Klimaatverandering kan malariamuggen herprogrammeren

Het onderzoek van het ITG in Antwerpen toont aan dat dagelijkse schommelingen in temperatuur en vochtigheid de belangrijkste malariamug, Anopheles stephensi, ingrijpend kan veranderen.

Dat is een probleem, zeggen de onderzoekers in Global Change Biology, want in laboratoria gebeurt onderzoek meestal onder statische omstandigheden. Meer realistische klimaatsimulaties wijzen op ingrijpende en belangrijke veranderingen bij muggen die anders onderbelicht blijven.

Dat kan ernstige gevolgen hebben voor de overdracht van malaria, stellen de onderzoekers.

Realistische omstandigheden

“In de natuur is het klimaat niet statisch. Toch gebeurt laboratoriumonderzoek naar de immuniteit van muggen, interactie tussen vectoren en ziekteverwekkers, en malaria-overdracht onder vaste, optimale omstandigheden. Die bestaan in werkelijkheid niet”, zegt hoofdauteur Maria Luísa Simões, hoogleraar experimentele immunologie en hoofd van het Simões Lab aan het ITG.

“Ons onderzoek toont aan dat dagelijkse schommelingen in klimaat juist cruciaal zijn. Negeer je die, dan loop je het risico om verkeerd in te schatten hoe muggen en de ziekten die ze verspreiden zullen reageren op klimaatverandering.”

Muggen passen zich aan

De onderzoekers stelden muggen voor het eerst bloot aan gecontroleerde schommelingen in temperatuur en luchtvochtigheid, gebaseerd op weerpatronen en klimaatvoorspellingen.

Daaruit blijkt dat warmere en vochtigere omstandigheden de basisimmuniteit van de muggen versterken. Verder versnellen ze ook hun groei en vergroten hun overlevingskansen na een infectie. Hierdoor kunnen bepaalde afweergenen ‘aan- of uitgeschakeld’ worden.

De resultaten suggereren dat conventionele laboratoriumomstandigheden de veerkracht van muggen bij klimaatstress mogelijk dus onderschatten. In werkelijkheid blijken muggen zich juist beter aan te passen, en soms zelfs te floreren, onder zulke omstandigheden.

Gevolgen voor Afrikaanse steden

Anopheles stephensi is een mug die oorspronkelijk uit Zuid-Azië komt maar zich momenteel over Afrika verspreidt. De soort vormt een bedreiging voor de malariabestrijding, vooral in stedelijke gebieden, waar ze kan leiden tot moeilijker te beheersen uitbraken in dichtbevolkte steden.

“Steden werken vaak als hitte-eilanden: ze zijn warmer dan het omliggende platteland. Onze studie laat zien hoe belangrijk het is om realistische klimaatgegevens te gebruiken, zodat we malaria in deze veranderende omgevingen beter kunnen voorspellen én ons er goed op kunnen voorbereiden”, zegt Simões.

Genetisch gemodificeerde mug

Een belangrijke bevinding is dat de ‘aan- en uitknoppen’ van genetisch gemodificeerde muggen (GM) gevoelig zijn voor klimaatschommelingen. Deze ‘GM-muggen’, waarvan het genoom is aangepast, zijn juist bedoeld als een veelbelovend instrument in de strijd tegen de ziekte. Maar het feit dat hun ingebouwde genetische schakelaars gevoelig zijn voor temperatuur en vochtigheid, betekent dat hun werking afhankelijk kan zijn van de omgeving.

“Onze resultaten tonen aan dat genetische instrumenten op basis van muggen getest moeten worden onder klimaatomstandigheden die de realiteit weerspiegelen”, legt Simões uit. “Een gen dat resistentie tegen malariaparasieten verleent onder ideale omstandigheden in het laboratorium, kan in het wisselende weer van een Afrikaanse stad heel anders presteren.”

Het lab van Maria Luísa Simões zal deze realistische klimaatsimulaties nu integreren in de ontwikkeling van transgene Anopheles-muggen. Daarmee neemt het ITG een voortrekkersrol in klimaatbestendige genetische strategieën om malaria te bestrijden.