Leben retten durch Malariabekämpfung

Malaria wird von der WHO als die „Fortführung eines Teufelskreises der Ungerechtigkeit“ bezeichnet. Was unternehmen wir, um die Verbreitung einzudämmen und die Infektion zu bekämpfen?

Gesundheit

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CORDIScovery Podcast – Folge #43 – Leben retten durch Malariabekämpfung Hierbei handelt es sich um eine KI-Transkription. 00:00:00:00 - 00:00:39:14 Abigail Acton Sie hören CORDIScovery. Herzlich willkommen zu dieser Folge von CORDIScovery. Ich bin Abigail Acton und begrüße Sie. Heute geht es um Malaria. Dabei geht es um die Bekämpfung der den Parasiten übertragenden Stechmücken bis hin zu der Art und Weise, wie sich Malaria im Körper entwickelt. Die Herausforderungen, mit denen die Forschenden konfrontiert sind, sind sehr vielfältig. Das dritte Ziel für nachhaltige Entwicklung der Vereinten Nationen besteht darin, bis 2030 die AIDS-, Tuberkulose- und Malaria-Epidemien zu beenden. 00:00:39:16 - 00:01:06:21 Abigail Acton Die EU trägt zum Erreichen dieses ehrgeizigen Ziels bei, indem sie die Erforschung der Krankheit finanziert, um besser zu verstehen, wie sich der Parasit im Körper entwickelt. Es gilt, herauszufinden, warum Impfstoffe gegen bestimmte Malariaarten unwirksam bleiben und wie die Anzahl der infizierten Mücken von vornherein reduziert werden kann. Die Eindämmung der Zahl der infizierten Mücken, der sogenannten Vektoren, beruht nach wie vor weitgehend auf dem Versprühen von Insektiziden, wobei das Sprühen in Innenräumen und mit Insektiziden versehene Moskitonetze eine positive Wirkung haben. 00:01:06:23 - 00:01:36:23 Abigail Acton Die Weltgesundheitsorganisation warnt jedoch davor, dass die fragilen Errungenschaften aufgrund der Resistenz der Anopheles-Mücken gegenüber Insektiziden verloren gehen könnten. Sie ruft zur Innovation auf, um neue Instrumente, Technologien und Ansätze für die Vektorbekämpfung zu entwickeln. Abgesehen von der Schwierigkeit der Vektorbekämpfung verhält sich der Parasit Plasmodium falciparum, wenn er einmal eine Person infiziert hat, innerhalb des Körpers ungewöhnlich. Er weist mehrere Lebenszyklusstadien auf, und ein Merkmal eines Stadiums kann sich zu einem anderen verändern. 00:01:37:00 - 00:02:02:00 Abigail Acton Auch bei dem Versuch, einen Impfstoff zu entwickeln, gestaltet sich die Situation komplex. 2022 waren fast 13 Millionen afrikanische Frauen mit schwangerschaftsassoziierter Malaria infiziert. Das Grundproblem bei schwangerschaftsassoziierter Malaria besteht darin, dass das Molekül, an das die Parasiten in der Plazenta binden, sehr variabel ist. Daher bindet ein Antikörper, der eine Variante erkennt, oft nicht an andere, wodurch die Entwicklung von Impfstoffen frustrierend erschwert wird. 00:02:02:02 - 00:02:29:03 Abigail Acton Unsere heutigen Gäste arbeiten jeweils mit Unterstützung der EU-Forschungsfinanzierung auf diesen Gebieten und berichten uns, wie sie mit ihrer Arbeit Licht in das Dunkel dieser und weiterer Probleme bringen. Catherine Merrick ist Professorin für Parasitologie am Institut für Pathologie an der Universität Cambridge. Sie erforscht die den Menschen befallenden Malariaparasiten mit dem Ziel, unser Verständnis der grundlegenden Biologie des Parasiten und der Auswirkungen dieser Biologie auf die Virulenz zu verbessern. 00:02:29:04 - 00:02:30:00 Abigail Acton Willkommen, Catherine. 00:02:30:00 - 00:02:32:05 Catherine Merrick Hallo. Es ist schön, hier zu sein. 00:02:32:05 - 00:02:50:11 Abigail Acton Ich freue mich, dass Sie hier sind. Lars Hviid ist Professor in der Abteilung für Immunologie und Mikrobiologie der Universität Kopenhagen. Er ist besonders daran interessiert, unser Verständnis zu dem Thema zu erweitern, auf welche Weise Menschen allmählich Schutz vor Malaria erwerben, womit zur Entwicklung von Impfstoffen gegen diese tödliche Krankheit beigetragen wird. Hallo, Lars. 00:02:50:13 - 00:02:52:15 Lars Hviid Hallo. Es ist ganz phantastisch, hier zu sein. Vielen Dank. 00:02:52:19 - 00:03:08:09 Abigail Acton Bitte sehr. Herzlich willkommen. Hanan Lepek ist Gründer und Geschäftsführer von Senecio Robotics. Er arbeitet an der Schnittstelle von Biologie, Maschinenbau und Softwaretechnik, um sterile Mücken zu erzeugen und großräumig einzusetzen, damit lokale Mückenpopulationen reduziert werden. Hallo, Hanan. 00:03:08:11 - 00:03:09:24 Hanan Lepek Ich grüße Sie. Es ist toll, hier zu sein. Vielen Dank. 00:03:10:05 - 00:03:36:15 Abigail Acton Herzlich willkommen. Catherine, ich wende mich zuerst an Sie. Das Projekt PlasmoCycle ging mit dem Ziel an den Start, unser Verständnis der grundlegenden Biologie des Malariaparasiten Plasmodium, und wie sich diese Biologie auf die Virulenz auswirkt, zu erweitern. Können Sie uns erläutern, was am Malariaerreger Plasmodium derart ungewöhnlich ist? Bitte, Catherine. 