Satelliten gegen Seuchen

Durch die Kombination von satelliten-gestützten Wetterdaten mit Sensormessungen der Erdoberfläche direkt aus dem All wollen Mediziner den Ausbruch Vektor-bedingter Seuchen vorhersagen. Erste Erfolge in Afrika sind bereits sichtbar. Auch die alljährliche Grippeviren-Verbreitung rückt ins Visier der Satelliten.


Die Signale kommen aus 36.000 Kilometern Entfernung, direkt aus dem All. Doch während die Daten des METEOSAT-Satelliten für Meteorologen das Nötigste für die nächste Wettervorhersage liefert, verfolgen Wissenschaftler am an der Liverpool School of Tropical Medicine in Großbritannien ein anderes Ziel: Mit Hilfe von Satelliten soll die Verbreitung und der Ausbruch lebensbedrohender Krankheiten wie Malaria, AIDS oder Meningitis weltweit rechtzeitig erkannt und vorhergesagt werden.


Ein hehres Unterfangen, das Millionen Menschen das Leben retten könnte - wenn es gelingt. Die Chancen stehen gut. Tatsächlich ist der Gedanke, Satellitendaten für epidemiologische Zwecke und damit als Hilfsmittel für Mediziner gerade in der Dritten Welt einzusetzen, ebenso einfach wie realisierbar. Die Idee: Die Verbreitung vieler Krankheiten erfolgt über ganz spezielle Wirte, den so genannten Vektoren. Diese dienen den Erregern als "Taxi" auf dem Weg zum eigentlichen "Opfer".


Ob Anopheles Mücken als Überträger der Malaria oder Meningokokken-Bakterien als Auslöser schwerer Hirnhautentzündungen - die Erreger-transportierenden Vektoren gedeihen selbst nur unter ganz bestimmten klimatischen Bedingungen. So vermehrt sich der Überträger der Malaria, die Anopheles-Mücke, immer dann besonders stark, wenn es zu ausgiebigen Regenfällen und damit verbunden zu besonders vegetationsreichen, also "grünen" Biotopen in Afrika kommt. Wann das Klima für die "paradisischsten" Anopheles-Bedingungen sorgt verrät der Satellit: Spezielle Sensoren (remote-sensing) registrieren die Oberflächen- und Meerwassertemperaturen, zeichnen jeden Busch und jedes Anzeichen einer Vegetation auf. Aus der Überlagerung des status quo auf der Erde und dem voraussichtlichen Niederschlagsverhalten im betroffenen Gebiet berechnen Hochleistungscomputer schließlich eine digitale Karte des möglichen Verbreitungsweges der Seuche.


Im Falle der Malaria etwa sind grüne Flächen auf dem Computerbild gleichzeitig gefährdete Ausbruchsgebiete jener Krankheit, die weltweit über zwei Millionen Menschen jährlich das Leben kostet. Das von der Weltgesundheitsorganisation WHO unterstützte MALSAT-Projekt in Liverpool, das genau diese Art der Malarievorhersage zum Ziel hat, benutzt dazu die METEOSAT-Daten als meteorologische Datenbasis und bedient sich des so genannten Global Information Systems, GIS, zur Erfassung des status quo. Auch die Vorhersage der meningokokken-Meningitis verläuft nach dem selben Muster. Im Rahmen des MALSAT-Projekts will das Team um Madeleine Thomson und Stephen Connor von der LSTM in der sub-Sahara herausfinden, wann die Bakterien die günstigsten Vermehrungschancen vorfinden. Liefern die Satelliten etwa Daten über "optimale Vermehrungstemperaturen" der Bakterien bedeutet das Alarm. Zumindest theoretisch ließen sich in einem solchen Fall durch den Zeitgewinn rettende Schutzmaßnahmen einleiten: Impfungen oder die Verteilung von Medikamenten würden, so die Überlegungen der mit dem Friedens-Nobelpreis ausgezeichneten Organisation "Ärzte ohne Grenzen" Tausenden den Hirnhautentzündungs-Tod ersparen. Wie sehr meteorologische Verhältnisse den Ausbruch von Seuchen steuern wurde Epidemiologen spätestens dann klar, als 1998 der so genannte ENSO (El Nino Southern Oscillation) in Nord- und Ostafrika zu heftigen Regenfällen führte. Gleichzeitig beobachteten Meteorologen die Abnahme der Niederschläge im südlichen Teil des Kontinents.


Doch während die Dürre im Süden die Vermehrung von Krankheitserregern nicht begünstigte, kam es in den Regengebieten Somalia und Kenia zu heftigen Ausbrüchen des Rift Valley Fiebers, einer für Mensch und Tier tödlichen Krankheit, die ganze Viehbestände auszurotten vermag. "Hätte man die Regenfälle in den entsprechenden Gebieten vorhergesagt, wären viele Ausbrüche zu vermeiden gewesen", heißt es in einer Stellungnahme der Liverpooler MALSAT-Gruppe. Aus den nun erkannten, doch vertanen Chancen der Vergangenheit wollen Ärzte und Meteorologen in Zukunft Profit schlagen. Gerade in den Ländern der Dritten Welt könnten Satelliten die lebensrettenden Informationen ohne großes technisches "Aufrüsten" liefern. Denn die METEOSAT-Daten sind in ganz Afrika abrufbar - Wetterstationen auf dem gesamten Kontinent beziehen ohnehin die Infos aus dem All. Doch für eine Alltags-fähige medizinische Prognose reicht der Abgleich von Luft-, Oberflächen- und Wassertemperaturen - sowie den anstehenden Niederschlägen noch nicht aus.


