Entomologie

Forschung

Die SHIFT-Mitarbeiter führen Forschungsarbeiten in den Bereichen Anthropologie/Archäologie, Genetik (Umwelt, Pflanzen und Tiere) und Entomologie durch. Sie sind jedoch auch in anderen Bereichen wie Toxikologie, Bildgebung, Identifizierung von Katastrophenopfern usw. tätig und werden dabei von Partnerschaften unterstützt.

(2022-2025)

 

Larvenansatz für Forschung und Wundverbesserung in klinischen Therapien

(BIOS-Stiftung für Forschung : 150 000 CHF, PI : Dr. Vincent Varlet, Dr. Jiri Hodecek)

Historisch gesehen sind Maden seit Jahrhunderten dafür bekannt, dass sie bei der Heilung von Wunden helfen. Viele Militärchirurgen stellten fest, dass Soldaten, deren Wunden von Maden befallen waren, eine viel geringere Sterblichkeitsrate hatten als Soldaten mit ähnlichen Wunden, die nicht befallen waren. 

Heute bezeichnet die Larventherapie die medizinische Verwendung von lebenden Maden (Fliegenlarven) zur Reinigung nicht heilender Wunden. Bei der Larventherapie (auch Maden-Débridement-Therapie, Biodebridement oder Biochirurgie genannt) werden desinfizierte Fliegenlarven in speziellen Verbänden auf die Wunde aufgebracht. Diese medizinische Behandlung wird in Krankenhäusern auf der ganzen Welt routinemäßig angewendet, auch in der Schweiz (CHUV Lausanne, HUG Genf usw.). Medizinisches Larvenmaterial hat drei Hauptwirkungen: Es reinigt die Wunde, indem es abgestorbenes und infiziertes Gewebe entfernt ("Debridement"), es desinfiziert die Wunde (tötet Bakterien ab) und es beschleunigt die Heilung. Die Wirksamkeit der Behandlung hängt jedoch von der Aktivität der Larven ab, die direkt von der medizinischen Behandlung eines Patienten (Schmerzmittel usw.) beeinflusst wird, und bis jetzt ist der Einfluss von Xenobiotika auf den Stoffwechsel der Larven noch nahezu unbekannt.

Larvenmaterial, das im Labor auf kontrollierten, mit Xenobiotika angereicherten Substraten gezüchtet und von Patienten unter Larvatherapie (CHUV und HUG) gesammelt wurde, soll im Larven- und Erwachsenenstadium analysiert werden. Die Einflüsse von Xenobiotika auf die Larvenentwicklung werden von erfahrenen Entomologen morphologisch und biochemisch durch die proteomische Charakterisierung anatomischer Teile von Insekten mittels matrixunterstützter Laser-Desorptions/Ionisations-Flugzeit-Massenspektrometrie (MALDI-TOF-MS) bewertet, die bereits zur Identifizierung von Stechmücken und anderen potenziellen Insektenvektoren für adulte Tiere, Larven und Eier verwendet wird.

Abgesehen von ihrer ökologischen Recyclingfunktion wurden nekrophagische Insekten im letzten Jahrhundert nicht sehr gut untersucht. In jüngster Zeit haben sie jedoch aufgrund ihres Nutzens in der klinischen/medizinischen, forensischen und Umweltwissenschaft zunehmend an Aufmerksamkeit gewonnen. Das wichtigste Ergebnis des aktuellen Projekts ist die Verbesserung der klinischen Verfahren für die Larvatherapie. Wenn man die Auswirkungen von Medikamenten auf den Stoffwechsel der Larven kennt, kann man die medizinische Behandlung besser an den Patienten unter Larvatherapie anpassen, um den Heilungsprozess zu beschleunigen und den Einsatz von Antibiotika zu reduzieren. Die Untersuchung des Einflusses von Xenobiotika ist auch für die Umwelt- und Gesundheitswissenschaften (Mücken/Pestizide) und die Lebensmittelwissenschaften (Kontaminanten, Verbesserung der Zuchtprotokolle für essbare Insekten) sowie für die forensischen Wissenschaften (Entomotoxikologie) von Bedeutung, um die Todesursache und die Todesumstände zu dokumentieren und ein minimales Post-Mortem-Intervall (PMI, Zeit zwischen dem Tod und der Entdeckung der Überreste) zu schätzen.

Festlegung von Temperaturschwellenwerten für die Entwicklung der häufigsten nekrophagen Fliegen der Schweiz

Im Rahmen dieser Forschungsarbeit soll eine Liste der Entwicklungsraten für jedes einzelne Insektenstadium der häufigsten nekrophagen Fliegen der Schweiz (Lucilia sericata, Calliphora vicina, Calliphora vomitoria, Chrysomya albiceps, usw.) erstellt werden. Die Ergebnisse werden mit Literaturdaten aus anderen Gebieten des Verbreitungsgebiets der ausgewählten Fliegen verglichen und dann für die Abschätzung von Postmortem-Intervallen in realen Fällen in der Schweiz verwendet.

