Studierende bekämpfen die Malaria-Mücke

5. Dezember 2018, von Felix Willeke

Foto: UHH/Wohlfahrt

Studierende und Prof. Dr. Zoya Ignatova (r.) vom iGEM-Team 2018 der Uni Hamburg mit ihrer Goldmedallie

Studierende der Fakultät für Mathematik, Informatik und Naturwissenschaften (MIN) der Universität Hamburg haben eine Methode zur Bekämpfung von Malaria entwickelt. Die Idee wurde auf dem „international Genetically Engineered Machine“ (iGEM) Wettbewerb im US-amerikanischen Boston mit einer Goldmedaille ausgezeichnet – und sogar zum Patent angemeldet.

Im Jahr 2017 starben über 400.000 Menschen an der Infektionskrankheit Malaria, die über die Anophelesmücke übertragen wird. Um diese Krankheit zu bekämpfen, entwickelte das interdisziplinäre Team der Universität Hamburg eine besondere Mückenfalle: das S.H.I.E.L.D.. Die Abkürzung steht für Sustainable Human Imitating Elimination & Lure Device (dt.: Nachhaltige Vorrichtung zum Imitieren menschlicher Haut mit Eliminierungs- und Lockmitteln). Die Falle ist für Gebiete vorgesehen, in der die Mücke heranwächst. „Die Falle ist wie ein unsichtbares Schild und die Mücken kommen gar nicht erst an die Menschen heran“, erläutert Alexander Kartheiser vom Studierenden-Team. Das Team ist interdisziplinär besetzt: Unter den 19 Studierenden finden sich die Fachrichtungen Chemie, Biologie, Nanowissenschaften und Molecular Life Sciences. Zudem wurde im Laufe des Projekts noch ein Maschinenbaustudent der TU Hamburg dazu geholt.

Die Falle

Das SHIELD besteht aus drei Komponenten: zwei Bakterienkulturen und einem Gel. Zunächst wird die Mücke über einen Lockstoff angezogen. Dieser befindet sich auf dem Gel, welches Duftstoffe der menschlichen Haut imitiert. Sobald die Mücke auf dem Gel landet und in die vermeintliche Haut sticht, um das Blut zu saugen, nimmt sie ein Gift auf, mit dem das Gel getränkt ist, und stirbt.

„Das Besondere am SHIELD ist,“, so Kartheiser, „dass sie sich im Gegensatz zu anderen Fallen selbst versorgen kann.“ Normalerweise müssen Fallen gewartet oder mit Energie versorgt werden. „Das ist bei SHIELD nicht nötig, da Bakterien sowohl die Lockstoffe als auch die Gifte produzieren. Zusätzlich werden die Bakterien selbst mit Nährstoffen versorgt. So hält die Falle mehrere Wochen“, sagt Dominika Wawrzyniak vom Studierenden-Team. Ein wichtiger Faktor für die Menschen in den betroffenen Ländern, so Wawrzyniak weiter: „Vor allem in Ländern wie Mali, Burkina Faso und Nigeria ist der Einsatz der Falle vorgesehen. In diesen Ländern der Sub-Sahara – also südlich der Sahara – ist die Krankheit ein großes Problem.“

Das Projekt

Das Vorhaben, eine Malariapräventionsmethode zu entwickeln, entstand 2017 durch die Idee von Daniel Wedemeyer, einem Masterstudenten der Molecular Life Sciences. „Dabei war es immer Ziel unserer Arbeit, einen ‚proof of principle‘ – den Bewies für ein durchführbares Prinzip – zu entwickeln. Aufgrund des kurzen Zeitrahmens von einem Jahr war eine längere Testphase, unter anderem mit Feldversuchen, nicht möglich“, erklärt Dominika Wawrzyniak. In jedem Jahr findet ein derartiges Forschungsprojekt unter Leitung von Prof. Dr. Ignatova vom Institut für Biochemie und Molekularbiologie an der MIN-Fakultät, statt. „Zuerst wurde viel grundlagig gearbeitet, theoretisch sowie in der Recherche“, so die Biochemikerin, „erst ab April 2018 haben die Studierenden im Labor gearbeitet.“ Den Abschluss des Projekts bildete die Präsentation auf dem iGEM-Wettbewerb, der vom 24. – 28. Oktober 2018 in Boston stattfand, und auf dem SHIELD sogar die Goldmedaille gewinnen konnte. „Die Veranstaltung in Boston war für die Studierenden eine einmalige Möglichkeit, sich vor internationalen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern zu präsentieren“, zieht Prof. Dr. Ignatova Bilanz. Auch abseits der Preisverleihung stieß die Falle beim iGEM-Wettbewerb auf positive Resonanz. Es gebe bereits Unternehmen, die diese Malariapräventionsmethode umsetzen wollen, erläutert Prof. Dr. Zoya Ignatova.

Der Traum

Das Forschungsprojekt endete offiziell mit dem iGEM-Wettbewerb in Boston, die Studierenden werden es jedoch weiter verfolgen. Denn neben der Entwicklung und Präsentation von SHIELD haben sie das Konzept im September als europäische Patentanmeldung eingereicht. „Dabei geht es insbesondere um die besonderen Merkmale wie zum Beispiel die Selbstversorgung der Falle. Ich glaube, dass die Patentanmeldung Erfolg haben kann“, erklärt Prof. Dr. Ignatova. Wenn das SHIELD später auch umgesetzt wird, und die Chance darauf stehen gut, haben Studierende der Universität Hamburg erfolgreich gegen die Verbreitung von Malaria gekämpft.