00:03:36:17 - 00:03:59:22 Catherine Merrick Malariaparasiten sind in der Tat außergewöhnlich. Sie sind einzellige Organismen, und ihre nächsten Vorfahren sind winzige Zellen, ähnlich den in Korallenriffen lebenden Algen. Sie unterscheiden sich also sehr stark von unseren eigenen menschlichen Zellen. Unter anderem unterscheiden sie sich dadurch, dass ihr Zellzyklus, somit die Art und Weise, wie sie neue Zellen bilden, grundlegend anders funktioniert. Die meisten von uns seit Jahrzehnten erforschten Zellen wie Hefen und menschliche Krebszellen verfügen im Grunde über eine ähnliche Biologie. Sie teilen sich durch einen Vorgang, den wir als binäre Spaltung bezeichnen. 00:03:59:22 - 00:04:33:04 Catherine Merrick Sie kopieren ihr Genom, teilen es in zwei Hälften, um zwei Genome zu erhalten, und dann trennen sie die gesamte Zelle in zwei Hälften, wobei zwei Tochterzellen entstehen. Wir wissen ziemlich viel über diese Stadien, die Reihenfolge, in der sie ablaufen, und die sie steuernden Proteine. Malariaparasiten jedoch funktionieren einfach nicht auf diese Weise. Sie bilden mehrere Tochterzellen, zwanzig oder mehr, innerhalb derselben Mutterzelle, bevor sie sich teilen und schließlich ganz aufplatzen. Das meiste von dem, was wir über die Ordnung und Steuerung dieser grundlegenden Prozesse wissen, kann deshalb nicht auf diese Parasiten übertragen werden. 00:04:33:06 - 00:04:51:06 Abigail Acton Was konnten Sie mit Ihrem Projekt erreichen, und wie sind Sie an diesen Punkt gelangt? Erzählen Sie uns ein wenig mehr über die Arbeit, das Projekt. 00:04:51:08 - 00:05:26:09 Catherine Merrick Zunächst muss ich sagen, dass wir dieses Projekt übernommen haben, weil ich eine neue Technologie entwickelt hatte, mit der wir den Zellzyklus der Malariaparasiten untersuchen konnten. Wobei die erste Neuerung darin bestand, den Parasiten ein Gen mit der Bezeichnung Thymidinkinase hinzuzufügen. Auf diese Weise konnten wir die neue DNS markieren, die im Parasiten entsteht, wenn das Genom kopiert wird. Das war an sich nicht wirklich neu. Experimente dieser Art wurden schon jahrelang an menschlichen Zellen durchgeführt, aber bei den Malariaparasiten funktionierten sie einfach nicht. Der Heureka-Moment bestand somit darin, herauszufinden, dass sie einfach deshalb nicht funktionierten, weil dieses eine Gen, die Thymidinkinase, fehlte, und dass wir nach dem Hinzufügen dieses Gens all diese Experimente durchführen konnten, um zu erforschen, wie und wann das Genom kopiert wurde. 00:05:26:11 - 00:05:45:14 Catherine Merrick Und zwar nicht in binärer Form wie bei den menschlichen Zellen, sondern in Form dieses komplexen, synzytialen Zellteilungsprozesses der Malariaparasiten. 00:05:45:16 - 00:06:05:09 Abigail Acton Es ist also, und korrigieren Sie mich bitte, wenn ich falsch liege, ein bisschen ähnlich dem Konzept eines Farbstoffs, mit dem dann etwas von dem Geschehen visualisierbar ist. Und früher war das nicht möglich. Farbstoffe dienen oft dazu, um Mechanismen, biologische Mechanismen, nachzuverfolgen, und in diesem Fall war es ein Gen, das zur Verstärkung und Veranschaulichung der Vorgänge verwendet wurde. Ist das mehr oder weniger korrekt? 00:06:05:11 - 00:06:30:22 Catherine Merrick Ja, das ist richtig. Wir haben im Prinzip tatsächlich einen Farbstoff verwendet. Da aber die Parasiten nicht über dieses Gen verfügten, ignorierten sie den Farbstoff. Wenn wir das Gen jetzt einbringen, können sie den Farbstoff sehen und wir können sie damit markieren. Wir nutzen nur die Markierung der neuen DNS, die an gesamten Populationen von Parasiten, an einzelnen Parasitenzellen und sogar an einzelnen DNS-Molekülen in diesen Zellen vorgenommen wurde, um die grundlegenden Parameter des Zellzyklus nachzuverfolgen. Wir haben uns zum Beispiel gefragt: Wie lange dauert es wohl, jedes neue Genom zu erstellen? 00:06:30:24 - 00:06:50:03 Catherine Merrick Wie viele können sich in einem Parasiten gleichzeitig vermehren? Denn, ich erinnere daran, dass eine menschliche Zelle immer nur einen Vorgang ausführt, während ein Parasit ein Dutzend auf einmal fertigstellt. Wir haben uns sogar gefragt, wie schnell ein einzelnes DNS-Molekül zu replizieren ist. Das mag nach einfachen Fragen klingen, aber sie gestatteten es uns, sinnvolle Vergleiche mit zukünftigen Fragen anzustellen. 00:06:50:08 - 00:07:18:16 Catherine Merrick Wenn wir beispielsweise die Parasiten mit einem Malariamittel behandeln, hören sie dann auf, neue Genome zu bilden? Oder werden sie langsamer, wenn wir ihnen die Nährstoffe entziehen? Diese Fragen sind wichtig, weil sie bei einer echten Malariaerkrankung von Bedeutung sein können. Menschliche Patienten können zum Beispiel sehr unterzuckert sein, was die Zellteilung der Parasiten beeinträchtigen kann. Oder sie können ein Medikament gegen Malaria einnehmen. Und wir wissen, dass einige dieser Mittel die DNS schädigen können. Wird dadurch das Kopieren der DNS durcheinandergebracht? 