Forscher setzen genetisch veränderten Pilz im Kampf gegen Malaria ein
Seit Langem suchen Virologen weltweit nach einem wirksamen Wirkstoff gegen Malaria, einer durch Stechmücken übertragenen menschlichen Infektionskrankheit, deren Urheber der Parasit Plasmodium ist. Britische und US-amerikanische Forscher unter Leitung der Universität Maryland, Vereinigte Staaten, schleusten mit gentechnischen Verfahren Gene in das Erbgut eines Pilzes ein, die für einen menschlichen Antikörper gegen Malaria und ein Gift aus dem Immunsystem eines Skorpions kodieren, und untersuchen nun, inwieweit sich damit die Übertragung der Krankheit bekämpfen lässt. Die Methode ist nicht nur sehr Erfolg versprechend, sondern auch umweltverträglich, was Experten zufolge vor allem angesichts der zunehmenden Resistenzen von Malaria-infizierten Mücken gegen die weithin eingesetzten Pestizide relevant sei. Wie die im Fachblatt Science veröffentlichten Ergebnisse verdeutlichen, könnte dieses Prinzip möglicherweise auch im Kampf gegen andere durch Insekten und Wanzen übertragbare Krankheiten wie das Dengue-Fieber greifen. "Obwohl vorerst nur im Einsatz gegen Malaria, bietet dieser flexible gentechnische Ansatz vielfältige Möglichkeiten, Genprodukte zu entwickeln und in das Erbgut fast aller infizierter Arthropoden einzuschleusen", erklärt Professor Raymond St. Leger vom Entomologischen Institut der Universität Maryland als einer der Studienautoren. "In der aktuellen Studie zeigen wir, dass ein Besprühen Malaria-infizierter Mücken mit dem transgenen Pilz, der nun Moleküle gegen die für Malaria verantwortlichen Sporozoiten produziert, die Übertragungswahrscheinlichkeit auf den Menschen im Vergleich zu einem genetisch unveränderten Pilz um das Fünffache senken kann." Gemeinsam mit ihren Kollegen von der Johns Hopkins School of Public Health, Vereinigte Staaten, und der Universität Westminster, Vereinigtes Königreich, hatten die Maryland-Forscher das transgene Material in das Erbgut des Pilzes Metarhizium anisopliae eingeschleust, der Mücken befällt. Konkret handelte es sich dabei um Gene, die für einen menschlichen Antikörper und ein Skorpiongift kodieren. Wie es in der Studie heißt, richtet sich sowohl der Antikörper als auch das Toxin spezifisch gegen den Malaria-Parasiten Plasmodium falciparum (P. falciparum), einen parasitären Einzeller (Protozoon) der Gattung Plasmodium. Anschließend wurden drei Gruppen von Mücken verglichen, deren Blut mit dem Malaria-Parasiten infiziert war. Die Mücken der ersten Gruppe waren mit dem transgenen Pilz besprüht worden, die der zweiten Gruppe nur mit dem genetisch unveränderten bzw. natürlichen Pilzstamm, und Gruppe drei blieb völlig unbehandelt. Wie die Daten zeigten, war die Anzahl der Parasiten in Gruppe 1 im Vergleich zu den anderen beiden Gruppen deutlich reduziert. Den Forschern zufolge fand sich der Malaria-Erreger P. falciparum lediglich in einem Viertel aller Mücken, die mit dem transgenen Pilz besprüht worden waren, in Gruppe 2 hingegen waren es 87%, in Gruppe 3 sogar 94%. Zudem wäre in den 25% der infizierten Mücken aus Gruppe 1 die Parasitenzahl um 95% zurückgegangen im Vergleich zu den Mücken, die den genetisch unveränderten Pilz abbekommen hatten. "Nachdem wir die Wirksamkeit des Ansatzes demonstriert und uns mit diversen US-amerikanischen Bestimmungen auseinandergesetzt haben, die die Produktion transgener Metarhizium-Pilze einschränken, laufe nun alles darauf hinaus, die neue Technologie baldmöglichst in Feldversuchen in Afrika zu testen", so Professor St. Leger. "Getestet werden sollen aber auch noch andere Wirkstoffkombinationen, um das Pathogen im Einsatz gegen den Malaria-Erreger zu optimieren." In ähnlichen Versuchen konstruieren die Maryland-Forscher nun mithilfe von Genen, die für hochspezifische Toxine kodieren, ein hypervirulentes Pathogen, das auch anderen Infektionserregern wie Stink- und Bettwanzen zu Leibe rücken soll. "Insekten sind in hohem Maße Teil der natürlichen Diversität und wichtig für das Ökosystem, auf das sich die Bekämpfungsmaßnahmen, die vom Menschen konzipiert werden, mitunter negativ auswirken", erläutert Professor St. Leger. Mit dem Malaria-Parasiten infizieren sich weltweit jährlich rund 240 Millionen Menschen, und Angaben der Weltgesundheitsorganisation WHO zufolge sterben daran jährlich mehr als 850.000 Menschen, vorrangig Kinder. Zwar ist die Mehrheit der Todesfälle in afrikanischen Ländern südlich der Sahara zu verzeichnen, infizieren kann man sich aber weltweit in 108 Ländern. Das Besprühen von Moskitonetzen und Innenwänden mit Insektenvernichtungsmitteln verliert mit der Zeit an Wirkung, da die Mücken Resistenzen gegen die Wirkstoffe aufbauen. Experten zufolge könnten "zwar auch herkömmliche Präventionsstrategien gegen Malaria die weltweite Infektionswahrscheinlichkeit deutlich senken, angesichts der zunehmenden Resistenzen der Mücken sind jedoch innovative Methoden im Kampf gegen Malaria gefragt."Für weitere Informationen: University of Maryland: http://www.umd.edu/ University of Westminster: http://www.wmin.ac.uk/ Weltgesundheitsorganisation http://www.who.int/en/ Science: http://www.sciencemag.org/
Länder
Vereinigtes Königreich, Vereinigte Staaten