Malaria: Sichelzellen spornen Immunsystem zur Malaria-Abwehr an
Dem bekannten Phänomen, dass Menschen mit Sichelzell-Hämoglobin besser vor Malaria geschützt sind, liegt vermutlich eine aktive Reaktion des Immunsystems zugrunde. Zu diesem Schluss kommen Thomas Williams und seine Kollegen vom Medizinischen Forschungsinstitut Kenia.
Das Sichelzelleiweiß ist eine Variante des Hämoglobins, dem Protein, das in den roten Blutkörperchen Sauerstoff bindet und transportiert. Menschen, bei denen eine der beiden Kopien des Hämoglobingens als Sichelzell-Hämoglobin vorliegt (HbAS), zeigen eine stärkere Resistenz als die Normalbevölkerung (HbAA) gegenüber Infektionen mit dem Malaria-Erreger Plasmodium, der rote Blutkörperchen befällt. Aus diesem Grund kommt die Mutation zu HbAS in Gebieten häufig vor, in denen die Bevölkerung lange Zeit der Malaria ausgesetzt war. Ansonsten ist die Mutation nachteilig: Tragen beide Genkopien den Bauplan für Sichelzell-Hämoglobin (HbSS) kommt es zur Sichelzellanämie – einem Krankheitsbild, bei dem die Blutkörperchen bei körperlicher Anstrengung sichelförmig entarten und dann starke körperliche Beschwerden verursachen.
Bislang nahmen Forscher veränderte biochemische und physikalische Erythrozyten-Eigenschaften als Ursache für den Malaria-Schutz bei HbAS an. So vermuteten sie etwa, dass der geringere Sauerstoff-Gehalt in den roten Blutkörperchen oder deren verminderte Stabilität verhindere, dass die Erreger ihren Lebenszyklus in den Zellen ordnungsgemäß durchlaufen. Der Erfolg dieser Mechanismen sollte sich im Laufe des Heranwachsens jedoch nicht ändern.
Die Wissenschaftler untersuchten nun mehr als eintausend Menschen in einem akuten Malariagefahrgebiet in Kenia, die meisten davon jünger als zehn Jahre. Schon bei den jüngsten Kindern mit HbAS war der Schutz gegenüber einer milden Malaria-Form um zwanzig Prozent verbessert. Bis zum Alter von zehn Jahren erhöhte sich die Schutzwirkung dann aber auf 56 Prozent verglichen HbAA-Kindern. Das Team um Thomas Williams schloss daraus, dass das Immunsystem bei HbAS die Malaria-Abwehr zu einem guten Teil erst erlernt.
Williams mutmaßt nun, dass Plasmodium-Infektionen bei Kindern mit HbAS zu drastischen Veränderungen an der Zellmembran von Erythrozyten führen. Diese könnte das Immunsystem mit spezifisch entworfenen Antikörpern leichter aufspüren als bei infizierten HbAA-Erythrozyten. Eine andere Hypothese baut auf dem paradoxen Befund auf, dass bei HbAS-Kindern zunächst häufig Infektionen durch mehrere Plasmodium-Stämme vorkommen und die Erreger in größerer Anzahl sowie über einen längeren Zeitraum auftreten. Durch die stärkere Präsenz der Plasmodien könne das Immunsystem diese dann besser kennen lernen und hätte mehr Zeit, passgenaue Moleküle zur Abwehr der Erreger zu entwerfen, argumentiert Williams.
Das Sichelzelleiweiß ist eine Variante des Hämoglobins, dem Protein, das in den roten Blutkörperchen Sauerstoff bindet und transportiert. Menschen, bei denen eine der beiden Kopien des Hämoglobingens als Sichelzell-Hämoglobin vorliegt (HbAS), zeigen eine stärkere Resistenz als die Normalbevölkerung (HbAA) gegenüber Infektionen mit dem Malaria-Erreger Plasmodium, der rote Blutkörperchen befällt. Aus diesem Grund kommt die Mutation zu HbAS in Gebieten häufig vor, in denen die Bevölkerung lange Zeit der Malaria ausgesetzt war. Ansonsten ist die Mutation nachteilig: Tragen beide Genkopien den Bauplan für Sichelzell-Hämoglobin (HbSS) kommt es zur Sichelzellanämie – einem Krankheitsbild, bei dem die Blutkörperchen bei körperlicher Anstrengung sichelförmig entarten und dann starke körperliche Beschwerden verursachen.
Bislang nahmen Forscher veränderte biochemische und physikalische Erythrozyten-Eigenschaften als Ursache für den Malaria-Schutz bei HbAS an. So vermuteten sie etwa, dass der geringere Sauerstoff-Gehalt in den roten Blutkörperchen oder deren verminderte Stabilität verhindere, dass die Erreger ihren Lebenszyklus in den Zellen ordnungsgemäß durchlaufen. Der Erfolg dieser Mechanismen sollte sich im Laufe des Heranwachsens jedoch nicht ändern.
Die Wissenschaftler untersuchten nun mehr als eintausend Menschen in einem akuten Malariagefahrgebiet in Kenia, die meisten davon jünger als zehn Jahre. Schon bei den jüngsten Kindern mit HbAS war der Schutz gegenüber einer milden Malaria-Form um zwanzig Prozent verbessert. Bis zum Alter von zehn Jahren erhöhte sich die Schutzwirkung dann aber auf 56 Prozent verglichen HbAA-Kindern. Das Team um Thomas Williams schloss daraus, dass das Immunsystem bei HbAS die Malaria-Abwehr zu einem guten Teil erst erlernt.
Williams mutmaßt nun, dass Plasmodium-Infektionen bei Kindern mit HbAS zu drastischen Veränderungen an der Zellmembran von Erythrozyten führen. Diese könnte das Immunsystem mit spezifisch entworfenen Antikörpern leichter aufspüren als bei infizierten HbAA-Erythrozyten. Eine andere Hypothese baut auf dem paradoxen Befund auf, dass bei HbAS-Kindern zunächst häufig Infektionen durch mehrere Plasmodium-Stämme vorkommen und die Erreger in größerer Anzahl sowie über einen längeren Zeitraum auftreten. Durch die stärkere Präsenz der Plasmodien könne das Immunsystem diese dann besser kennen lernen und hätte mehr Zeit, passgenaue Moleküle zur Abwehr der Erreger zu entwerfen, argumentiert Williams.
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