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News: Der Malaria-Erreger in der Falle

Schätzungen zufolgen sterben jährlich etwa zwei Millionen Menschen an Malaria. Fieberhaft suchen Wissenschaftler daher nach Wegen, den Erreger zu bekämpfen. Vielleicht öffnet ihnen ein bestimmtes Enzym neue Türen: Denn wenn sie das Protein blockierten, konnten die Malaria-Erreger ihre Schutzhülle in den roten Blutkörperchen nicht mehr verlassen.
Wenn die Malaria-Erreger ein rotes Blutkörperchen befallen, dann umhüllen sie sich mit einem Teil der Membran dieser Zelle. Diese Schutzhülle für die Erreger wird Parasitophorous Vacuolar Membrane (PVM) genannt. Innerhalb der PVM wachsen die Erreger heran, werden kugelig und vielkernig und teilen sich dann in eine entsprechende Zahl von Tochterindividuen, die Merozoiten. Beim Zerfall des roten Blutkörperchen werden die Merozoiten frei und befallen sofort wieder neue Erythrozyten. Bis jetzt war nicht bekannt, welche Rolle die PVM für die Merozoiten beim Verlassen der roten Blutkörperchen spielte.

Daniel Goldberg vom Howard Hughes Medical Institute und seine Kollegen von der School of Medicine der Washington University haben diesen bislang kaum untersuchten, aber wichtigen Vorgang aufgeklärt (Proceedings of the National Academy of Sciences vom 12. Dezember 2000, Abstract). In ihren Experimenten behandelten die Wissenschaftler malariainfizierte rote Blutkörperchen mit E64, einem Medikament, das die Aktivität einiger so genannter Proteasen blockiert. Diese Enzyme bauen andere Proteine ab.

Die Merozoiten der mit E64 behandelten Kulturen blieben von einer transparenten Membran umhüllt. Um die Herkunft dieser Membran festzustellen, markierten die Wissenschaftler die Kulturen mit fluoreszierenden Antikörpern, die sich entweder an die Proteine in der Zelle oder an die PVM-Proteine anhefteten. Dadurch konnten sie zeigen, dass die Membranen von der PVM stammten. "Die Behandlung mit dem Protease-Inhibitor schien die Parasiten in einem bestimmten Stadium – wenn die Merozoiten das rote Blutkörperchen verlassen – zu blockieren", erklärte Daniel Goldberg. "In den Kulturen, die mit E64 behandelt worden waren, konnten die Merozoiten zwar noch die roten Blutkörperchen, aber nicht mehr ihre Schutzhülle verlassen. Das Verlassen der Wirtszelle ist ein Prozess mit zwei Schritten und beim zweiten Schritt wird eine Protease benötigt."

In weiterführenden Experimenten prüften die Forscher, ob die Merozoiten aus den behandelten Kulturen noch lebensfähig waren. Die Erreger erwiesen sich als genauso infektiös wie unbehandelte Merozoiten, sobald der Protease-Inhibitor aus der Kultur entfernt wurde. Außerdem isolierten die Wissenschaftler lebensfähige, infektiöse Merozoiten aus der PVM.

"Diese Technik erlaubt es, große Mengen an infektiösen Merozoiten zu isolieren. Damit kann dann der Prozess der Invasion in die Blutkörperchen, die Merozoiten selbst und die Membran, mit der sie sich umgeben, untersucht werden", erläuterte David Goldberg. "Die spezifische Rolle für eine oder mehrere Proteasen ist jetzt bekannt, nun kann man jene Proteasen identifizieren, die am Aufreißen der Schutzhülle beteiligt sind. Dies könnte zur Entwicklung von Inhibitoren führen, welche die Merozoiten daran hindern, die Schutzhüllen zu verlassen und sich zu vermehren." Einige Protease-Inhibitoren haben sich bisher bei der Behandlung von HIV bewährt, andere erweisen sich als vielversprechend für weitere klinische Anwendungen.

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