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Infektionskrankheiten: Genaktivität des Malaria-Erregers im menschlichen Wirt gemessen

Malaria
Wissenschaftler aus den USA und dem Senegal haben erstmalig die genetische Aktivität des Malaria-Erregers Plasmodium falciparum im menschlichen Blut bestimmt. Dabei zeigten sich deutliche Unterschiede zur bekannten Aktivität, die bislang nur im Reagenzglas gemessen worden war.

Plasmodium falciparum | Die künstlerische Darstellung zeigt den Malaria-Erreger Plasmodium falciparum in menschlichen Blutzellen.
Das aus etwa 6000 Genen bestehende Erbgut des Malaria-Erregers ist schon längere Zeit bekannt. Auf Grund seines komplizierten Entwicklungszyklus ist es jedoch schwierig zu bestimmen, wann welche Gene abgelesen werden: Nach dem Stich durch eine infizierte Mücke gelangen die Erreger zunächst in die Leber und nisten sich dann in roten Blutkörperchen ein. Hier entstehen die Geschlechtszellen, die periodisch freigesetzt werden und abermals von einer Mücke aufgenommen werden können. Im Mückendarm erfolgt dann die Befruchtung.

Die Fieberschübe entstehen, wenn die Plasmodien die Blutzellen verlassen. Die Krankheitssymptome bei einzelnen Patienten unterscheiden sich mitunter jedoch sehr stark: Manche leiden nur unter leichtem Fieber, andere sterben an der Infektion. Warum der Körper auf Plasmodium so unterschiedlich reagiert, ist bislang unklar.

Um diese unterschiedlichen Reaktionen zu erklären, haben die Wissenschaftler um Aviv Regev vom amerikanischen Broad-Institut in Cambridge P.-falciparum-RNA unmittelbar im Blut von über vierzig senegalesischen Kindern bestimmt, die an Malaria litten. Aus dem RNA-Profil ließ sich auf die Genaktivität des Krankheitserregers in vivo zurückschließen.

Dabei zeigte sich, dass der Erreger sehr unterschiedlich auf seine natürliche Umgebung reagiert. Insgesamt drei physiologische Zustände konnten die Wissenschaftler ausmachen. Bekannt war bereits aus In-vitro-Experimenten außerhalb des menschlichen Körpers eine aktive Wachstumsphase von P. falciparum, das auf einem normalen glykolytischen Stoffwechsel beruht.

Der Erreger kann jedoch auch in einem Hungerstoffwechsel ruhen, und er kann seinen Stoffwechsel bei äußerem Stress umstellen. Diese beiden Zustände waren für die Wissenschaftler neu. Dabei korrelierten unterschiedliche Genaktivitäten des Krankheitserregers mit verschiedenen Symptomen der betroffenen Patienten.

Die Forscher schließen hieraus, dass sich P. falciparum auf die Abwehrmechanismen des menschlichen Immunsystems aktiv einstellt. Dies wirkt sich unmittelbar auf Medikamentenstudien aus: Die Wissenschaftler plädieren dafür, die Wirkung von neuen Arzneien oder Impfstoffen auf den Malaria-Erreger nicht nur im Reagenzglas, sondern auch in seiner natürlichen Umgebung – dem menschlichen Blut – zu testen. (aj)

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