Das Projekt konzentriert sich auf die Umsetzung einer Primärprävention, d. h. die Verhinderung der Übertragung von Krankheitserregern von Tieren auf den Menschen, durch einen One-Health-Ansatz, bei dem Maßnahmen an der Schnittstelle zwischen Menschen, Tier und Umwelt ergriffen werden. Jüngste Studien weisen darauf hin, dass Fledertiere während der Trächtigkeit geringere Mengen an Viren ausscheiden als während der Zeit, in der die Tiere nicht trächtig sind. Die Studie soll daher, die Rolle der Trächtigkeit bei Flughunden für die Virusausscheidung und für die antivirale Immunität aufklären. Um das zu erreichen werden Untersuchungen im Feld, geoklimatische Daten und die Erstellung von Fingerprints des Immunsystems der Nilflughunde kombiniert. In einem Kollaborationsprojekt mit Kolleginnen und Kollegen aus Südafrika werden RNA-Sequenzierungen eingesetzt, um Expressionssignaturen der Blutzellen aufzudecken und mit Hilfe quantitativer Massenspektrometrie die Zytokinspiegel im Serum bestimmen. Darüber hinaus werden Klima- und ökologische Daten sowie Stressfaktoren einbezogen, um Kausalitäten zu erkennen und ein multifaktorielles Modell für das Ausscheidungsrisiko erstellen zu können. Die Studie wird klären, wie sich die Trächtigkeit bei Flughunden auf deren Immunität auswirkt und dadurch einen kausalen Zusammenhang zwischen Trächtigkeit und Virusausscheidung herstellen sowie Prädiktoren für die Gesundheit von Flughunden und Umwelt ermitteln.

Luftverschmutzung durch Feinstaub aus Industrie, Verkehr und der Verbrennung fossiler Brennstoffe gilt weltweit als bedeutendes Gesundheitsrisiko. Jedes Jahr sterben Millionen Menschen an den Folgen. Neben chronischen Atemwegserkrankungen wie Asthma oder chronische obstruktive Lungenerkrankung (COPD) kann Feinstaub auch die körpereigene Abwehr schwächen – und damit die Anfälligkeit für Infektionen erhöhen. Besonders gefährdet sind Menschen mit geschwächtem Immunsystem. Infektionen mit Influenza-A-Viren (IAV) und/oder Schimmelpilzen wie Aspergillus fumigatus können bei ihnen schwere, teils lebensbedrohliche Lungeninfektionen auslösen. Erste Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass Luftverschmutzung die Ausbreitung und Schwere solcher Infektionen zusätzlich verstärken kann. Doch wie genau Feinstaubexposition das Zusammenspiel von Krankheitserregern und Immunsystem beeinflusst, ist bisher kaum erforscht. Ziel dieses Projektes ist es, diese Wissenslücke zu schließen. Mit Hilfe verschiedener Zellkultur- und Gewebemodellen wird untersucht, wie Feinstaub die Ausbreitung von Krankheitserregern, die zelluläre Signalübertragung und die Immunreaktion beeinflusst. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen zu einer besseren Beurteilung von schweren Krankheitsverläufen und der Identifikation von Angriffspunkten für neue Interventionsstrategien beitragen. Darüber hinaus leisten sie einen bedeutsamen Beitrag zur besseren Bewertung zukünftiger Gesundheitsrisiken durch Umweltverschmutzung und zur Entwicklung präventiver Maßnahmen.

