Kranke Mäuse ziehen sich zurück und vermindern so Ansteckungen

Gemäss einer Studie von Evolutionsbiologen der Universität Zürich in Zusammenarbeit mit der ETH Zürich helfen diese Resultate, die Modelle zur Prognose der Ausbreitung von Infektionskrankheiten wie Grippe oder Ebola bei Menschen zu verbessern.

Kranke Tiere zeigen meist ein anderes Verhalten als ihre gesunden Artgenossen. Sie sind weniger aktiv und fressen kaum.

Wie Patricia Lopes vom Institut für Evolutionsbiologie und Umweltwissenschaften der UZH betont, sei in bisherigen Forschungsarbeiten mit wild lebenden Tieren aber vernachlässigt worden, wie sich Verhaltensänderungen auf die sozialen Kontakte auswirken, und welchen Einfluss dies auf die Ausbreitung einer Krankheit innerhalb einer Gruppe hat.

Kranke Mäuse werden nicht gemieden, sondern trennen sich von der Gruppe

Um diese Zusammenhänge aufzuklären, haben Patricia Lopes, Erstautorin der Studie, und ihre Forscherkollegen das Verhalten von mehr als 250 frei in einem Stall lebenden Hausmäusen unter die Lupe genommen. Dazu verfolgten sie die Bewegungen und sozialen Kontakte der Nager mittels implantierter Funktransponder.

Um eine Infektion zu simulieren, wurden einzelnen Mäusen Lipopolysaccharide (ein Bestandteil der bakteriellen Zellwand) injiziert, die zu einer Immunreaktion und zu unspezifischen Krankheitssymptomen führen. Mit dieser Methode konnten die Wissenschaftler mit Hilfe von Netzwerkanalysen zeigen, dass sich kranke Mäuse vermehrt von ihren sozialen Gruppen trennten.

Mäuse haben die Fähigkeit zu erkennen, wenn eine andere Maus krank ist. Es war daher erstaunlich zu sehen, dass die Mitglieder einer sozialen Gruppe das kranke Tier nicht mieden, sondern mit der Maus auf vergleichbare Art interagierten wie vor der experimentellen Infektion.

«Es war die kranke Maus, die sich von der Gruppe entfernte», beschreibt Patricia Lopes ihre Beobachtungen. Vermutlich, so die Evolutionsbiologin, helfe die Verhaltensänderung der kranken Maus, die Verwandten ihrer Gruppe vor einer Ansteckung zu schützen – was aus evolutionärer Sicht durchaus vorteilhaft sein könne.

Tempo und Ausmass der Krankheitsausbreitung werden deutlich reduziert

In einem weiteren Schritt nutzten die Forschenden mathematische Modelle, um vorherzusagen, wie sich angesichts der beobachteten Verhaltensanpassungen eine Infektionskrankheit ausbreiten würde.

«Durch die Berücksichtigung der Verhaltensänderungen kranker Mäuse und ihre Wirkung auf die sozialen Kontakte konnten wir zeigen, dass die Geschwindigkeit und das Ausmass der Krankheitsausbreitung stark reduziert wurden», berichtet Lopes.

Die Resultate helfen, die Komplexität der Übertragung von Krankheiten besser zu verstehen. Sie betonen, wie wichtig die Verhaltensänderungen der kranken Tiere sind, um Ablauf und Auswirkung eines Ausbruchs vorherzusagen. Diese Erkenntnisse lassen sich auf den Menschen übertragen, da auch wir unser Verhalten ändern, sobald wir krank sind.

Insbesondere bei Krankheiten wie Grippe oder Ebola, die durch soziale Kontakte übertragen werden, dürften solche Effekte eine grosse Rolle spielen. Zumal die Häufigkeit, mit der Infektionskrankheiten ausbrechen, aufgrund von Klima- oder Lebensraumveränderungen und der globalen Vernetzung der Menschen zunehmen dürfte.

Publikation

Patricia C. Lopes, Per Block and Barbara König. Infection-induced behavioural changes reduce connectivity and the potential for disease spread in wild mice contact networks. Scientific Reports. August 22, 2016. doi: 10.1038/srep31790