Aus Tierversuchen ist bekannt, dass der Malariaerreger die Ausdünstung von infizierten Mäusen verändert. Forschende der ETH haben die Duftprofile von kenianischen Schulkindern analysiert und festgestellt, dass dies auch bei Menschen der Fall ist. Über ihre Resultate berichten die Forscher in der Fachzeitschrift «PNAS».
Duftstoff-Cocktail kann Malaria verraten
In Zusammenarbeit mit dem Internationalen Zentrum für Insektenphysiologie und -ökologie in Nairobi untersuchten die Wissenschaftler bei 400 Kindern flüchtige chemische Verbindungen, die über die Haut ausgedünstet werden. Dafür packten die Forscher entweder einen Fuss oder einen Ellbogen des Kindes in einen luftdichten Teflonsack und führten während einer Stunde einen Luftstrom über die Hautpartie, wie aus einer Mitteilung der ETH hervorgeht.
Die Luft wurde durch spezielle Filter geleitet, welche die flüchtigen Substanzen banden. Mittels Gaschromatographie und der Massenspektrometrie bestimmten die Forscher schliesslich die Menge und die Art von jedem gesammelten Molekül, um Duftstoffprofile für gesunde und infizierte Kinder zu erstellen.
Was ist Malaria?
Malaria ist in den Tropen und Subtropen noch immer eine tödliche Gefahr. Jedes Jahr erkranken weltweit über 200 Millionen Menschen daran, mehrere Hunderttausend sterben an den Folgen der Infektion. Besonders betroffen sind Kinder.
Malaria macht folgendermassen bemerkbar:
- Meist über 38 °C Fieber
- Schüttelfrost
- Kopf- und Muskelschmerzen
- Gelegentlich mit Erbrechen und Durchfall
Die Zeit zwischen dem Mückenstich und dem Auftreten von Symptomen variiert zwischen 6 Tagen bis zu mehreren Jahren. Die durch den Stich übertragenen Parasiten vermehren sich zuerst in der Leber und später in den roten Blutkörperchen, die sie dadurch zerstören. Eine Infektion mit Plasmodium falciparum führt zur gefährlichsten Malariaform. Gefürchtet ist vor allem ein rasches Fortschreiten mit einer Hirnbeteiligung, was zu Krämpfen, Koma und Tod führen kann.
Malaria ist die häufigste Tropenkrankheit und wird durch Parasiten verursacht, die in tropischen und subtropischen endemischen Regionen vorkommen. Die Übertragung des Parasiten auf den Menschen erfolgt durch Mücken der Gattung Anopheles, die abends und nachts stechen.
Malaria macht folgendermassen bemerkbar:
- Meist über 38 °C Fieber
- Schüttelfrost
- Kopf- und Muskelschmerzen
- Gelegentlich mit Erbrechen und Durchfall
Die Zeit zwischen dem Mückenstich und dem Auftreten von Symptomen variiert zwischen 6 Tagen bis zu mehreren Jahren. Die durch den Stich übertragenen Parasiten vermehren sich zuerst in der Leber und später in den roten Blutkörperchen, die sie dadurch zerstören. Eine Infektion mit Plasmodium falciparum führt zur gefährlichsten Malariaform. Gefürchtet ist vor allem ein rasches Fortschreiten mit einer Hirnbeteiligung, was zu Krämpfen, Koma und Tod führen kann.
Malaria ist die häufigste Tropenkrankheit und wird durch Parasiten verursacht, die in tropischen und subtropischen endemischen Regionen vorkommen. Die Übertragung des Parasiten auf den Menschen erfolgt durch Mücken der Gattung Anopheles, die abends und nachts stechen.
Jedes Jahr sterben in den Tropen rund 1,2 Millionen Menschen daran. Die Krankheit, die mit hohem Fieber einhergeht, ist jedoch relativ gut behandelbar. Das West-Nil-Fieber wird über einen Mückenstich, aber auch durch Bluttransfusionen übertragen. In 20 Prozent der Fälle führt die Krankheit zu Fieber. Da das Virus die Blut-Hirnschranke überwinden kann, führt die Krankheit in seltenen Fällen zu einer Hirnhautentzündung, die tödlich enden kann. Medikamentös bekämpfen kann man nur die Symptome.
Jedes Jahr sterben in den Tropen rund 1,2 Millionen Menschen daran. Die Krankheit, die mit hohem Fieber einhergeht, ist jedoch relativ gut behandelbar. Das West-Nil-Fieber wird über einen Mückenstich, aber auch durch Bluttransfusionen übertragen. In 20 Prozent der Fälle führt die Krankheit zu Fieber. Da das Virus die Blut-Hirnschranke überwinden kann, führt die Krankheit in seltenen Fällen zu einer Hirnhautentzündung, die tödlich enden kann. Medikamentös bekämpfen kann man nur die Symptome.
Die Aufklärungsrate liegt bei nahezu 100 Prozent
Mit weiteren Untersuchungen dieser Profile identifizierten die Wissenschaftler die flüchtigen chemischen Verbindungen, die aufzeigen, ob ein Kind den Malariaerreger in sich trägt. Zudem waren die Duftstoffprofile selbst bei akuten und asymptomatischen Infektionen deutlich verschieden, was die Forscher überrascht hat.
Die Duftcocktails verrieten den Erreger sehr zuverlässig auch dann, wenn er erst in sehr kleiner Zahl vorhanden war und mit Mikroskopen noch nicht nachgewiesen werden konnte. Die Aufklärungsrate bei symptomlosen Infektionen lag in dieser Studie bei nahezu 100 Prozent.
«Zu Beginn wussten wir nicht, nach welchen chemischen Verbindungen wir suchen müssen», wird Consuelo De Moraes, Professorin für Biokommunikation und Ökologie an der ETH Zürich, in der Mitteilung zitiert. Denn über die Haut sondert der Körper allerlei Verbindungen ab, die auch von der Ernährung oder von anderen Krankheiten abhängen.
Einfache Diagnostik und Früherkennung ist möglich
Die Forscherinnen und Forscher hoffen nun, dass sich die von ihnen bestimmten Duftstoffsignaturen möglichst rasch in eine relativ einfache Diagnostik und Früherkennung ummünzen lassen. Die bisher verfügbaren Nachweismethoden wie die DNA-Analysetechnik PCR sind teuer. Ausserdem ist für die Auswertung eine Laborinfrastruktur nötig.
Die Wissenschaftler hoffen, dass sie zur Entwicklung einer solchen Anwendung beitragen können, unter anderem dank einer Partnerschaft mit der Bill Gates Foundation, die ihre Forschung mitfinanziert hat.
Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) veröffentlicht seit 2015 jährlich eine Liste mit Krankheiten und Krankheitserregern die ein «Risiko für die öffentliche Gesundheit darstellen und für die es keine oder unzureichende Gegenmassnahmen gibt.» Auf dieser Liste finden sich Krankheiten wie Ebola oder SARS. Dieses Jahr ist erstmals eine «Krankheit X» aufgeführt.
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Malaria, Dengue und Co.: Immer wieder verunsichern Meldungen von Epidemien die Ferienstimmung. Doch mit wenigen Mitteln kann man das Risiko einer Erkrankung auf ein Minimum reduzieren. Reisemediziner Professor Christoph Hatz von der Universität Zürich gibt detailliert Auskunft zu den wichtigsten Fragen.
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