Wissenschaftler entschlüsseln das Erbgut zweier Malariaparasiten
Zwei internationale Forscherteams haben das Erbgut zweier bedeutender Malariaparasiten entschlüsselt: Plasmodium vivax und Plasmodium knowlesi. In ihren Ergebnissen werden die Ähnlichkeiten und Unterschiede der verschiedenen Plasmodiumarten beleuchtet, die Malaria verursachen. Auf deren Grundlage könnten neue Medikamente und Impfstoffe entwickelt werden, um die tödliche Krankheit zu bekämpfen. Malaria wird von Parasiten der Gattung Plasmodium hervorgerufen, die über bestimmte Stechmückenarten auf den Menschen übertragen werden. Von mindestens fünf Plasmodium-Arten weiß man, dass Menschen durch sie an Malaria erkranken: P. falciparum, P. vivax, P. ovale, P. malariae und P. knowlesi. Für etwa drei Viertel der Malaria-Erkrankungen und für 90% der Malaria-Todesfälle ist P. falciparum verantwortlich, dessen Erbgut im Jahre 2002 entschlüsselt wurde. In dieser aktuellen, in der Fachzeitschrift Nature veröffentlichten Studie lösen die Wissenschaftler das Rätsel des Erbgutes von P. vivax, dem zweittödlichsten Erregerstamm dieser Krankheit, und von P. knowlesi, der immer häufiger, besonders in Südostasien, als Hauptursache von Malaria beim Menschen angesehen wird. Außerhalb von Afrika ist P. vivax der häufigste Erreger für Malaria. Etwa 2,6 Milliarden Menschen, größtenteils in Asien und Lateinamerika, laufen Gefahr, daran zu erkranken. Anders als beim P. falciparum findet P. vivax im gemäßigteren Klima und in der kühleren Jahreszeit die optimalen Lebensbedingungen. Eine durch P. vivax ausgelöste Malaria verläuft zwar selten tödlich, die Infektion ist jedoch dadurch gekennzeichnet, dass die Krankheit wiederholt ausbricht und sich über Monate hinziehen kann. Aufgrund der weit verbreiteten Arzneimittelresistenz wird es immer schwieriger, die durch P. vivax ausgelösten Malariafälle zu behandeln. Die Analyse des Erbgutes von P. vivax lässt Genfamilien erkennen, die dem Parasiten dabei helfen, über bisher ungekannte Wege in die roten Blutkörperchen einzudringen. Auch Schlafgene wurden entdeckt. Diese Informationen könnten zur Entwicklung von Medikamenten verwendet werden, die gezielt die Ruhephase des Parasiten unterbrechen. "Der Rückschlag beim Plasmodium vivax stellt Wissenschaftler und Ärzte gleichermaßen vor große Herausforderungen", meint Anthony Fauci vom National Institute of Allergy and Infectious Diseases in den USA. "Von der vollständigen Entschlüsselung des Erbgutes von P. vivax versprechen wir uns neue Einsichten in die Biologie der Vivax-Malaria und neue Möglichkeiten für Therapien und Impfstoffe." Im zweiten in Nature veröffentlichten Artikel wird das Erbgut von P. knowlesi behandelt. Der natürliche Wirt dieses Erregerstammes ist der Javaneraffe, immer häufiger kommt er jedoch auch im Menschen vor, insbesondere in Südostasien. Von vielen Malariafällen beim Menschen, die vormals auf den Erreger P. malariae zurückgeführt wurden, nimmt man heute an, dass sie von P. knowlesi hervorgerufen wurden. Die beiden Erregerstämme sind allein mit dem Mikroskop nur schwer voneinander zu unterscheiden. Im Hinblick auf P. vivax brachte das Erbgut von P. knowlesi eine Reihe von Überraschungen ans Tageslicht. Beispielsweise hat der Erreger Gene, die sich offenbar als eine Art menschlicher Gene tarnen, die mit der Regulierung des Immunsystems in Zusammenhang stehen. Die Wissenschaftler vermuten, dass diese Parasitengene dem P. knowlesi dabei helfen, die Fähigkeit des menschlichen Wirtes zur Erkennung infizierter Blutzellen zu beeinträchtigen. "Unser Studie veranschaulicht das Ausmaß der Entschlüsselung zusätzlichen Malaria-Erbgutes auf die Enträtselung bisher unentdeckter und spannender Aspekte der Biologie der Malariaparasiten", bemerkt Dr. Arnab Pain vom Wellcome Trust Sanger Institute, das auch an der Entschlüsselung des Erbgutes der verbleibenden zwei für den Menschen gefährlichen Plasmodium-Arten arbeitet. "Ungewöhnlich ist, dass die wichtigsten Gene, von denen wir annehmen, dass sie dem Parasiten dabei helfen, unerkannt zu bleiben und somit der Vernichtung durch den Wirt zu entgehen, über das gesamte Genom verteilt sind. In den anderen von uns untersuchten Arten befanden sich diese Gene meist in der Nähe der Chromosomenenden." "Hier konnten wir zum ersten Mal Einsicht in das Erbgut eines Malariaparasiten beim Affen gewinnen. Wir finden Faszinierendes und Überraschungen, aber auch Mittel zur Bekämpfung von Malaria", fügt Dr. Alan Thomas vom Biomedical Primate Research Centre in Rijswijk, Niederlande, hinzu. "P. knowlesi ist eng mit dem zweithäufigsten Verursacher von Malaria beim Menschen, P. vivax, verwandt. Mit unserem neuen Wissen zur genetischen Architektur beider Parasiten können wir unsere Studien zu P. knowlesi effizienter auf andere Parasiten im Menschen übertragen. Genauso wichtig ist, dass das Erbgut für das Verständnis der durch P. knowlesi verursachten Malariaerkrankungen beim Menschen nützlich sein wird." Die EU unterstützte diese Forschungsarbeit zu P. knowlesi über das BioMalPar-Projekt ("Biology and pathology of the malaria parasite"), das unter dem Themenbereich "Biowissenschaften, Genomik und Biotechnologie im Dienste der Gesundheit" des Sechsten Rahmenprogramms (RP6) finanziert wird, und über das VIRIMAL-Projekt ("Structure, function and vaccine potential of the vir multigene family in malaria"), das über das spezifische Programm für "Lebensqualität und Management lebender Ressourcen" des Fünften Rahmenprogramms (RP5) finanzielle Mittel erhält.