Aufgrund der Globalisierung und der Klimaerwärmung treten durch von Stechmücken übertragene Krankheiten (STK) in Europa immer häufiger auf. Anstatt sich bei Ausbrüchen auf den Einsatz von Insektiziden zu verlassen, bieten ein frühzeitiges Eingreifen und das Management von Mückenpopulationen nachhaltigere Ansätze, um die Übertragung von STK zu verhindern, bevor sie auftreten. Um das Risiko einer STK-Übertragung wirksam zu verringern, ist es von entscheidender Bedeutung, die Öffentlichkeit zu sensibilisieren und präventive Verhaltensweisen in den Gemeinden zu fördern. PuMo zielt darauf ab, eine wirksame Interventionspipeline zur Verringerung des Übertragungsrisikos einzurichten - auch ohne aktive Ausbrüche von STK, die eine proaktive Krankheitsvorbeugung ermöglicht, bevor STK zu einem größeren Problem für die öffentliche Gesundheit werden. Im Rahmen des innovativen PuMo-Projekts werden schulbasierte Stechmückenüberwachung und öffentliche Gesundheitserziehung kombiniert, indem Schülerinnen und Schüler zu Wissensträgern und Multiplikatoren für Gesundheitsbewusstsein in ihren Gemeinden ausbilden. Im Rahmen von PuMo wird an drei Schulen eine pädagogische Maßnahme mit theoretischen und praktischen Komponenten (zur Identifizierung von Mückenhabitaten und zur Reduzierung von Brutstätten) erprobt. Vor der Schulintervention wird eine entomologische Untersuchung durchgeführt, um das Vorkommen von Bruthabitaten für Stechmücken zu bewerten, sowie eine empirische Umfrage bei den Schülern, um die Motivation und das Grundwissen der Schülerinnen und Schüler zu bewerten. Die entomologischen und sozialen Erhebungen werden nach der Intervention und einige Monate später wiederholt, um die unmittelbaren und langfristigen Auswirkungen der Intervention zu bewerten. Letztendlich bewertet PuMo, inwieweit Schülerinnen und Schüler zur Prävention von STK bereit sind – als möglicher kosteneffizienter alternativer Ansatz zur Senkung von Übertragungsrisiken noch vor Ausbrüchen von STKs.

Der Projektfokus liegt auf der sektorübergreifenden Neubewertung des Habitats Wasser in der Umwelt als Überlebens- und Übertragungsort für Campylobacter spp.. Insbesondere urbane Gewässer (Abwässer, Starkregen und Überflutungswasser) und Gewässer landwirtschaftlich genutzter Gebiete speziell bei Starkregen und Überflutung werden untersucht. Dabei kommt eine duale Diagnostik mit mikrobiellen und kultur-unabhängigen Methoden und Ganzgenomsequenzanalysen der Wasserisolate zum Einsatz. Im Teilprojekt werden in Interaktion mit den Kooperationspartnerinnen Ergebnisse zur Phylogenie, dem Ein- und Austrag von C. spp. Linien in lokal begrenzten Gebieten, zu Virulenzeigenschaften und zum Antibiotikaresistenztransfer sowie zum Überleben als nicht-kultivierbare persistente Formen im Kontext anderer Bakterien erzielt. Das BfR übernimmt bei dem Verbundprojekt die Koordination und fokussiert im Teilprojekt 4 auf Überlebensstrategien und Resistenztransfer auf Campylobacter in Oberflächengewässer. Hier werden aktive und "stille" Resistenzdeterminanten mittels Ganzgenomsequenzierung ermittelt, deren Aktivität und Persistenz phänotypisch bestimmt und die Übertragungskapazität auf andere Isolate untersucht. Zudem soll der Wechsel von kultivierbaren zu nicht-kultivierbaren Überlebensformen im Kontext von Umweltwasser untersucht werden. Die Ergebnisse bereiten auf klimabedingte vermehrte Starkregenereignisse vor, um eine Verbreitung an Campylobacter spp. einschließlich multi-resistenter Varianten zu verhindern.

