Immunsuppression bei Insekten durch endoparasitische Wespen

Das Immunsystem der Insekten spielt eine Schlüsselrolle in der Abwehr von Krankheitserregern. Dabei unterscheidet man zwischen zellulären Immunreaktionen, die von Blutzellen (Hämozyten) ausgeführt werden und den Eindringling je nach Größe entweder einkapseln oder einschließen, und in der Hämolymphe gelösten humoralen Faktoren, wie z.B. antimikrobielle Proteine. Diese Abwehrmechanismen sind in vielen Fällen auch gegenüber endoparasitischen Wespen wirksam. Bei der von einem Insekt gegenüber einem Fremdkörper durchgeführten Einkapselung handelt es sich um multizelluläre Prozesse, bei denen verschiedene Hämozytentypen, wie Granulozyten und Plasmatozyten, beteiligt sind. Dieses Zusammenspiel setzt den Informationsaustausch zwischen Zellen über Signalmoleküle (z.B. Zytokine) und Zell-Zell-Kontakte voraus, die eine Verhaltensänderung (Andocken am Fremdkörper oder Zellnachbarn) der Hämozyten auslösen. Um der Immunabwehr ihrer Wirte zu entgehen, haben viele Parasitoide Anpassungsmechanismen entwickelt, die das Abwehrsystem schwächen oder fast völlig unterdrücken. Dabei können vom Parasitoiden in den Wirt injizierte symbiontische Polydnaviren eine entscheidende Rolle spielen. Viruspartikel werden in den ovariellen Drüsen bestimmter parasitischer Hymenopteren produziert und bei der Eiablage gemeinsam mit Giftsekreten in den Wirt übertragen. Diese Viren beeinflussen die Entwicklung des Wirtsinsekts und verursachen das Ausschalten vor allem der zellulären Abwehrreaktionen. In den parasitierten Wirtsinsekten kommt es zu Veränderungen im Zellskelett und an den Membranen der Hämozyten. Anhand unterschiedlicher Parasitoid-Wirt-Kombinationen lassen sich Mechanismen und Prozesse studieren, wie Wirte sich erfolgreich gegen den Eindringling verteidigen, bzw. wie es Parasitoiden gelingt, die Immunabwehr ihres Wirtes auszuschalten. In dieser Studie werden zwei ökonomisch bedeutende Forstschädlinge, Lymantria dispar (Schwammspinner) und Lymantria monacha (Nonne) als Wirtsinsekten in ihrer Reaktion auf Parasitierung durch die gregäre Schlupfwespe Glyptapanteles liparidis untersucht. Die beiden Schmetterlinge sind eng verwandt und weisen einen vergleichbaren Lebenszyklus auf ihren Hauptwirtsbaumarten auf. Dennoch kann sich die Nachkommenschaft der Wespe ausschließlich in Raupen des Schwammspinners, nicht aber in jenen der Nonne erfolgreich entwickeln. Im Gegensatz zu Schwammspinnerraupen wird das Immunsystem der Nonnenraupen durch die Parasitierung nämlich nicht beeinflusst. Wir werden die Immunreaktionen auf zellulärer, molekularer und genetischer Ebene in beiden Systemen miteinander vergleichen, um herauszufinden, welche Prozesse ablaufen bzw. unterbunden werden. Dabei wird das Hauptaugenmerk der Studie auf die Wirkung von Virus und Venomsekret auf Hämozyten während der über Erfolg oder Misserfolg entscheidenden frühen Phase der Parasitierung gelegt. Wir erwarten uns wertvolle Informationen über einzelne Virusgene, die die Immunabwehr unterdrücken und in Zukunft eine bedeutende Rolle in der Entwicklung einer neuen Generation von Pestiziden spielen könnten.