00:07:18:18 - 00:07:32:22 Abigail Acton Ich finde das wunderbar, auf diese Weise greift eins ins andere. Diese Abläufe müssen natürlich festgelegt werden, wenn es gilt, Lösungen auszuarbeiten. Genau so ist es. Und da wir gerade von Lösungen sprechen: Wie wird Ihre Arbeit Ihrer Meinung nach in die zukünftige Forschung einfließen? 00:07:32:24 - 00:08:00:01 Catherine Merrick Nun, wir sind weit davon entfernt, mithilfe dieser Arbeit neue Interventionen gegen Malaria entwickeln zu können. Aber je mehr wir darüber wissen, wie diese Parasiten die Zellteilung durchführen, desto klüger können wir bei der Konzeption neuer innovativer Maßnahmen vorgehen. Um zum Beispiel eine schlechte Zelle zum Absterben zu bringen, was wir bei der Chemotherapie von Krebs oder mit antiviralen Medikamenten versuchen, besteht unser Ziel oft darin, die sogenannten Zellzyklus-Checkpoints zu treffen. 00:08:00:07 - 00:08:23:06 Catherine Merrick Dabei geht es um die Art und Weise, wie der Zellzyklus gesteuert wird. Und wenn es uns gelingt, Kombinationen aus Malariamitteln zu entwickeln, die sowohl die DNS des Parasiten schädigen als auch gleichzeitig seine Checkpoints knacken, dann könnte das eine wirksamere Therapie ergeben, um die bösen Malariaparasiten zum Absterben zu bringen. Das könnte natürlich sehr wirkungsvoll sein. 00:08:23:08 - 00:08:30:16 Abigail Acton Ja, das klingt fantastisch. Absolut super. Und wirklich gut erklärt. Ich danke Ihnen vielmals. Das war für alle sehr verständlich. Vielen Dank. Hat jemand Anmerkungen oder Kommentare zu Catherines Arbeit? Ja, Lars. 00:08:30:18 - 00:08:54:09 Lars Hviid Ja, genau. Ich habe eine Frage. Soweit ich weiß, erläutert Catherine, wie sich die asexuellen Parasiten innerhalb der roten Blutkörperchen teilen. Aber vor diesem Stadium gibt es das Leberstadium, in dem sich ein Parasit nicht in ungefähr zwanzig, sondern in Zehntausende Tochterparasiten teilt. Gilt es für diese Phase ein ähnliches Verfahren? 00:08:54:09 - 00:08:55:10 Lars Hviid Wissen Sie das? 00:08:55:12 - 00:09:16:09 Catherine Merrick Aber sicher, das gibt es. Einige meiner Kolleginnen und Kollegen in Portugal untersuchen tatsächlich genau das, und sie nutzen dieselbe Technologie, die wir entwickelt haben, derzufolge sie den Parasiten dieses Thymidinkinase-Gen hinzufügen. In Verbindung mit einem Maus-Malariamodell, in dem das Leberstadium beobachtet werden kann. Wir können zwar nicht so einfach eine menschliche Leber erforschen, aber wir können eine Mausleber untersuchen. 00:09:16:11 - 00:09:37:18 Catherine Merrick Und tatsächlich entstehen in diesen Leberstadien innerhalb einer einzigen Mutterzelle zunächst auf asynchrone Weise Tausende neue Parasiten. Interessanterweise scheinen sie zum Schluss eine massive synchrone Zellteilung durchzuführen. Und dann gibt es Zehntausende Tochterparasiten. 00:09:37:20 - 00:09:57:11 Abigail Acton Das ist spannend. Als ob etwas zum Platzen gebracht wird. Ziemlich schreckliche Vorstellung. Richtig. Ich bin sehr froh, dass Sie diese Forschung betreiben. Lars, ich wende mich jetzt an Sie. Sie koordinierten das Projekt PAMSEQ, und die Arbeit, die Sie und Ihr Team geleistet haben, bringt uns möglicherweise einem Impfstoff gegen schwangerschaftsassoziierte Malaria näher. Ich weiß, dass Sie hoffen, auf Ihrer bisherigen Arbeit aufbauen zu können, weil Sie glauben, dass ein Impfstoff greifbar nahe sein könnte. 00:09:57:13 - 00:10:01:16 Abigail Acton Können Sie uns ein wenig darüber berichten, was Sie zu diesem Forschungsgebiet hingeführt hat, Lars? 00:10:01:18 - 00:10:30:10 Lars Hviid Nun, Malaria und schwangere Frauen, also die sogenannte schwangerschaftsassoziierte Malaria, ist eine recht spannende Sache. Und zwar deshalb, weil sie eine wirklich bemerkenswerte Ausnahme von der allgemeinen Regel darstellt, dass es sich bei Malaria in Afrika, wo sie auftritt, um eine Kinderkrankheit handelt. Erwachsene sind somit im Allgemeinen geschützt, weil sie eine Immunität gegen die Krankheit entwickelt haben. Mit den Malariaimpfstoffen für Kinder, die jetzt in Afrika eingeführt werden, wird das Ziel verfolgt, diesen Prozess zu beschleunigen. 