Eine neue Untersuchung (DOI:10.1126/science.aad3318) des Center for Infectious Disease Research (CIDR) in Seattle, Washington, identifiziert einen wichtigen Mechanismus, der es den Malariaparasiten ermöglicht, sich in der Leber ein zu nisten.
Dort vermehren sich die Erreger, bevor diese sich in die Blutbahn ausbreiten. Diese Entdeckung könnte zu neuen Wegen führen, eine Infektion mit Malaria vorzubeugen und diese zu therapieren.
Je mehr wir über den komplexen Lebenszyklus der Protozoen der Gattung Plasmodium wissen, desto grösser ist die Wahrscheinlichkeit, dass wir Möglichkeiten finden, die von ihnen verursachten Erkrankungen weiter zu bekämpfen.
Weltweit sterben ungefähr eine halbe Million Menschen an Malaria, davon sind etwa drei Viertel der Kinder unter fünf Jahren, vornehmlich auf dem afrikanischen Kontinent. Etwa 40 Prozent der Weltbevölkerung lebt in Malaria-Endemiegebieten, schätzungsweise gibt es 200 Millionen Krankheitsfälle pro Jahr. Somit zählt Malaria zu einer der bedeutendsten Infektionskrankheiten der Welt.
Um seinen Lebenszyklus abzurunden, braucht der humanpathogene Parasit zwei Wirte – den Mensch, der als Zwischenwirt dient, und die weibliche Anopheles-Mücke. Der Erreger gelangt beim Stich einer infizierten Anopheles-Mücke in die Blutbahn des Menschen, da diese die sogenannten Sporozoiten mit ihrem Speichel absondert. Über die Blutbahn werden die Sporozoiten in die Leber eingeschwemmt. Dort dringen sie in die Hepatozyten ein, teilen sich und reifen zu Leberschizonten heran, bevor sie sich als Merozoiten in die Blutbahn begeben, um Erythrozyten zu befallen. Im letzten Schritt werden die typischen, zyklischen Symptome und die fatalen Auswirkungen hervorgerufen – und auch die weitere Verbreitung der Infektion durch den Stich einer Anopheles-Mücke, die das infizierte Blut wieder einsaugt.
Die besagte Studie identifiziert nun einen kritischen Schritt, der für die Invasion der Hepatozyten essentiell ist. Den Lebenszyklus der Malariaparasiten an dieser Stelle zu stoppen, würde nicht nur im Fall einer Infektion helfen um die Symptome zu lindern, sondern auch die Ausbreitung in der Bevölkerung eindämmen. Wenn der Parasit in die Leberzelle eindringt, bilden sich Vakuolen, die als Replikationskompartimente für den Erreger dienen. Das Team des CIDR fand heraus, dass die Plasmodien vornehmlich in Leberzellen eindringen, die einen bestimmten Rezeptor exprimieren: EphA2. Dieser ermöglicht es, die für die Vermehrung nötigen Vakuolen auszubilden. Leberzellen mit einer hohen Expression von EphA2 wurden von dem Erreger erfolgreich infiziert, während im Mausmodell kein Befall von Leberzellen nachgewiesen werden konnte, wenn dieser Rezeptor nicht vorhanden war. Zudem entdeckte das Team ein parasitäres Protein (P36), das das Gegenstück zum EphA2-Rezeptor darstellt, diesen “aufschließt” und damit die Invasion der Leberzelle ermöglicht.
Alexis Kaushansky, Assistent-Professor am CIDR und Erstautor der Studie beschreibt diese Entdeckung als sehr bedeutsam, weil sie eine vitale Interaktion zwischen dem Parasit und der infizierten Person aufdeckt. Vorher war über diesen Mechanismus wenig bekannt. Die molekularen Details der Entdeckung werden die Entwicklung von Impfstoffen und neuen Medikamenten gegen Malaria erleichtern, da sie eine neue bisher unbekannte Zielstruktur aufgedeckt haben.
Text: esanum/ zk
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