu, den Pilz DNA-schädigenden Stoffen und Prozeduren auszusetzen, darunter verschiedene Wellenlängen und Intensitäten von ultraviolettem Licht.

Sie stellten fest, dass eine geringe Dosis UVC-Licht in einer Überlebensrate von rund 15 Prozent resultierte, während eine mittlere Dosis zu einer Überlebensrate des Pilzes von weniger als einem Prozent führte. Diese Werte gehen auf eine nur wenige Sekunden lange Behandlung mit einer handgehaltenen UVC-Lichtquelle zurück.

"Es ist ungewöhnlich, dass Pseudogymnoascus destructans nicht in der Lage zu sein scheint, UV-lichtbedingte Schäden zu reparieren", sagte Jon Palmer, ein Botaniker vom Labor der Northern Research Station in Madison (Wisconsin) und Hauptautor der Studie. "Die meisten Organismen, die in der Abwesenheit von Licht gefunden wurden, halten die Fähigkeit zur Reparatur von UV-lichtbedingten Schäden aufrecht. Wir sind guter Hoffnung, dass die extreme Anfälligkeit des Pilzes gegenüber UV-Licht ausgenutzt werden kann, um die Krankheit in den Griff zu bekommen und die Fledermäuse zu retten."

"Das Weißnasensyndrom ist die größte Bedrohung für viele nordamerikanische Fledermausarten und eine der drängendsten Herausforderungen, der die Tierwelt Amerikas gegenübersteht", sagte Jeremy Coleman vom U.S. Fish and Wildlife Service, der nationale Koordinator für das Weißnasensyndrom. "Investitionen in die Bekämpfung des Weißnasensyndroms müssen eine Priorität sein, und die Ergebnisse dieser Studie und ergänzender Forschungen geben uns Hoffnung, dass wir die Hilfsmittel entwickeln können, um den Pilz effektiver in den Griff zu bekommen, der diese Erkrankung verursacht."

Die Forschung zur potenziellen Behandlung mittels UV-Licht läuft gegenwärtig. Daniel Lindner, ein Pflanzenpathologe an der Northern Research Station in Madison und Autor der entsprechenden Studie, leitet Nachfolgeuntersuchungen, um festzustellen, ob UV-Licht als Behandlungsmethode für Fledermäuse verwendet werden kann, die am Weißnasensyndrom leiden. Die Studie wird die Überlebensrate von Fledermäusen der Art Myotis lucifugus während der Überwinterung ermitteln, nachdem sie mit UV-Licht behandelt wurden, verglichen mit Kontrollgruppen.

Die Wissenschaftler erkunden auch, ob es irgendwelche unbeabsichtigten Nebeneffekte gibt, indem sie Veränderungen im Mikrobiom der Fledermaushaut überwachen (sowohl Pilz- als auch Bakteriengemeinschaften). Die Studie, die durch Fördermittel der National Fish and Wildlife Foundation und den Bats for the Future Fund finanziert wird, begann Ende letzten Jahres.

Die Co-Autoren der Studie sind Kevin P. Drees und Jeffery T. Foster von der University of New Hampshire.

Quelle

(THK)

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