Wettrennen im menschlichen Körper

Malaria-Parasiten schneller als Abwehrzellen

Malaria-Parasiten sind zehnmal schneller als die Immunzellen von Säugetieren. Ein Forscherteam hat nun herausgefunden, dass diese Schnelligkeit von einem unterschiedlich aufgebauten Protein stammt.

Malaria

Mücken (links) injizieren Malaria-Parasiten (oben Mitte). Diese bewegen sich schnell (unten Mitte), indem sie ein Protein verwenden, das auch in Säugetieren (unten rechts) vorkommt: Aktin (rechts). | Universitätsklinikum Heidelberg, ZMBH, HITS

Abwehrzellen sollen eindringende Krankheitserreger erkennen und einfangen. Doch gegen die Malaria-Parasiten der Gattung Plasmodium haben die Abwehrzellen der Säugetiere keine Chance: sie sind zehnmal schneller. Dr. Ross Douglas vom Zentrum für Infektiologie des Universitätsklinikums Heidelberg und Kollegen des Zentrums für Molekulare Biologie der Universität Heidelberg (ZMBH) und des Heidelberger Instituts für Theoretische Studien (HITS) untersuchten die Ursache und wurden fündig: Das Protein Aktin ist in Zellen von Parasiten anders aufgebaut als das in Säugetierzellen.

Aktin ist für die Struktur und Fortbewegung von Zellen verantwortlich. Es wird aus seilartigen Strukturen, den Filamenten, zusammengesetzt, die für die richtige Funktion der Zelle wichtig sind. Die Schlüsselfrage der Arbeit der Wissenschaftler aus Heidelberg war, warum sich die Geschwindigkeit, mit der Aktinfilamente auf- und abgebaut werden, zwischen Säugetieren und Parasiten unterscheidet. „Wenn wir diesen wichtigen Bewegungsunterschied verstehen, können wir den Parasiten gezielt angreifen und stoppen“, erläutert Douglas.

Anopheles Mücke

Die Dreifach-Kombination moderner Malaria-Medikamente mit Methylenblau wirkt schnell, ist gut verträglich und beugt Resistenzen vor. Eine internationale Studie unter Heidelberger Federführung wurde gerade erst veröffentlicht.

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Bekannt war, dass Aktin in Parasiten und Säugetieren in bestimmten Abschnitten unterschiedlich aufgebaut ist. Um dem Geschwindigkeitsunterschied auf die Spur zu kommen, ersetzten die Wissenschaftler daher Teile des parasitären Proteins im Labor durch entsprechende Proteinabschnitte aus Säugetier-Aktin. „Als wir diese Veränderungen in dem Parasiten machten, bemerkten wir, dass einige Parasiten gar nicht überleben konnten, während andere plötzlich zögerten, wenn sie sich bewegten“, erklärt Douglas. Daher führten die Forscher weitere Untersuchungen durch, von der Modellierung auf molekularer Ebene bis hin zur Beobachtung der Parasiten in lebenden Tieren.

Die Ergebnisse dieser Untersuchungen können nun genutzt werden, um chemische Verbindungen zu entdecken, die selektiv auf das Parasiten-Aktin zielen und den Auf- oder Abbau der Aktinfilamente beeinflussen. So könnte der ganze Parasit gestoppt werden. (idw, red)

 

Literatur:

Ross G. Douglas, Prajwal Nandekar, Julia-Elisabeth Aktories, Hirdesh Kumar, Rebekka Weber, Julia M. Sattler, Mirko Singer, Simone Lepper, S. Kashif Sadiq, Rebecca C. Wade, Friedrich Frischknecht: Inter-subunit interactions drive divergent dynamics in mammalian and Plasmodium actin filaments, PLOS Biology, July 16, 2018; DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pbio.2005345.