00:10:30:12 - 00:11:12:09 Lars Hviid Dennoch werden Frauen, ohne zu sehr ins fachliche Detail gehen zu wollen, ungeachtet dieser Immunität erneut hochgradig anfällig für Malaria, wenn sie schwanger werden, denn die Plazenta bietet den Parasiten eine neue Chance, sich zu verstecken und zu gedeihen. Dort vermehren sie sich selektiv und verursachen Entzündungen, die zu schwangerschaftsassoziierter Malaria führen, die Frühgeburten und sehr kleine Babys verursacht. Bemerkenswerterweise verschwindet dieses Problem mit jeder weiteren Schwangerschaft, was eindeutig darauf hinweist, dass eine Art von Immunitätserwerb vor sich geht und dass dieser Erwerb, der in der Kindheit stattfindet, durch die Schwangerschaft irgendwie zurückgesetzt und dann wiederholt wird. 00:11:12:14 - 00:11:13:20 Lars Hviid Und das finde ich faszinierend. 00:11:14:00 - 00:11:33:13 Abigail Acton Das ist verblüffend. Das erscheint sehr seltsam. Und das ist widersprüchlich. Dafür muss es einen Grund geben. Spannend. Können Sie mir ein wenig mehr darüber erzählen, was Ihrer Meinung nach der Grund dafür sein könnte? Könnten Sie uns etwas mehr über das Parasitenmolekül sagen und darüber, was es erschwert, es durch eine Impfung zu bekämpfen? 00:11:33:15 - 00:11:59:17 Lars Hviid Ja, natürlich. Vor erst etwa zwanzig Jahren wurde eindeutig geklärt, dass der Malariaparasit, und ich spreche hier von Falciparum, ein spezielles Molekül benutzt, um sich in der Plazenta zu verstecken. Und sobald das Immunsystem dieses Molekül sieht, beginnt es, eine Immunreaktion darauf auszulösen. Es produziert Antikörper, die verhindern können, dass sich die Parasiten in der Plazenta festsetzen. 00:11:59:19 - 00:12:28:08 Lars Hviid Wird die Frau dann das nächste Mal schwanger, sind diese Antikörper für sie da. Somit ist das Problem der schwangerschaftsassoziierten Malaria nicht mehr ihr Problem. Das Molekül, auf das die Parasiten zugreifen, das sogenannte VAR2CSA, ist für die Parasiten nutzlos, wenn es keine Plazenta gibt, in der sie sich verstecken können. Frauen beginnen daher erst dann, Antikörper gegen dieses Molekül zu bilden, wenn während der Schwangerschaft VAR2CSA-positive Parasiten auftreten. 00:12:28:10 - 00:12:40:15 Lars Hviid Hat die Frau diese Antikörper erworben, ist sie geschützt. Die über die Plazenta übertragene Malaria stellt somit vor allem in den ersten Schwangerschaften ein Problem dar, denn danach hat die Frau Immunität erworben. 00:12:40:17 - 00:12:47:11 Abigail Acton Aber wenn wir wissen, wer der Antikörper ist, warum können wir dann nicht von vornherein die Kraft eines Impfstoffs nutzen, um die Immunität zu stärken? 00:12:47:14 - 00:13:11:09 Lars Hviid Aus der Entdeckung der VAR2CSA-Moleküle erwuchs die Idee, dass es möglich sein sollte, einen Impfstoff herzustellen, der speziell jungen Frauen vor ihrer ersten Schwangerschaft verabreicht wird, um sie vor schwangerschaftsassoziierter Malaria zu schützen. Es wurden Versuche mit VAR2CSA-Impfstoffen unternommen, die eigentlich funktionieren sollten, aber sie erbrachten keine sehr ermutigenden Ergebnisse. VAR2CSA ist ein trickreiches Molekül. 00:13:11:11 - 00:13:36:12 Lars Hviid Auch wenn jeder Parasit mindestens ein Molekül aufweist, sind diese zwischen verschiedenen Parasiten nicht völlig identisch. Um jedoch in einem Impfstoff von Nutzen zu sein, muss der Impfstoff genau auf die Teile eines solchen Moleküls abzielen, die bei allen Varianten konserviert sind. Das wurde bei den getesteten Impfstoffen nicht erreicht. Daher konnten sie nur vor den Varianten schützen, die im Impfstoff eingesetzt wurden. 00:13:36:15 - 00:13:49:18 Abigail Acton Dabei geht also um die Frage der Suche nach einem gemeinsamen Nenner. Ja. Das Ganze könnte durch einen Impfstoff bekämpft werden. Genau. Ich verstehe. Welches Ziel verfolgte das Projekt und wie gingen Sie vor? Erzählen Sie uns ein wenig über die Technologie, die Sie angewandt haben, denn ich weiß, dass Sie damit zu neuen Ufern aufgebrochen sind. 00:13:49:20 - 00:14:18:24 Lars Hviid Ja. Wir waren ziemlich betroffen, als wir mit diesem Ergebnis der Impfung konfrontiert wurden, das uns genauso enttäuschte wie alle anderen auch. Im Gegensatz zu dieser ausgeprägten Spezifität der markierten Varianten scheinen die Antikörper, die Frauen als Reaktion auf schwangerschaftsassoziierte Malaria erwerben, eher kreuzreaktiv zu sein. Und genau diese Diskrepanz zwischen der Variantenspezifität nach der Impfung und der offensichtlichen Kreuzreaktivität nach der Exposition ist der entscheidende Punkt. 00:14:19:05 - 00:14:20:08 Abigail Acton Kreuzreaktivität? 00:14:20:10 - 00:14:27:14 Lars Hviid Kreuzreaktivität bedeutet, dass der Antikörper viele verschiedene Varianten dieses VAR2CSA-Moleküls gut erkennen kann. 00:14:27:15 - 00:14:28:15 Abigail Acton Aber nach der Exposition? 