Virologie

Rettet den Karpfen – mit Waschmittelenzymen

Ob blau, gebacken oder als Filet gebraten – seit September ist es wieder soweit: Der Karpfen kommt auf den fränkischen Teller. Doch die Gaumenfreude ist bedroht. Das gefährliche Koi-Herpes-Virus (KHV) breitet sich in Deutschland zunehmend aus. Die Forscher des Lehrstuhls für Bioverfahrenstechnik der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) arbeiten zurzeit daran, das Virus besser zu verstehen und damit langfristig sicher zu stellen, dass die fränkische Spezialität auch in Zukunft in Monaten mit dem Buchstaben „r“ in den Speisekarten erscheint. Das Projekt wird vom Ministerium für Ernährung und Landwirtschaft gefördert.

Karpfenzellen, deren Zellkerne, welche das Erbgut enthalten, mit einem blau fluoreszierenden Farbstoff angefärbt sind. Im kleinen Bild sind hell leuchtende Zellkerne nicht infizierter Karpfenzellen zu sehen. Nach Infektion durch das KHV verändern sich die Form der Zellkerne dramatisch (großes Bild). Diese Veränderungen treten nur im Falle der Infektion auf. Mithilfe dieser Zellfärbung können also infizierte Karpfenzellen von nicht infizierten unterschieden werden. (Bild: Simon Herlitze)

Folgen für Tier und Mensch
Die meisten Teichanlagen, in denen viele Tiere auf engem Raum aufgezogen werden, sind besonders anfällig für Infektionskrankheiten, so auch Karpfenteiche. Karpfen sind dabei besonders durch das KHV, auch Cypriniden Herpesvirus 3 genannt, gefährdet. Diese Infektion wurde Ende der neunziger Jahre bei Koi-Karpfen entdeckt, ist aber für alle Karpfen bedrohlich. Stecken sich die Tiere mit dem Virus an, sterben die meisten seuchenartig, teilweise sogar der gesamte Bestand. Um zu vermeiden, dass sich solche Infektionen ausbreiten, müssen die Teichanlagen nach einer Infektion desinfiziert werden, in der Regel werden sie dafür trockengelegt und mit Branntkalk behandelt.

Für den Menschen hat das Virus zwar keine gesundheitlichen Folgen, doch betrifft es ihn in einer Region wie dem fränkischen Aischgrund dennoch. Hier ist die Karpfenanzucht eine wichtige Erwerbsquelle, wenn auch oft im Nebenerwerb, und der Speisefisch spielt kulinarisch eine wichtige Rolle. Außerdem wurde die idyllische Landschaft im Hinterland der Aisch durch die Teiche zu einem beliebten Urlaubsziel, zusätzlich unterstützt durch das kulinarische Angebot. Der KHV gefährdet also die Kulturlandschaft im Aischgrund und in anderen deutschen Regionen, in denen Karpfen gezüchtet werden und ist für die Menschen dort auch ökonomisch gefährlich.

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Vermehrung der Viren
Die Bioverfahrenstechniker der FAU wollen dem Massensterben ein Ende bereiten und untersuchen deshalb, wie die KHV-Infektion genau funktioniert, was dagegen unternommen werden kann und wie die Fische möglicherweise sogar geschützt werden können. Doch bevor die Wissenschaftler an dem Virus überhaupt forschen konnten, mussten sie zunächst in der Lage sein, diese Viren im Labor verlässlich zu isolieren und zu vermehren.

Die FAU-Forscher haben dafür eine der gängigen Zellkulturen, die aus Gehirnzellen von Karpfen isoliert wurde, benutzt. Werden die Zellen durch das Virus infiziert, dann werden in der Zelle viele neue Viren produziert. Nach einer Weile sterben die Zellen ab und die freien Viren können neue, gesunde Zellen infizieren. Leider ist das Virus eine kleine Diva und lässt sich nicht immer so gut, wie man sich das im Labor wünschen würde, vermehren. Die FAU-Forscher haben herausgefunden, wie man diese Vermehrung gestalten muss, um so große Virusmengen zu ernten, dass weitere Versuche möglich werden.

Neue Arten der Desinfektion
Nun liegen erste Ergebnisse der Forscher vor: Zum einen belegen sie, dass das KHV sehr empfindlich gegenüber Wärme ist. Wenn infizierte Teiche bei besonders warmen Wetter trockengelegt werden, wirkt dies desinfizierend – ganz ohne chemische oder biotechnische Mittel. Zum anderen entdeckten die Forscher eine neue Möglichkeit der Desinfektion: Enzyme, die speziell Proteine zerstören, sogenannte Proteasen, können das Virus ebenfalls zerstören. Solche Proteasen werden biotechnisch schon länger in Waschmitteln eingesetzt. Dort lösen sie Proteine auf und helfen so, ohne Chemie Flecken aus der Wäsche zu entfernen. Die Wissenschaftler müssen nun als nächstes erforschen, ob Proteasen tatsächlich in der Teichwirtschaft eingesetzt werden können, welche Proteasen besonders geeignet sind, wie sie genau anzuwenden sind und ob sie tatsächlich effektiver, billiger und umweltschonender als herkömmliche Methoden sind, wie zum Beispiel Branntkalk.

In einem nächsten Schritt wollen die Bioverfahrenstechniker die Ergebnisse der ersten Laborversuche unter Bedingungen überprüfen, die der Realität besser entsprechen, um zum Beispiel herauszufinden, wie lange Proteasen im Teichwasser aktiv bleiben oder auch, ob die Inaktivierung des Virus im Teichwasser genauso gut funktioniert wie im Labor. Daneben arbeiten die Forscher zusammen mit mehreren Wissenschaftlern aus verschiedenen Forschungseinrichtungen in Deutschland bereits an einem Impfstoff für Karpfen gegen KHV. Hier werden allerdings noch erhebliche Anstrengungen erforderlich sein, bis absehbar wird, ob ein Schutz von Karpfen für die Teichwirtschaft möglich ist.

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