Um den geografischen Verlauf einer Epidemie zu berechnen müssen nämlich die bereits ausgebrochenen Erkrankungen genau registriert und, ähnlich den Wetterdaten, im Computer gespeichert sein. So erscheinen bereits gemeldete Krankheitsfälle beispielsweise als winzige Punkte auf der Computer-Karte und markieren damit die "Startpositionen" der weiteren Erreger-Reise. Wohin die anschließend führt, geht aus den Wetter- und GIS-Daten hervor. Alter Gedanke, moderne Technik Die Idee, Meteorologie mit Epidemien im Zusammenhang zu bringen ist so neu nicht. Bereits 1960 gründete die oberste US-amerikanische Gesundheitsbehörde, die National Institutes of Health, eine Abteilung für Geografische Medizin und Genetik. Doch die Forschungseinrichtung überlebte nur kurz - ohne vernünftige Daten aus dem All konnten die vermuteten Zusammenhänge nicht oder nur zum Teil nachgewiesen werden. Erst 1997 publizierte der US Wissenschaftsrat National Science Foundation (NSF) einen Bericht mit dem Namen "Rediscovering Geography" (Washington, D.C., National Academy Press, 1997). Hinter dem trockenen Titel indes verbarg sich eine Revolution: "Epidemiologen suchen nach Modellen, die die Verbreitung der Erreger durch das Beobachten der Bewegung ihrer Wirte erklären", erklärt Stephen Morse, Direktor des Programms Wiederkehrende Seuchen an der Columbia University School of Public Health. Im Visier der Satelliten-Epidemiologen stehen heute eine ganze Reihe weiterer Seuchen, nicht nur in Afrika. So könnten die Wanderbewegungen von Ebola-, und Hantaviren ebenso berechenbar werden wie etwa die von Choleraerregern.


Denn allen gemein ist: Ohne geeignete Vektoren können sie auf dem Menschen nicht überspringen - und ohne optimale meteorologischen Voraussetzungen sind die Vektoren nicht lebensfähig. Erste Erfolge sind schon in Sicht. In Ägypten gelang durch die konsequente Anwendung der GIS-Satellitentechnik die Kontrolle der Schistosiomiasis, einer durch Wasserschnecken übertragenen parasitären Erkrankung, bei der die Erreger die Haut des Menschen durchdringen und die Nieren schwer beschädigen. Um die Verbreitung der Parasiten vorhersagen zu können nahmen die Epidemiologen zunächst alle registrierten Schistosomiasis-Fälle in ihren Computern auf. Anschließend statteten sie eine Reihe von Schulen mit Global Positioning Systems (GPS) aus, mit deren Hilfe die genaue Lage des Objekts erfasst werden kann. Damit waren sie in der Lage, eine auf den Meter genaue epidemiologische Karte herzustellen. Nun überlagerte der Computer diese Karte mit dem digitalisierten, genauen Plan des ägyptischen Kanalisationsnetzes. Wie erwartet traten die Erkrankungen genau entlang des Kanalisationsnetzes auf - ein sicheres Indiz, dass sich die Vektoren über die Wasserleitungen fortbewegten.


Satelliten gegen Influenza


Nicht nur die Dritte Welt profitiert von den neuen Systemen. Die Ausbreitung von Influenza-Viren beispielsweise forderte Anfang des vergangenen Jahrhunderts nahezu 20 Millionen Toten weltweit, wie der Pressesprecher des Robert-Koch-Institut in Berlin nahezu jeden Winter besorgten Medienvertretern erklären muss. Insgesamt forderte das Virus mehr Menschleben als Aids, Hanta, und Ebola zusammengenommen. Nicht minder dramatisch erweist sich das Tribut, den Tuberkulose-Bakterien immer noch fordern. Die Ausbreitung dieser Seuchen vorherzusagen und per Computer zu berechnen ist daher ebenfalls Ziel der Wissenschaftler. Doch der Überträger dieser Erreger ist der Mensch selbst, spielen Wetterdaten daher eine untergeordnete Rolle. Dennoch kommen auch hier die Satelliten zum Einsatz: Über GPS etwa berechnen Epidemiologen die genaue Position betroffener Siedlungen. Die Übertragungswege liefern ebenfalls die exakten Bilder aus dem All: Straßen, Wege und Reiserouten. Denn wo immer der Mensch im Zeitalter des globalen Dorfes auch verreist - die Erreger nimmt er mit, wie die Daten verraten. VLAD GEORGESCU, MARITA VOLLBORN Der Artikel erschien: 2001-08-06

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