Den Tarnmechanismus der Malaria unterbinden

Über 216 Millionen Menschen infizieren sich jährlich mit der durch Mücken übertragenen Tropenkrankheit Malaria, 700.000 Menschen erkranken dabei tödlich. Bisher gibt es keinen wirksamen Impfstoff, die Resistenzen gegen die Medikamente nehmen zu. Laut der Weltgesundheitsorganisation (WHO) zählt Malaria zu einer der größten wissenschaftlichen und medizinischen Herausforderungen. Eine Forschergruppe unter Leitung von Priv.-Doz. Dr.phil.nat. Gabriele Pradel vom RWTH-Institut für Molekulare Biotechnologie in Kooperation mit den Hochschulen in Würzburg, Jena und Nijmegen hat nun neue Erkenntnisse in der Übertragung von Malaria veröffentlicht, die am Donnerstag, 17.1.2013, im Fachjournal Cell-Host & Microbe erschienen sind. Unter dem Titel „Malaria parasites co-opt human factor H to prevent complement-mediated lysis in the mosquito midgut“ beschreiben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler darin, wie sich der Erreger vor einer Zerstörung durch das menschliche Komplementsystem schützt.

 

„Die Ausbreitung des Malariaerregers erfolgt in zwei Schritten“, erklärt Pradel. Zunächst sticht eine Anopheles-Mücke den Menschen, die Parasiten nisten sich dann in den roten Blutkörperchen ein. Hier sind sie vor der Wirkung des menschlichen Komplementsystems geschützt. Das System erkennt körperfremde Zellen, wie zum Beispiel Mikroorganismen, und zerstört sie. Körpereigene Zellen schützen sich vor einem Angriff durch das Komplementsystem, indem sie an ihrer Zelloberfläche den Faktor H binden.

Um sich ausbreiten zu können, müssen sich die Parasiten fortpflanzen. Die Sexualphase beginnt mit der Ausbildung von sexuellen Vorläuferzellen im Menschen, den Gametozyten. Nach dem erneuten Stich einer Mücke wandern die Gametozyten vom Menschen in den Mückendarm. Hier werden sie durch die Inhaltsstoffe des Darms aktiviert und verwandeln sich innerhalb von Minuten zu Eizellen und spermienartigen Mikrogameten. Innerhalb einer Stunde befruchten sich diese Geschlechtszellen, nach einem Tag entsteht eine infektiöse bewegliche Zelle, die so genannte Ookinete. Sie setzt die Weiterentwicklung der Parasiten im Inneren der Mücke fort, bevor die Mücke die Parasiten bei einem weiteren Stich wieder auf den Menschen überträgt.

Die Sexualphase bildet einen Flaschenhals im Lebenszyklus des Parasiten. Um sich fortpflanzen zu können, müssen die Parasiten die schützenden roten Blutkörperchen verlassen und für einen Tag im Mückendarm überleben. Das Team um Pradel fand heraus, dass der Malariaerreger dabei den Faktor H an seiner Oberfläche bindet. Dadurch tarnt sich der Parasit vor einer Zerstörung durch das Komplementsystem. Denn dieses wird mit der Blutmahlzeit von der Mücke aufgenommen und stellt eine Gefahr für die Geschlechtszellen dar. Der Rezeptor für den Faktor H konnte identifiziert werden. „Hierbei handelt es sich erstaunlicherweise um ein Protein, das in anderen Lebenszyklusstadien an der Lokomotion des Parasiten beteiligt ist, und erst nach Eintritt in den Mückendarm an die Oberfläche des Erregers tritt“, so Pradel. Unterbindet man den Tarnmechanismus, indem man den Faktor H hemmt oder den Faktor-H-Rezeptor blockiert, so kann der Parasit im Mückendarm durch das Komplement vernichtet werden. „Dies könnte ein wichtiger Schritt zu einem möglichen transmissionsblockierenden Impfstoff sein“, betont Pradel. „Dieser Typ von Impfstoff wird erst nach der Blutmahlzeit im Darm der Mücke aktiv und hemmt die Verbreitung des Parasiten.“

Celina Begolli