00:14:28:15 - 00:14:55:23 Lars Hviid Deshalb wollten wir herausfinden, warum das so ist, denn die Beweislage für eine Kreuzreaktion nach natürlicher Exposition war eigentlich recht dünn. Wir hatten nur eine Handvoll Antikörper zur Verfügung, anhand derer wir das zeigen konnten, aber das waren Antikörper, die wir vor etwa zwanzig Jahren entdeckt hatten. Pilar Quintana, eine sehr kluge Wissenschaftlerin, die mit mir zusammenarbeitet, schlug jedoch vor, dass wir eine neue Technologie mit der Bezeichnung LIBRA-seq nutzen sollten. 00:14:56:00 - 00:15:11:16 Lars Hviid Damit wir die Anzahl der Antikörper, die wir untersuchen können, drastisch erhöhen können. Pilar ging also zu dem Labor in den USA, das diese Technologie entwickelt hatte, und wandte sie an, jedoch unter Einsatz verschiedener Varianten unseres VAR2CSA-Moleküls. 00:15:11:19 - 00:15:13:12 Abigail Acton Richtig. Und was hat sie herausgefunden? 00:15:13:14 - 00:15:40:16 Lars Hviid Nun, während ihrer Zeit dort gelang es ihr, etwa tausend neue Antikörper zu identifizieren. Das war ein ziemlicher Sprung von der Handvoll, die wir am Anfang hatten. Und es kommt noch besser: Die meisten dieser Antikörper waren durchaus kreuzreaktiv. Die vorläufige Schlussfolgerung, die wir vor vielen Jahren auf der Grundlage einer Handvoll von Antikörpern gezogen hatten, gilt somit auch jetzt noch, da wir sie mit sehr vielen weiteren erprobt haben. 00:15:40:19 - 00:15:59:04 Abigail Acton Das ist einfach wunderbar. Ausgezeichnet! Und Lars, ich weiß, dass die Arbeit, die Sie geleistet haben, regelrecht fundamental ist und unsere Möglichkeiten zur Analyse von sehr viel mehr dieser Antikörper wirklich erweitert hat. Was erhoffen Sie sich für Ihre nächste Forschungsphase, wenn Sie die Finanzierung erhalten? 00:15:59:06 - 00:16:23:08 Lars Hviid Ja, genau. Nun, wir müssen herausfinden, warum genau diese natürlich erworbenen Antikörper kreuzreagieren, während die durch den Impfstoff erzeugten Antikörper nicht dazu in der Lage sind. Im Moment glauben wir zu wissen, warum das so ist, aber wir müssen natürlich sicher sein. Wird das VAR2CSA-Molekül als ein Stück Schnur oder Seil betrachtet, so wird bei der Impfung in der Praxis ein kurzes Stück dieser Schnur genommen und damit immunisiert. 00:16:23:13 - 00:16:45:01 Lars Hviid Sie können die derart erzeugten Antikörper nur etwas auf diesem kleinen Stück erkennen. Aber in Wirklichkeit ist dieses Molekül kein gerades Stück Schnur. Er ist wie ein Knoten zusammengefaltet. Wir denken, dass die wichtigen Dinge, die von Antikörpern erkannt werden, aus kleinen Stückchen auf der Schnur bestehen, die, wenn die Schnur geradegezogen ist, weit voneinander entfernt sind. 00:16:45:05 - 00:17:05:07 Lars Hviid Sind sie jedoch verknotet, dann kommen sie sich näher. Wird nun ein Impfstoff benutzt, werden diese Dinge aufgebrochen, die von den wichtigen Antikörpern erkannt werden, und deshalb ist der Impfstoff nicht kreuzreaktiv. Wir sind gerade dabei, diese Vermutung zu überprüfen. Wenn das so stimmt, dann müssen wir herausfinden, wie wir das Molekül derart gestalten können, dass es nicht mehr so aussieht. 00:17:05:07 - 00:17:11:17 Lars Hviid Wir hoffen jedoch sehr, dass diese Arbeit das Problem der Malaria und der schwangerschaftsassoziierten Malaria irgendwie aus der Welt schaffen wird. 00:17:11:19 - 00:17:28:14 Abigail Acton Denn das wäre natürlich unheimlich wichtig. Und die von Ihnen geleistete Arbeit ist so bahnbrechend. Ich hoffe wirklich sehr, dass Sie darauf aufbauen können und weiter darauf aufbauen werden, denn ich denke, es wird eindeutig ein Weg in Richtung eines Impfstoffs gegen diese schreckliche Krankheit gewiesen. Ich danke Ihnen vielmals, Lars. 00:17:28:19 - 00:17:32:12 Abigail Acton Haben wir noch Fragen an Lars? Hanan? Ja. Ich glaube, Sie haben eine. 00:17:32:14 - 00:17:35:10 Hanan Lepek Eine sehr naive Frage, wenn ich darf. 00:17:35:10 - 00:17:38:18 Abigail Acton Ich liebe gerade diese, sie sind ausgezeichnet. Denn das bedeutet, dass ich sie nicht fragen muss. 00:17:38:19 - 00:17:41:10 Lars Hviid Ich fürchte sie. 00:17:41:12 - 00:18:05:02 Hanan Lepek Ich finde es erstaunlich, dass Sie sagten, dass Frauen, die später erneut schwanger werden, ein geringeres Risiko haben, an Malaria zu erkranken. Ist das korrekt? Gibt es hier nicht die Chance, den Parasiten irgendwie auszutricksen, indem sie eine Pille oder ähnliches nimmt, um ihn glauben zu lassen, dass ihr Körper jetzt schwanger ist, obwohl er es nicht ist, und dadurch die Wahrscheinlichkeit zu senken, dass sie sich mit Malaria infiziert. 00:18:05:04 - 00:18:27:13 Lars Hviid Nun, das ist eine gute Frage. Ich denke, die Parasiten sind nicht das Problem. Wir müssen nicht versuchen, die Parasiten auszutricksen, denn ich denke, dass die Parasiten immer versuchen, herauszufinden, ob ihre Wirtin schwanger ist. Sie versuchen ständig, dieses VAR2CSA-Molekül zu exprimieren. Wenn sie jedoch in einem nicht schwangeren Individuum vorkommen, kann es sich um eine nicht schwangere Frau, ein Kind oder einen Mann handeln. 