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News: Ein maßgeschneidertes Heim für Parasiten

Plasmodium (der Überträger der Malaria) und Toxoplasma (der Erreger der Toxoplasmose) gehören zu einer Gruppe einzelliger Parasiten, die einzelne Wirtszellen befallen und innerhalb einer geschlossenen Kapsel oder 'Vakuole' leben. Diese Vakuole wird aus einer Membran gebildet, die der äußeren Zellmembran ähnelt. Sie verfügt jedoch über einzigartige Eigenschaften: So bildet sie sich zum Beispiel innerhalb von nur 10 bis 20 Sekunden, in denen der Parasit in die Zelle eindringt, und hindert außerdem die Wirtszelle daran, den Parasiten zu zerstören.
In der Ausgabe vom 14. Mai 1998 des Journal of Cell Science veröffentlichten Klaus Lingelbach von der Philipps-Universität Marburg und Keith Joiner von der Yale School of Medicine in Connecticut (USA) einen Bericht darüber, was bereits über die speziellen Eigenschaften dieser Membran bekannt ist und wie diese es dem Parasiten ermöglicht, in der Wirtszelle sicher zu leben und zu gedeihen.

Die als parasitophore Vakuole bekannte Vakuole wird durch die parasitophore Vakuolenmembran (PVM) gebildet. Auf den ersten Blick sieht die PVM wie jede beliebige andere Zellmembran aus, eine genauere Betrachtung jedoch offenbart ihre speziellen Eigenschaften, die für das Überleben des Parasiten entscheidend sind.

Zunächst einmal muß der Parasit die entsprechende Wirtszelle finden. Bei Plasmodium ist das ein rotes Blutkörperchen, während Toxoplasma in vielen Gewebearten leben kann. Offenbar scheidet der Parasit einen wahren "Cocktail" an Chemikalien aus, die aus kleinen Organellen stammen. Diese Chemikalien besitzen eine Affinität zur Wirtszelle und können deren Membran angreifbarer machen.

Wenn der Parasit in die Wirtszelle eindringt, wird die PVM aus dem Nichts synthetisiert.Dabei handelt es sich um ein ziemlich großes Stück Membran, das dort innerhalb von 10 bis 20 Sekunden produziert wird, und die faszinierende Frage lautet nun: Woher nimmt der Parasit die notwendigen Bausteine?

Membrane bestehen aus Lipiden, den Bestandteilen der Öle und Fette. Offenbar passiert folgendes: Die Organellen des Parasiten scheiden einige Lipide ab, während andere aus der Wirtszelle gestohlen werden. Irgendwie werden die Lipide dazu veranlaßt, sich um den Parasiten herum anzuordnen. Dann scheiden die Organellen verschiedene Proteine ab, um Kanäle und andere Strukturen zur Fertigstellung der Membran zu bauen.

Ist die PVM erst einmal gebildet, hat sie zwei – anscheinend im Widerspruch zueinander stehende – Aufgaben zu erledigen. Die eine besteht darin, den Parasiten vor den Verteidigungssystemen des Wirtes zu schützen, also eine effektive Barriere zu bilden. Die andere Aufgabe ist der Transport von Nährmitteln und anderen Chemikalien zwischen dem Cytoplasma des Wirts und dem Parasiten sowie der Transport anderer Stoffe vom Parasiten zum Wirt.

Dazu benötigt die PVM ein sehr selektives Transportsystem. Bei Plasmodium besteht dieses aus einer Reihe winziger Transportbläschen, die sich von der Parasitenmembran ablösen, und über die Vakuole zur PVM diffundieren. Im Umkehrfall handelt es sich um ziemlich große PVM-Abschnitte, die Wirts-Cytoplasma enthalten, von denen sich der Parasit ernährt. Bei Toxoplasma bildet sich ein ganzes Netzwerk kleiner Kanäle zwischen dem Parasiten und der PVM.

Plasmodium läßt kleine Moleküle durch die PVM hindurch passieren und beeinträchtigt die Adhäsionseigenschaften der Membran roter Blutkörperchen – wodurch die meisten problematischen Malariasymptome verursacht werden.

Lingelbach und Joiner beenden ihre Übersicht mit der Feststellung, daß die PVM einzigartig ist und für jeden Parasiten erstaunlich gut adaptiert ist, so daß immer die jeweils betroffene Wirtszelle okkupiert werden kann.

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