Dieses Projekt befasst sich mit der Analyse von Brutgewässern von Stechmücken, deren Belastung mit verschiedenen Schadstoffen und der Interaktion zwischen Belastung und Vektorkompetenz der Stechmücken. Im ersten Arbeitspaket werden Freilandproben potenzieller Brutgewässer entnommen und analysiert, wobei die häufigsten Schadstoffe in Laborversuchen in artifiziell hergestellten Testwassern auf ihre Wirkung auf Stechmückenlarven getestet werden und mittels Dosis-Wirkung-Experimenten eine subletale Dosis dieser Stoffe für die weiteren Experimente definiert. Im zweiten Arbeitspaket werden Verhaltensversuche zur Eiablage von weiblichen Stechmücken auf schadstoffbelasteten Wasserproben durchgeführt und Larven in den in Arbeitspaket 1 definierten Testwassern aufgezogen, um ihre Entwicklung unter Schadstoffeinfluss zu untersuchen. Zusätzlich werden Transkriptomanalysen durchgeführt, um Veränderungen in der Genexpression der Larven aufgrund der Schadstoffbelastung zu erforschen. Das dritte Arbeitspaket untersucht die Vektorkompetenz von Stechmückenlarven für das West-Nil-Virus nach Exposition gegenüber verschiedenen Schadstoffen während ihrer Entwicklung. Es werden sowohl Larven mit dem West-Nil Virus infiziert und in den schadstoffhaltigen Gewässern aufgezogen um im adulten Stadium die Virusübertragung auf Blutproben zu messen, als auch nicht infizierte Larven untersucht, die nach Aufzucht in diesen Testwassern als Adulte infiziert und die Viruslast im Speichel und die Viruskinetik gemessen. Die Erkenntnisse aus diesen Untersuchungen sollen dazu beitragen, das Verständnis für die Wechselwirkungen zwischen Umweltbelastung und Vektorkompetenz zu verbessern.

Angestrebt wird ein besseres Verständnis des Zusammenhangs von Umweltverschmutzung, Landnutzungskonzepten, Biodiversitätsveränderungen und dem Klimawandel mit der Gesundheit von Menschen. Inwieweit hierbei auch Tiere eine Rolle spielen, ist ungeklärt. Ziel des Projektes ist es, Umwelt und Gesundheit konsequent zusammenzudenken (im Sinne des SRU-Gutachtens) und inter- und transdisziplinäre Ergebnisse zu generieren. Die Zusammenhänge zwischen Umweltquellen und Legionellen-Erkrankungen des Menschen sind trotz großer Bedeutung wenig erforscht. Vereinzelt wurden als ursächliche Bezüge Kläranlagen, Verdunstungs-Rückkühlwerke aber auch Freisetzung von Legionellen über Flusswasser, Zisternenwasser sowie Regenwasser in der Literatur angegeben und auch vom Europäischen Zentrum für die Prävention und die Kontrolle von Krankheiten (ECDC) und vom Robert-Koch-Institut (RKI) erwähnt. Dies jedoch häufig, ohne über geeignete bzw. validierte oder genormte Nachweismethoden in komplizierteren Wasser-Matrices als Trinkwasser zu verfügen – und ohne jede Möglichkeit quantitativer oder wenigstens halbquantitativer Vergleichsmöglichkeiten. Hier fehlen Vergleichsdaten für die einzelnen Wasserarten (Abwasser, Oberflächenwasser, Badegewässer, Beregnungswässer oder sonstige Betriebswässer). Im Rahmen des Klimawandels verbessern sich aber die Vermehrungsbedingungen der Legionellen durch steigende und länger anhaltend erhöhte Umwelttemperaturen sowie durch den Mangeldruck, für verschiedene Verwendungszwecke zukünftig vermehrt Wasserwiederverwendung (reuse) zu betreiben. Dabei werden die Wässer ausdrücklich eben nur im begrenzten Umfang aufbereitet, keineswegs ist hier eine Keimreduktion angedacht – wie sie bei Aufbereitung zur Trinkwasserqualität zwingend erforderlich wäre. Auch wenn Ausmaß und Dimensionen derzeit kaum abgeschätzt werden können, ist erkennbar, dass ein sehr großer und wachsender Bedarf an verlässlichen und zugleich schnellen Labormethoden besteht.