00:18:27:14 - 00:18:37:03 Lars Hviid Diese Parasiten sterben ab, und deshalb findet keine Immunreaktion gegen sie statt. Menschen wie du und ich werden deshalb niemals Antikörper dagegen bilden, selbst wenn wir Malaria bekommen. 00:18:37:05 - 00:18:57:00 Abigail Acton Jawohl. Okay, super. Vielen herzlichen Dank, Lars. Und ich hoffe wirklich, dass Sie Ihre Arbeit fortsetzen können. Es ist eine überaus bedeutsame Arbeit. Hanan, ich wende mich jetzt an Sie. Wir haben uns eben mit der Biologie befasst. Wir sind dem Gedanken gefolgt, eine Lösung zu suchen und vielleicht auch zu finden. Aber wenn wir uns auf den Kern der Sache beschränken, dann müssen wir die Anzahl der Mücken kontrollieren. 00:18:57:02 - 00:19:19:07 Abigail Acton Im Rahmen des Projekts RoboSIT wurden KI und weitere Werkzeuge eingesetzt, um erfolgreich sterile männliche Stechmücken zu züchten, was nicht einfach ist, und zu verbreiten, was ebenfalls nicht einfach ist, um die Vektorenpopulationen unter Kontrolle zu bringen. Können Sie uns bitte etwas mehr über die aktuellen Methoden erzählen, Hanan, die angewandt wurden, bevor es Ihre Innovation gab, um die Zahl der Moskitos zu kontrollieren? 00:19:19:09 - 00:19:42:05 Hanan Lepek Ja, sicher. Typischerweise gab es speziell in Afrika eine große Kampagne zur Bereitstellung von Moskito-Bettnetzen, die überaus wirksam sind, sowie von Pestiziden. Das funktioniert großartig bei den erwachsenen Tieren. Die Sache ist, dass typischerweise das vernebelte Mittel danach verdunstet. 00:19:42:07 - 00:20:05:01 Hanan Lepek Dann bleiben immer noch die Eier, die Larven und die Puppen übrig, die sich noch in der Entwicklung befinden. Abgesehen von der Tatsache, dass es sehr einfach funktioniert, ist es in der Regel ungesund. Hinzu kommt, dass Pestizidresistenzen entstehen und die Entwicklung neuer Pestizide und das Erfinden neuer Materialien ein sehr langwieriger Regulierungsprozess ist. 00:20:05:03 - 00:20:27:11 Hanan Lepek Es gibt den Erfolg des Programms mit sterilen Fruchtfliegen. Beispielsweise werden in Guatemala, wo sich eine der größten Anlagen der Welt für Sterile-Insekten-Technik befindet, jede Woche etwa eine Milliarde steriler Fruchtfliegen erzeugt. Ich glaube, das ist so etwas wie der Goldstandard der Mückenbekämpfung, speziell für Anopheles, 00:20:27:13 - 00:20:51:20 Lars Hviid die Malariamücke. Die Weibchen von den Männchen zu trennen, stellt eine große Herausforderung dar. Bei den erwachsenen Tieren ist es meist viel einfacher. Wir wollen die Männchen von den Weibchen trennen. Und das können wir oft bei den erwachsenen Insekten realisieren. Die Stechmücken sind sehr empfindlich. Und wir wollen Millionen von ihnen heranziehen und sie dann in die Natur entlassen, wo auch immer. 00:20:51:22 - 00:20:57:24 Abigail Acton Richtig. Okay. Darin besteht also das Ziel. Soweit die Idealvorstellung. Was hat RoboSIT vor? 00:20:58:01 - 00:21:23:11 Hanan Lepek Wir haben dieses Konzept aufgegriffen und herausgefunden, warum es bisher noch nicht auf globaler Ebene eingesetzt wurde. Es werden eine Menge arbeitender Hände gebraucht. Es sind viele Menschen erforderlich, um die Mücken aufzuziehen. Es sollen nur Männchen freigelassen werden, weil die Weibchen stechen. Und dann sind da noch die Männchen, die freigelassen werden. Sie haben es auf die Weibchen abgesehen und paaren sich mit ihnen. 00:21:23:13 - 00:21:49:12 Hanan Lepek Es gibt dann keine Stechmückenbabys. Und da sich die weibliche Mücke in der Regel nur einmal im Leben paart, sinkt innerhalb einer Woche nach dem Freisetzen, oder innerhalb von x Wochen oder Monaten, je nach Befallsstärke, die Populationsgröße. Es werden viele Leute gebraucht, und es muss regelmäßig wiederholt werden. Wir haben uns dabei KI und Automatisierung zunutze gemacht. 00:21:49:14 - 00:22:14:20 Hanan Lepek Wenn Sie eine erwachsene Mücke betrachten, ist es sehr einfach zu erkennen, ob es sich um ein Männchen oder ein Weibchen handelt. Es ist ganz einfach. Ich zeige Ihnen ein Bild. Und Sie werden im Handumdrehen eine Fachkraft sein. Und mir wurde klar, dass sie, wenn sie auftauchen, dort stehen müssen, um zu trocknen. Sie verfügen über kein Exoskelett, wenn sie aus dem Wasser kommen. 00:22:14:22 - 00:22:32:15 Hanan Lepek Und da stehen sie nun. Solange sie dort stehen, sind sie unbeweglich. Aber wenn sie das tun, ist leicht zu erkennen, ob es sich um ein Männchen oder ein Weibchen handelt. Da kam mir der Gedanke, dass wir einen Weg finden müssen, um die Mücken ruhig zu stellen, damit wir sie identifizieren und mithilfe des Sehvermögens erkennen können, ob es sich um ein Männchen oder ein Weibchen handelt. 