Auswirkungen lokaler Anpassungen auf die Entwicklungsgeschwindigkeit nekrophager Insekten 

 

Es handelt sich um eine internationale Zusammenarbeit zwischen der Schweiz, der Tschechischen Republik, Deutschland und Polen, um die Hypothese der geografischen Entwicklungsvariation anhand des Vergleichs der lokalen Populationen ausgewählter nekrophager Arten zu untersuchen. Dieses Projekt befindet sich in der Entwicklung.

Zusammenarbeit der forensischen Labors bei der Verbreitung von Entomologie

(Humanitäre Kommission des Universitätsspitals Lausanne : 40 000 CHF, PI : Dr. Vincent Varlet, Dr. Jiri Hodecek)

Der afrikanische Kontinent ist bekannt für einige Länder mit einer sehr hohen Mordrate. Nigeria zum Beispiel, das bevölkerungsreichste Land des Kontinents, hatte 2016 eine Mordrate von 34,5 Fällen pro 100 000 Einwohner, womit es zu den Top 10 Ländern der Welt gehört. Zwei weitere Länder unter den Top 10 sind Lesotho mit einer Mordrate von 44 und Südafrika mit einer Rate von 36 (https://data.worldbank.org/). Die lokalen Ermittler sind mit der Polizeiarbeit oft überfordert, und die neuesten und teuren forensischen Technologien stehen oft nicht zur Verfügung, um die Fälle zu lösen. Bei einer so hohen Zahl von Tötungsdelikten (zum Vergleich: die Tötungsrate in der Schweiz lag 2016 bei 0,54) besteht für die afrikanischen Länder ein erhöhter und dringender Bedarf an einer Überarbeitung der Ermittlungstechniken, um einfache und kostengünstige forensische Lösungen zur Aufklärung von Tötungsdelikten zu entwickeln und umzusetzen. In Anbetracht des warmen Klimas in den meisten Teilen des afrikanischen Kontinents werden menschliche Leichen häufig bereits von nekrophagen Insekten besiedelt gefunden. Die Einbeziehung der forensischen Entomologie in die Untersuchungsroutine ist daher für den Erfolg zukünftiger Ermittlungen unerlässlich geworden.

Seit 2018 hat das Swiss Human Institute of Forensic Taphonomy (SHIFT) des Universitätszentrums für Rechtsmedizin Lausanne-Genf (CURML) das erste forensische Entomologielabor in der Schweiz aufgebaut und wird von den Polizeibehörden als nationales Referenzzentrum geführt. Gestützt auf ein starkes nationales (Naturhistorisches Museum Genf, Zoologisches Museum Lausanne, Gesellschaft für Naturwissenschaften, usw.) und internationales akademisches (Polen, Tschechische Republik, Deutschland, Vereinigtes Königreich, Südafrika, usw.) und operatives Netzwerk (Schweizer Polizei, Institut für forensische Wissenschaften der französischen Gendarmerie IRCGN, Internationale Gesellschaft für Biotherapie, usw.) ist das forensische Labor des SHIFT vollständig einsatzbereit. Ein vollständig eingerichtetes Labor für forensische Entomologie bietet die Möglichkeit, das minimale postmortale Intervall (PMImin) der Opfer, den möglichen Drogenkonsum (Entomotoxikologie), den Todesort und die Traumadokumentation (Bewegung oder Lagerung der Überreste, Untertauchungsintervall, Zeitpunkt der Enthauptung und/oder Zerstückelung, Identifizierung spezifischer Traumastellen oder postmortaler Artefakte auf dem Körper) zu berechnen und den Zeitraum der Vernachlässigung von lebenden Menschen und Tieren durch die Untersuchung der aus befallenen Wunden geborgenen Insekten nachzuweisen. 

Das schweizerische Know-how kann den Bedürfnissen der afrikanischen Länder nach einem Labor für forensische Entomologie zur Dokumentation von Todesfällen sehr entgegenkommen. Die Einrichtung eines solchen Labors wäre ein Schritt nach vorne für: 1) Unterstützung der Polizei- und Strafverfolgungsbehörden, da die Anwendung moderner wissenschaftlicher Methoden bei forensischen Untersuchungen die Ermittlungen erheblich erleichtern könnte, 2) Förderung der forensischen Entomologie im Allgemeinen und Verbesserung der Kenntnisse über afrikanische nekrophagische Insekten sowie 3) Aufwertung des Schweizer Know-hows in der forensischen Entomologie.