Was macht ein Insekt zum Vektor?

Kampen, Helge GND

Blood-feeding insects transmit numerous viruses, bacteria, protozoans and helminths to vertebrates. The developmental cycles of the microorganisms in their vectors and the mechanisms of transmission are generally extremely complex and the result of a long-lasting coevolution of vector and vectored pathogen based on mutual adaptation. The conditions necessary for an insect to become a vector are multiple but require an innate vector competence as a genetic basis. Next to the vector competence plenty of entomological, ecological and pathogen-related factors are decisive, given the availability of infection sources. The various modes of pathogen transmission by vectors are connected to the developmental routes of the microorganisms in their vectors. In particular, pathogens transmitted by saliva encounter a lot of cellular and acellular barriers during their migration from the insect's midgut through the hemocele into the salivary fluid, including components of the insect's immune system. With regard to intracellular development, receptor-mediated invasion mechanisms are of relevance. As an environmental factor, the temperature has a paramount impact on the vectorial roles of hematophagous insects. Not only has it a considerable influence on the duration of a pathogen's development in its vector (extrinsic incubation period) but it can render putatively vector-in competent insects to vectors ("leaky gut" phenomenon). Equally crucial are behavioural aspects of both the insect and the pathogen such as blood host preferences, seasonal appearance and circadian biting activity on the vector's side and diurnal/nocturnal periodicity on the pathogen's side which facilitate a contact in the first place

Blut saugende Insekten übertragen eine Vielzahl von Viren, Bakterien, Protozoen und Helminthen auf Wirbeltiere. Die Entwick-lungszyklen der Mikroorganismen in ihren Vektoren und die Transmissionsmechanismen sind häufig extrem komplex und das Resultat einer langen Koevolution von Überträger und übertragenem Pathogen mit gegenseitiger Anpassung. Die Bedingungen, die erfüllt sein müssen, damit ein Insekt zum Vektor wird, sind vielfältig, benötigen aber eine angeborene Vektorkompetenz als genetische Grundlage. Die Verfügbarkeit von Infektionsquellen vorausgesetzt, sind neben der Vektorkompetenz zahlreiche entomologische, ökologische und erregerspezifische Faktoren entscheidend. Die verschiedenen Routen der Erregerübertragung durch Vektoren stehen in Verbindung mit den Entwicklungswegen der Erreger durch das Insekt. Insbesondere bei salivar übertragenen Pathogenen stehen der Wanderung im Insekt vom Mitteldarm über das Hämozöl bis in die Speichelflüssigkeit verschiedene zelluläre und azelluläre Barrieren, inkl. Komponenten des Immunsystems der Insekten, entgegen. Bei intrazellulärer Entwicklung sind Rezeptor-vermittelte Invasionsmechanismen relevant. Als Umweltfaktor hat die Temperatur eine herausragende Bedeutung für die Vektorrolle hämatophager Insekten. Sie hat nicht nur einen beträchtlichen Einfluss auf die Entwicklungsdauer des Pathogens im Vektor (extrinsische Inkubationsperiode), sondern kann auch vermeintlich vektorinkompetente Insekten zu Vektoren machen („leaky gut“-Phänomen). Wichtig sind aber auch Verhaltensweisen des Insekts und des Pathogens, die einen Kontakt überhaupt erst ermöglichen, wie z. B. Blutwirtpräferenzen, saisonales Auftreten und zirkadiane Stechaktivität auf Seiten des Insekts sowie tageszeitliche Periodizität auf Seiten des Erregers.

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Kampen, Helge: Was macht ein Insekt zum Vektor?. 2009.

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