00:22:32:19 - 00:22:39:02 Abigail Acton Was haben Sie als Nächstes getan? Wie gehen Sie weiter vor, nachdem Sie sie identifiziert haben? Wie trennen Sie die Männchen von den Weibchen? 00:22:39:04 - 00:23:11:23 Hanan Lepek Kurz gesagt: Wir haben eine automatisierte Fabrik gebaut, die aus drei Komponenten besteht. Eine davon umfasst das Auftauchen bzw. die letzte Aufzuchtphase der Stechmücken. Sie befinden sich im Wasser. Sie werden durch Luftkanäle in Richtung der Bildgebungsstation zum Sortieren geführt, und wenn sie fliegen und durch den Luftkanal gelenkt werden, landen sie auf einem Förderband, das porös ist, und die Luft wirkt als Zugkraft. 00:23:12:00 - 00:23:38:19 Hanan Lepek Die Stechmücken stehen somit auf dem Förderband. Ohne in der Lage zu sein, wegzufliegen, können sie vielleicht ein bisschen laufen. Aber sie können nicht wegfliegen. Stellen Sie sich eine Fabrik vor, die Kekse verpackt, und dort gibt es ein Fließband mit Millionen von Keksen, die an der Bildgebungsstation vorbeikommen. Der Computer identifiziert die Kekse auf dem Förderband, und etwas nimmt die Kekse heraus und legt sie in Schachteln. 00:23:38:19 - 00:23:59:17 Lars Hviid Dann werden sie in die Supermärkte geliefert. Ziemlich genau so läuft das Ganze ab. Nun sind wir in der Lage, Millionen Stechmücken korrekt zu identifizieren, ohne sie zu berühren, und zwar in Echtzeit mit einer Kapazität von mehr als dreihundert Stechmücken pro Sekunde. Ich sage es gern noch einmal: Mehr als dreihundert Stechmücken pro Sekunde. 00:23:59:19 - 00:24:01:12 Abigail Acton Und die Männchen können von den Weibchen unterschieden werden. 00:24:01:18 - 00:24:11:11 Hanan Lepek Ja, das ist nicht mit der Fähigkeit vergleichbar, die ein Mensch hat oder die mit einem anderen gegenwärtig auf der Erde verfügbaren manuellen Prozess erreichbar wäre. 00:24:11:13 - 00:24:13:24 Abigail Acton Was geschieht dann mit den Männchen? 00:24:14:01 - 00:24:27:22 Hanan Lepek Wir nehmen die Weibchen heraus, das Förderband läuft dann weiter und wir laden die Männchen in Freisetzungskanister. Als Nächstes werden sie bestrahlt. 00:24:27:24 - 00:24:31:03 Abigail Acton Auf diese Weise werden sie steril. Es ist der Prozess der Bestrahlung, durch den sie steril werden. 00:24:31:04 - 00:24:59:01 Hanan Lepek Ist das korrekt? Richtig. Korrekt. Wir liefern sie im Folgenden an den Handel, die Schädlingsbekämpfungsfirma oder so, und sie gehen damit nach draußen und können sie freilassen. Auf diese Weise können wir von einer einzigen Anlage, einer einzelnen Fabrik aus sehr große Gebiete abdecken. Mit der Einführung dieses Verfahrens wird der gesamte Prozess industrialisiert. Am Ende der Woche ändern wir den Softwaremodus und verladen dann auch die Weibchen und bringen sie zurück in den ersten Raum. 00:24:59:06 - 00:25:05:09 Hanan Lepek Somit verfügen wir nun sowohl über Männchen als auch über Weibchen für die nächste Woche. Es funktioniert zyklisch, verstehen Sie? 00:25:05:09 - 00:25:07:09 Abigail Acton Sie recyceln sozusagen die Weibchen. 00:25:07:11 - 00:25:07:23 Hanan Lepek Ja. 00:25:07:23 - 00:25:16:09 Abigail Acton Soweit ich weiß, haben Sie auf der COP mit einigen Leuten über den Einsatz steriler Männchen in Afrika gesprochen. Können Sie mir kurz ein wenig mehr darüber berichten? 00:25:16:15 - 00:25:43:24 Hanan Lepek Ja, genau. Wir repräsentierten Israel als Teil der israelischen Technologiedelegation auf der letzten COP in Baku, Aserbaidschan. Es war ein wirklich fantastisches Erlebnis. Wir haben Menschen aus der ganzen Welt getroffen, mit ganz unterschiedlichen Bräuchen, aus verschiedenen Ethnien und Kulturen. Sie alle interessieren sich für das Klima. Malaria gibt es nicht nur in Afrika, und Stechmücken sind Überträger verschiedener Krankheiten, der Malaria, des Chikungunya- und des Dengue-Fiebers und weiterer Erkrankungen. 00:25:44:01 - 00:26:14:06 Hanan Lepek Wir trafen uns mit verschiedenen Vertreterinnen und Vertretern aus Ghana, Uganda, Burkina-Faso und Tansania. Sie waren begeistert von diesem Potenzial, denn sie alle haben mit diesen Malariaproblemen zu kämpfen, und einige von ihnen hatten bereits von der Sterile-Insekten-Technik gehört, aber es gibt Probleme mit der Maßstabserweiterung. Daher ist es für sie alle sehr spannend, hier eine Lösung zu sehen, bei der die Macht der KI für etwas Gutes genutzt und mit der diese Technologie erweiterbar wird. 00:26:14:06 - 00:26:27:15 Hanan Lepek Wir diskutieren bereits jetzt mit einigen von ihnen, auch zusammen mit Vertreterinnen und Vertretern der Vereinten Nationen, die uns nun helfen. Im Zusammenhang mit der Einführung dieser Technologie in Afrika sehe ich nun in der Tat ein spannendes Potenzial. 