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Jährlich auftretende Krankheit bei Forellen Bisher unbekannter Virus tötet Bachforellen

| Autor/ Redakteur: Andreas Battenberg* / Dipl.-Chem. Marc Platthaus

Ein bisher unbekannter Virus hat jedes Jahr ein Massensterben von Bachforellen ausgelöst. Mithilfe von NGS-Technologien konnten Forschende der Technischen Universität München nun in jahrelanger, detektivischer Suche den Virus bestimmen.

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TUM-Mitarbeiter Jens-Eike Täubert bei der Untersuchung einer Forelle mit Proliferative Darkening Syndrome (PDS)
TUM-Mitarbeiter Jens-Eike Täubert bei der Untersuchung einer Forelle mit Proliferative Darkening Syndrome (PDS)
(Bild: Lehrstuhl Prof. Dr. R. Kuehn / TUM)

München – Jeden Sommer gehen in Süddeutschland, Österreich und der Schweiz massenhaft Bachforellen zugrunde. Einem interdisziplinären Team der Technischen Universität München (TUM) ist es jetzt gelungen, das mysteriöse Fischsterben aufzuklären: Das „Bachforellen-Sterben“ wird durch ein bisher unbekanntes Virus ausgelöst.

Von der Iller ins Labor

Tatort sind immer dieselben Flussabschnitte. Und immer sind die Opfer die Bachforellen. Innerhalb weniger Tage färbt sich deren Haut dunkel und die Tiere gehen zu Grunde. Nach der Ursache des mysteriösen Massensterbens fahndeten Forscher und Behörden seit Jahrzehnten – bisher ohne Erfolg. Mit modernen Analyse-Methoden hat Prof. Ralph Kühn zusammen mit einem Forschungsteam der TU München jetzt den Erreger entdeckt, der das „Proliferative Darkening Syndrom“, kurz PDS, bei Bachforellen auslöst.

„Die größte Herausforderung lag darin, einen Krankheitserreger zu identifizieren, den niemand kannte. Wir wussten daher nicht, wonach wir suchen mussten“, erinnert sich der Biologe. „Am Anfang war nicht einmal klar, ob es sich ein Bakterium, ein Virus, einen Parasiten oder um ein Umweltgift handelt.“

Es folgten zehn Jahre wissenschaftlicher Detektivarbeit. Die Forscher legten an der Iller zwei Versuchsstationen an – eine im Oberlauf, in der Nähe von Obersdorf, wo die Fischkrankheit nie beobachtet worden war; eine zweite im Unterlauf, nahe Kempten, wo jeden Sommer Bachforellen verenden.

An beiden Stationen bauten die Forschenden mit Flusswasser gespeiste Aquarien auf. Von Mai bis September beobachteten sie die Fische in den Aquarien und entnahmen jeden Tag Gewebeproben, die tiefgekühlt ins Labor der TUM geschickt und dort analysiert wurden.

Mit Next Generation Technologies auf Spurensuche

Die Beobachtungen zeigten, dass die PDS-Krankheit in drei Phasen verläuft: Zu Anfang wirken die Fische noch völlig gesund, später erkennt man Veränderungen der inneren Organe wie Leber und Nieren, in der dritten Phase färbt sich Haut der Bachforellen dunkel, kurz drauf sterben die Tiere. „Aufgrund dieses Krankheitsverlaufs vermuteten wir schon bald, dass es sich bei PDS um eine Viruserkrankung handelt“, berichtet Kühn.

Die Einblutungen in der Leber sind ein Anzeigen für das Proliferative Darkening Syndrome (PDS), das Bachforellen im Alpenraum befällt.
Die Einblutungen in der Leber sind ein Anzeigen für das Proliferative Darkening Syndrome (PDS), das Bachforellen im Alpenraum befällt.
(Bild: Jens-Eike Taeubert / TUM)

Um das Virus in den Proben aufzuspüren, nutzten die Forscher eine Reihe moderner molekulargenetischer Verfahren, so genannter „Next Generation Technologies.“ Diese Methoden erlauben eine intensive Analyse des Erbguts.

Hierbei wurde zunächst der Krankheitsverlauf der Fische auf der Ebene der Genantwort charakterisiert, um anschließend an Tieren mit ähnlicher Immunantwort die Nukleotid-Abfolge allen enthaltenen Erbgutes, Fisch und mögliche Pathogene, zu bestimmen.

Die Nadel im genetischen Heuhaufen

Computerprogramme halfen dabei, in diesem genetischen Datenberg den krankmachenden Virus zu finden. Mithilfe von „Deep Bioinformatic Processing“ gelang es, Teile des genetischen Profils des Krankheitserregers zu identifizieren und mit den Profilen schon bekannter Viren zu vergleichen.

Erweiterte, virusspezifische Sequenzierungen führten zur Bestimmung des Viren-Erbguts. Ergebnis: Bei dem Erreger, der das Bachforellen-Sterben auslöst, handelt es sich um einen Piscine Reo-Virus. Dieser ist verwandt ist mit dem, der Lachse im Nordatlantik und auch im Pazifik befällt und große wirtschaftliche Schäden verursacht.

Im nächsten Schritt wollen die Forscher den Virus im Labor vermehren und untersuchen, warum es nur in bestimmten Abschnitten der Alpenflüsse vorkommt und inwieweit der globale Handel mit Fischen die Ausbreitung begünstigt.

Originalpublikation: Ralph Kühn, Bernhard C. Stoeckle, Marc Young,, Lisa Popp, Jens-Eike Taeubert, Michael W. Pfaffl, Jürgen Geist; Identification of a piscine reovirus-related pathogen in Proliferative Darkening Syndrome (PDS) infected brown trout (Salmo trutta fario) using a next-generation technology detection pipeline; PLOS ONE, 22.10.2018; DOI: 10.1371/journal.pone.0206164

* Dr. A. Battenberg, Technische Universität München, 80333 München

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