Welche Auswirkungen haben sozialer Status und demographische Prozesse auf die Dynamik von Epidemien?

• Antragstellerinnen: Marion Linda East, Ph.D.; Professorin Dr. Stephanie Kramer-Schadt
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Tiere und Ökosysteme, Organismische Interaktionen ; Epidemiologie und Medizinische Biometrie/Statistik ; Theoretische Chemie: Moleküle, Materialien, Oberflächen
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 263713275

Obgleich Infektionskrankheiten mit als ein Hauptgrund für das Aussterben von Wildtierpopulationen angesehen werden, fehlt ein grundlegendes Verständnis über die fundamentalen Prozesse und Übertragungsmechanismen, die Krankheitsdynamiken in freilebenden Wildtierpopulationen zugrunde liegen. Ein wichtiger, bisher aber wenig beachteter Faktor ist der des sozialen Rangs und des damit verbundenen individuellen Verhaltens innerhalb einer hierarchischen und räumlich strukturierten Population. Gleichzeitig müssen molekulare, immunologische und demographische Faktoren identifiziert werden, die die evolutionären Langzeit-Dynamiken von Wirt und Pathogenen innerhalb eines Ökosystems bestimmen. Ökologische Modelle stellen das Mittel der Wahl dar, um komplexe Dynamiken in einzelne Faktoren zu zerlegen; hier kann der Einfluss einzelner Faktoren in ihrer Wirkung auf das Gesamtsystem analysiert werden. Fortschritt in unserem Verständnis über solch komplexe Infektionsdynamiken setzt daher die Kombination von adäquaten ökologischen Wirt-Pathogen-Systemen, detaillierten Langzeit-Felddaten über Demographie und Sozialstatus, Krankheitsresistenz, Virusstämmen und robusten statistischen und dynamischen Modellen voraus. Unser Projekt vereint diese Schlüsselkomponenten. Als Modellsystem benutzen wir die Dynamik des Hundestaupevirus (CDV) in Tüpfelhyänen im Serengeti-Ökosystem (SÖ). CDV ist eine bedeutende Krankheit in Raubwild, mit dem Masern-Erreger in Menschen verwandt, und hat zu großen Verlusten in den Raubtieren im SÖ geführt. Indem Langzeit-Daten sowohl über CDV-Prävalenz und dessen molekularer Charakterisierung mit demographischen Daten über Hyänen von mehr als 26 Jahren vereint werden, sind wir in der einmaligen Lage, Demographie und Infektionsdynamik im langfristigen Zusammenhang zu untersuchen. Hyänen sind als Wirtssystem besonders interessant, da sie eine flexible Sozialstruktur (fission-fusion) aufweisen, die der einiger Primaten und auch des Menschen ähnelt: Individuen eines Clans trennen sich in flexible Untergruppen z.B. für den Nahrungserwerb auf, und treffen sich dann wieder am Gemeinschaftsbau, dem sozialen Zentrum des Clans. Bisher wurden Staupeausbrüche unter den Raubtieren im SÖ sehr kontrovers diskutiert, und bisher existiert kein Modell, das sich mit der Staupedynamik in dieser Schlüsselart auseinandersetzt. Daher möchten wir die gesamte Palette von Modellieransätzen nutzen, um diesen Langzeit-Datensatz zu analysieren: von statistischen Modellen zur Thematik der Kontakt- und Infektionsraten über mathematische Modelle zur Extraktion von demographischen Parametern bis hin zu agentenbasierten, räumlich-expliziten Simulationsmodellen, die Unterschiede auf Individuenebene wie den sozialen Rang einbeziehen können. Das Projekt wird zu neuen Einsichten über Krankheitsverläufe in gemischten lokalen Netzwerken führen, damit artübergreifend von großer Relevanz für soziale Säugetiere sein und einen Beitrag zur Theorie in der Epidemiologie leisten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Beteiligte Personen: Dr. Olivier Gimenez; Professor Dr. Jean-Dominique Lebreton