Ursache für Artemisinin-Resistenz bei Malaria gefunden

Das Bernhard-Nocht-Institut für Tropenmedizin in Hamburg informiert darüber, dass frühere Beobachtungen bereits einen Zusammenhang zwischen Mutationen im Protein Kelch13 des Malariaparasiten und dem Auftreten von Artemisinin-Resistenzen gezeigt haben. Es sei jedoch bislang unklar gewesen, welche Funktion Kelch13 in der Parasitenzelle ausübt und wie Kelch13-Mutationen Resistenz verursachen.

In »Science« hat ein Forscherteam um Erstautor Dr. Jakob Birnbaum nun Ergebnisse publiziert, die zeigen, welche Funktion Kelch13 hat. Malariaparasiten vermehren sich bekanntlich in roten Blutzellen und ernähren sich durch Aufnahme und Verdauung des roten Blutfarbstoffs Hämoglobin. Die Wissenschaftler konnten zeigen, dass Kelch13 mit anderen Proteinen zusammenwirkt, die für die Aufnahme des Hämoglobins in die Parasitenzelle verantwortlich sind. Wurde Kelch13 gezielt inaktiviert, führte das zu einer verminderten Hämoglobin-Aufnahme.

Wie passt dies zum Wirkmechanismus von Artemisinin? Um seine toxische Wirkung entfalten zu können, muss die Substanz nach Aufnahme in die Parasitenzelle zunächst aktiviert werden. Diese Aufgabe erfüllen Hämoglobin-Abbauprodukte, die Plasmodium falciparum nach der Nahrungsaufnahme selbst produziert. Dies funktioniert nicht mehr, wenn  Kelch13-Mutationen die Hämoglobin-Aufnahme in die Parasitenzelle vermindern. Dadurch entstehen weniger Hämoglobin-Abbauprodukte und Artemisinin wird nicht mehr ausreichend aktiviert, um den Parasiten abtöten zu können.

»Eigentlich handelt es sich bei der Arteminisin-Resistenz um eine sehr feinsinnige Balance zwischen Nahrungsaufnahme und Artemisinin-Aktivierung«, fasst Studienleiter Dr. Tobias Spielmann die Ergebnisse zusammen. »Zum einen muss der Parasit trotz verringerter Hämoglobin-Aufnahme noch genügend Nahrung zu sich nehmen, um zu überleben, zum anderen darf er gerade nur so viel Hämoglobin aufnehmen, dass Artemisinin nicht mehr ausreichend aktiviert wird«, erklärt der Gruppenleiter Malariaforschung am Bernhard-Nocht-Institut. Die Erkenntnisse könnten eines Tages helfen, neue Malariamedikamente zu entwickeln, um der zunehmenden Artemisinin-Resistenz zu begegnen.