00:26:27:17 - 00:26:46:08 Abigail Acton Sehr gut. Ausgezeichnet. Vielen Dank, Hanan, für die Erklärung. Das ist wirklich sehr interessant. Nun, das ist einfach wunderbar. Vielen Dank, dass Sie sich die Zeit genommen haben, Ihre Arbeit zu erläutern, die überaus interessant ist. Ich bin sehr froh, dass wir das Thema aus verschiedenen Blickwinkeln beleuchten konnten. Ich denke, das verschafft uns einen guten Überblick. Vielen Dank, dass Sie sich die Zeit genommen haben, und dafür, dass Sie heute bei CORDIScovery dabei sind. 00:26:46:10 - 00:26:47:14 Hanan Lepek Ich danke Ihnen vielmals. 00:26:47:16 - 00:26:49:03 Lars Hviid Vielen Dank, dass ich dabei sein durfte. 00:26:49:05 - 00:26:56:11 Abigail Acton Vielen Dank. Ich verabschiede mich von Ihnen allen herzlich. Machen Sie weiter mit Ihrer guten Arbeit. Das ist alles, was ich dazu sagen kann. Okay. Auf Wiedersehen. 00:26:57:14 - 00:27:19:08 Abigail Acton Wenn Ihnen dieser Podcast gefallen hat, folgen Sie uns auf Spotify und Apple Podcasts oder einem anderen Dienst Ihrer Wahl. Und schauen Sie sich die Podcast-Homepage auf der Cordis-Website an. Melden Sie sich an, damit Ihnen nicht die spannendsten Forschungsergebnisse der EU-finanzierten Wissenschaft entgehen. Und wenn Ihnen das Zuhören Freude bereitet hat, dann erzählen Sie es doch bitte weiter. Wir sprachen bereits darüber, Bienen darauf zu trainieren, durch Reifen zu fliegen. 00:27:19:10 - 00:27:40:24 Abigail Acton Hören Sie sich die Folge über Interaktionen im Verborgenen an, um herauszufinden, warum. In unseren 42 Folgen wird etwas dabei sein, das Ihre Neugierde weckt. Vielleicht möchten Sie wissen, was im Rahmen weiterer EU-finanzierter Projekte unternommen wird, um die Zahl der durch Malaria bedingten Todesfälle zu verringern? Die CORDIS-Website verschafft Ihnen einen Einblick in die Ergebnisse der innerhalb von Horizont 2020 und Horizont Europa finanzierten Projekte, die sich mit diesem Bereich beschäftigen. 00:27:41:01 - 00:28:02:10 Abigail Acton Die Website hat Artikel und Interviews zum Inhalt, in denen es um Forschungsergebnisse aus einem sehr breiten Spektrum von Bereichen mit Themen von Neutronen bis Neuronen geht. Da ist auch für Sie etwas dabei! Vielleicht sind Sie auch an einem Projekt beteiligt oder möchten eine Finanzierung beantragen. Schauen Sie sich an, womit sich andere in Ihrem Bereich beschäftigen. Seien Sie willkommen und entdecken Sie die Forschung, die offenbart, wie unsere Welt tickt. 00:28:02:12 - 00:28:15:11 Abigail Acton Wir freuen uns stets darauf, von Ihnen zu hören. Schreiben Sie uns eine Nachricht an [e-mail]. Bis zum nächsten Mal.

Kampf gegen Malaria an mehreren Fronten

Warum ist es so schwierig, einen Impfstoff zu finden, der gut gegen schwangerschaftsassoziierte Malaria wirkt? Haben Sie bereits einmal darüber nachgedacht, wie schwierig es ist, dreihundert Stechmücken pro Sekunde zu bestrahlen? Und wie spielt sich die Dynamik der Replikation innerhalb unseres Körpers ab?

Das dritte Ziel für nachhaltige Entwicklung der Vereinten Nationen besagt, bis 2030 die AIDS-, Tuberkulose- und Malaria-Epidemien zu beenden. Die EU trägt mit der Finanzierung der Erforschung von Krankheiten dazu bei, dieses ehrgeizige Ziel zu erreichen.

Von der Beantwortung der Fragen, warum Impfstoffe gegen schwangerschaftsassoziierte Malaria wirkungslos bleiben und wie sich der Parasit während der Infektion weiterentwickelt, bis hin zur Lösung des Problems, wie die Zahl der infizierten Moskitos reduziert werden kann: Unsere heutigen Gäste haben sich dem Kampf gegen Malaria verschrieben.

Catherine Merrick ist Professorin für Parasitologie am Institut für Pathologie der Universität Cambridge. Sie untersucht die den Menschen befallenden Malariaparasiten mit dem Ziel, unser Verständnis der grundlegenden Biologie des Parasiten und der Auswirkungen dieser Biologie auf die Virulenz zu verbessern. Diese Themen erforschte sie im Rahmen des Projekts PlasmoCycle.

Lars Hviid ist Professor in der Abteilung für Immunologie und Mikrobiologie der Universität Kopenhagen. Sein Projekt PAMSEQ verbesserte unser Verständnis zu dem Thema, wie Menschen allmählich Schutz vor Malaria erwerben, womit es zur Entwicklung von Impfstoffen gegen diesen tödlichen Parasiten beitrug.

Hanan Lepek ist Gründer und Geschäftsführer von Senecio Robotics. Er arbeitet an der Schnittstelle von Biologie, Maschinenbau und Softwaretechnik, um sterile Mücken zu erzeugen und großräumig einzusetzen, damit lokale Mückenpopulationen reduziert werden. Er war Koordinator des Projekts RoboSIT.

Wir freuen uns darauf, von Ihnen zu hören!

Ihr Feedback würde uns sehr interessieren! Schicken Sie uns bitte Ihre Kommentare, Fragen und Vorschläge an: [e-mail].

Schlüsselbegriffe

PAMSEQ, RoboSIT, PlasmoCycle, Stechmücken, sterile Stechmücken, Parasiten, schwangerschaftsassoziierte Malaria, Impfstoffe