Wissenschaftler entdecken Virus, das massenhaftes Sterben von Superwürmern verursacht und entwickeln neue Methoden zur Identifizierung von Krankheitserregern in zukünftigen Epidemien

Neueste Forschungen an der Rutgers University haben eine bahnbrechende Entdeckung über einen ungewöhnlichen Ausbruch einer Epidemie ergeben, die Superwurmkolonien weltweit verwüstet hat. Diese Art, bekannt unter ihrem lateinischen Namen Zophobas morio, ist ein wichtiger Bestandteil der Ernährung vieler exotischer Haustiere wie Vögel, Reptilien und Fische. Während des Jahres 2019 begannen Züchter und Tierhalter jedoch, plötzliche Massentodesfälle dieser proteinreichen Larven zu bemerken, was Besorgnis in der Branche auslöste.

Forscher der Rutgers University, geleitet von der Molekularvirologin Judit Penzes, konnten die Ursache für dieses rätselhafte Sterben aufdecken. Mit moderner Technologie entdeckten sie ein neues Virus, das sie "Zophobas morio schwarzer Verfallvirus" nannten. Dieses Virus befällt speziell die Larven des Dunkelkäfers und verursacht deren schnelle Zersetzung. Die Entdeckung des Virus war entscheidend für das Verständnis der Verbreitung der Infektion und eröffnete Möglichkeiten zur Entwicklung von Präventionsmaßnahmen und zum Schutz dieser wichtigen Nahrungsquelle für exotische Haustiere.

Superwürmer gelten seit langem als wichtige Proteinquelle, nicht nur für Haustiere, sondern auch für Menschen in bestimmten Kulturen, die Insekten als nachhaltige Nahrungsquelle erforschen. Viele Farmen haben sich auf die Zucht dieser Würmer aufgrund ihres Nährwertes spezialisiert, doch der plötzliche Ausbruch der Krankheit im Jahr 2019 führte zu massiven Verlusten von Kolonien. Penzes und ihr Team begannen ihre Untersuchung mit Proben von Würmern, die aus lokalen Zoohandlungen in New Jersey gesammelt wurden. Laut Penzes waren die ersten Anzeichen der Krankheit bereits in den Geschäften deutlich sichtbar, wo Züchter ungewöhnliche Symptome bei den Würmern bemerkten.

Durch die Verwendung eines Nahrungsmixers stellten die Forscher einen Brei aus den Körpern der toten Würmer her und wendeten eine Virusreinigungstechnik an, die die Trennung des Erregers ermöglicht. Als fluoreszierendes Licht die zentrifugierten Proben beleuchtete, strahlte das Virus ein charakteristisches blaues Leuchten aus, was die Anwesenheit des Erregers bestätigte. Gemeinsam mit dem Kollegen Jason Kaelber, einem Spezialisten für Kryo-Elektronenmikroskopie, konnte Penzes eine dreidimensionale Ansicht der Virusstruktur erhalten, die eine detaillierte Untersuchung seiner Eigenschaften ermöglichte.

Was sie entdeckten, war verblüffend. Die Virusstruktur zeigte Ähnlichkeiten mit Viren, die Kakerlaken betreffen, doch es war klar, dass es sich um ein völlig neues Mitglied der Parvovirus-Familie handelte. Diese Familie von Viren umfasst Erreger, die verschiedene Tierarten infizieren, aber das schwarze Verfallvirus ist spezifisch für Zophobas morio. Die Entdeckung ist von großer Bedeutung für Züchter, da sie ein besseres Verständnis der Epidemie und mögliche Methoden zum Schutz ihrer Kolonien ermöglicht.

Kryo-Elektronenmikroskopie, mit der es den Wissenschaftlern gelang, eine dreidimensionale Ansicht des Virus zu erhalten, erwies sich als entscheidende Methode in dieser Forschung. Diese Technologie ermöglicht eine schnelle Gefrierung der Proben, wodurch die Virusstruktur erhalten bleibt, ohne Eiskristalle zu bilden, die empfindliche Moleküle zerstören könnten. Die Wissenschaftler konnten eine Reihe von Aminosäuren aus der Virusproteinstruktur extrahieren, ohne eine genetische Analyse durchführen zu müssen. Diese Entdeckung lieferte wertvolle Einblicke in Methoden zur Identifizierung neuer Krankheitserreger und das Potenzial für eine schnelle Reaktion auf zukünftige Epidemien bei Menschen, Pflanzen und Tieren.

Penzes und ihr Team arbeiten nun an der Entwicklung eines Impfstoffs, der die Kolonien von Zophobas morio vor weiteren Krankheitsausbrüchen schützen könnte. Eine mögliche Strategie besteht darin, einen verwandten Virus aus einer anderen Insektenart zu injizieren, der keine Symptome verursacht, aber Immunität gegen das schwarze Verfallvirus bietet. Diese Forschung hat Türen zu neuen Methoden im Kampf gegen Infektionskrankheiten in der Landwirtschaft und Lebensmittelindustrie geöffnet.

Die Bedeutung dieser Forschung geht über die Entomologie und Virologie hinaus. Sie hilft nicht nur Züchtern, ihre Farmen zu schützen, sondern dient auch als echter Test für die Technologie der Kryo-Elektronenmikroskopie, die in Zukunft entscheidend für die schnelle Identifizierung und Eindämmung von Krankheitsausbrüchen in menschlichen Populationen sein könnte. Letztendlich stellt diese Entdeckung einen bedeutenden Fortschritt im Kampf gegen unbekannte Krankheitserreger dar und bietet neue Möglichkeiten zur Prävention und Kontrolle von Infektionskrankheiten.

Quelle: State University of New Jersey