Warum Malaria-Erreger so flexibel sind

Seine molekulare Grundlagen haben Forscher des Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung (HZI) untersucht. Sie fanden heraus: Der Erreger reguliert sein Zellskelett höchst flexibel auf eine ungewöhnliche Weise – mit biochemischen „Werkzeugen“, die in der Form kein anderer Einzeller besitzt.

Das Zell- oder Zytoskelett, eine molekulare Stützstruktur höher entwickelter Zellen, spielt eine wichtige Rolle bei der Fortbewegung im infizierten Wirt. Auch für die Prozesse beim Eindringen in die Zielzellen – Leberzellen und rote Blutkörperchen – ist es von entscheidender Bedeutung. Die Wissenschaftler entschlüsselten jetzt, wie bestimmte Faktoren das Zellskelett des Malaria-Erregers beeinflussen – Proteine, über die kein anderer Einzeller verfügt.

Mehr als 300 Millionen Menschen sind weltweit mit dem Malaria-Erreger Plasmodium falciparum infiziert. Die Krankheit fordert jedes Jahr rund eine Millionen Tote, die Hälfte davon Kinder. 90 Prozent der Erkrankten leben in Afrika. Bisher existiert keine Schutzimpfung gegen Malaria; Cholorquin-oder Artemisinin-basierte Medikamente helfen, es werden jedoch zunehmend Resistenzen dagegen beobachtet.

Plasmodium falciparum weist einen komplizierten Lebenszyklus auf, der verschiedene Entwicklungsstadien im Moskito und Menschen beinhaltet. Beim Stich durch eine infizierte Anopheles-Mücke gelangen die Erreger in den Menschen. Sie befallen hier Zellen in der Leber, in denen sie sich teilen, um danach wieder in die Blutbahn zu gelangen. Dort infizieren sie rote Blutkörperchen, in denen sie heranreifen. Die roten Blutkörperchen werden anschließend zerstört. Gleichzeitig bilden die Erreger Zellgifte, die für die charakteristischen Fieberschübe verantwortlich sind.

Um sich im Wirt fortzubewegen, ist P. falciparum auf die feine Regulation seines Zellskeletts angewiesen. Dieses besteht aus sogenannten Aktin-Bausteinen, die sich zu Fäden, den Filamenten, zusammenlagern können. Die Länge der Filamente kann durch Regulatorproteine verändert werden.

Die ungewöhnliche Regulation des Zellskeletts des Malaria-Erregers könnte eine Anpassung an die beiden sehr unterschiedlichen Wirte Mensch und Moskito zu sein, so Doktor Inari Kursula von HZI. Als Parasiten müssen Plasmodien ihr Zellskelett schnell verändern können, um sich fortzubewegen und Zellen zu infizieren. Die kurzen Filamente und die beiden verschiedenen ADFs scheinen hierbei eine wichtige Rolle zu spielen.

„Das Wissen über die ungewöhnlichen Mechanismen im Malaria-Erreger könnte helfen, einen alternativen Ansatz für neue Medikamente oder Therapien zu entwickeln“, sagt Kursula.

MEDICA.de; Quelle: Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI)