Malaria

-

So befällt Plasmodium falciparum rote Blutkörperchen

Malaria verläuft in mehreren Stadien. Der einzellige Erreger Plasmodium falciparum befällt nach der Infektion zunächst die Leber, wo er Wochen bis Monate verbleibt und sich vermehrt. Dann gelangt er ins Blut und infiziert rote Blutkörperchen. Diese Invasion ist maßgeblich für die Symptome wie Fieber, Schüttelfrost und Müdigkeit verantwortlich. Bekannt ist, dass der Erreger für das Eindringen ins Blut ein bestimmtes Protein benötigt, das cysteinreiche protektive Antigen (CyRPA). Doch erst jetzt entschlüsselten Forschende den genauen Mechanismus.

Unerlässlich für das Eindringen ist demnach eine Zuckerstruktur auf der Oberfläche der Erythrozyten. Diese Erkenntnis könnte als Ansatzpunkt dienen, um neue Mittel zur Vorbeugung und Behandlung von Malaria zu entwickeln. Die Ergebnisse der Studie, die unter der Leitung des Schweizerischen Tropen- und Public-Health-Instituts (Swiss TPH) und des Institute for Glycomics an der Griffith University in Australien durchgeführt wurde, sind kürzlich im Fachjournal »Cell Reports« erschienen.

Das Team um Dr. Christopher Day entdeckte, dass das Erregerprotein CyRPA lektinartige Eigenschaften hat. Lektine sind Proteine, die an bestimmte Zuckerstrukturen auf Zelloberflächen binden können. Konkret bindet CyRPA an den Zucker N-Acetylneuraminsäure (Neu5Ac), eine Sialinsäure auf der Oberfläche von Erythrozyten. Dies ermöglicht ihm den Eintritt – und könnte erklären, warum P. falciparum bevorzugt Menschen infiziert.

»Der Mensch unterscheidet sich von anderen Primaten dadurch, dass er nur einen Typ von Sialinsäure, Neu5Ac genannt, produzieren kann«, erklärt Professor Dr. Michael Jennings, Koautor der Studie, in einer Pressemitteilung des Swiss TPH. »In dieser Studie zeigen wir, dass die menschliche Form der Sialinsäure, Neu5Ac, vom humanspezifischen Malariaparasiten P. falciparum stark bevorzugt wird, was die Anpassung dieses Parasiten an den Menschen erklären könnte.«

Die Studienergebnisse könnten auch für die Entwicklung neuer Malariaimpfstoffe nützlich sein. »Die Entdeckung der Schlüsselfunktion von CyRPA bei der Invasion von Wirtszellen unterstützt das Konzept, CyRPA als Ziel für einen Impfstoff gegen das Blutstadium klinisch zu testen«, so Professor Dr. Gerd Pluschke vom Swiss TPH.  Bislang gibt es keinen zugelassenen Impfstoff gegen das Blutstadium der Malaria.

Auch mit Blick auf die zunehmenden Arzneimittelresistenzen gäben die Ergebnisse »Anlass zur Hoffnung auf dringend benötigte neue Malariamedikamente«, wie Jennings betont. »Die essenzielle Bindungsaktivität von CyRPA an ein spezifisches Glykan bestätigt CyRPA auch als Wirkstoffziel und wir haben in unserer Studie gezeigt, dass kleinmolekulare Inhibitoren, die in diese Funktion eingreifen, die Malariareplikation hemmen können«. Um etwaige Arzneistoffkandidaten zu entwickeln, ist allerdings noch weitere Forschung notwendig.