News: Hartnäckig, aber ungefährlich
Die Erreger der in Entwicklungsländern verbreiteten Krankheit Leishmaniose verstecken sich nach der akuten Phase im Körper ihres Wirts und können dort jahrelang überdauern. Werden sie den hauptsächlichen Molekülen ihrer Oberfläche beraubt, gelingt ihnen dies immer noch - aber der unfreiwillige Gastgeber bleibt gesund.
Die Orientbeule beginnt mit einem winzigen Stich: Eine Sandmücke, hungrig nach einer Blutmahlzeit, hat über ihren Rüssel Einzeller der Gattung Leishmania auf den Menschen übertragen. Im Körper des zweibeinigen Wirtes angekommen, werden die Eindringlinge sofort von Makrophagen aufgenommen, jenen Immunzellen, die sich an erster Stelle um unerwünschte Fremde kümmern.
Was für die einen tödlich endet, wird für die Parasiten zum vorübergehenden neuen Zuhause, in dem sie sich eifrig vermehren, bis die befallene Zelle platzt und die Leishmanien wieder in die Blutbahn entlässt. Von hier geraten sie entweder in den nächsten Makrophagen oder wechseln beim nächsten Stich einer Mücke – durchaus auch gut verborgen in jener Immunzelle – wieder in das Insekt. Und weiter geht's im Entwicklungszyklus.
Der Mensch bemerkt seine ungewollten Untermieter in Form einer Schwellung an der Stichstelle, die sich innerhalb von mehreren Wochen zu einem großen Geschwür entwickelt, schließlich aber nach Monaten in der Regel von allein abheilt. Parasitenfrei ist er damit aber nicht unbedingt: Die Einzeller können jahrelang inkognito und vor allem an bisher unbekanntem Ort im Körper überdauern. Selbst mit eingebauter Leuchte, einem fluoreszierenden Protein, ausgestattete Leishmanien tauchten erfolgreich unter.
Über die Methoden, mit denen der menschliche Körper die Parasiten in Schach hält, ist schon vieles bekannt. Wie es den Leishmanien aber gelingt, der Kontrolle zu entwischen, liegt noch weitgehend im Dunkeln. Gerald Späth von der Washington University und seine Kollegen rückten den Einzellern nun zu Leibe: Sie verpassten ihnen eine Art molekularen Striptease, indem sie Vertreter der Art Leishmania major – die Auslöser der Orientbeule – genetisch so veränderten, dass ihnen die wichtigsten Oberflächen-Moleküle abhanden kommen. Denn normalerweise kleiden Leishmania-Vertreter ihre Außenseite in eine dichte "Hülle" aus Phosphoglykanen – Verbindungen aus Zuckern und Phosphaten. Jene so genannte Glykokalyx spielt eine wichtige Rolle für das Überleben und die Infektionsfähigkeit des Parasiten.
So ganz ohne schützende Verhüllung erging es den Leishmania-Mutanten auch direkt schlecht: Im Sandfliegendarm wurden sie schlicht verdaut, und in Makrophagen konnten sie zwar noch eindringen, doch wurden sie hier nun überwiegend in ihre Bestandteile zerlegt. Als die Forscher für die Parasiten anfällige Mäuse mit riesigen Mengen der veränderten Erregern infizierten, geschah nichts – die Tiere blieben kerngesund.
Und doch, ganz ohne Folgen blieb die Einzeller-Injektion nicht. Selbst nach über zwei Jahren spürten die Wissenschaftler in zwei infizierten Mäusen noch einige Tausend Leishmanien auf. Während die Phosphoglykan-Hülle also für die Infektion und Vermehrung in den Makrophagen bedeutend ist, wird sie für das Überdauern im Wirt offensichtlich nicht gebraucht – oder zumindest nicht unbedingt.
Diese Ergebnisse sind interessant für die Impfstoffentwicklung, denn es ist bekannt, dass Leishmania-Infektionen auf die Dauer eine Immunität im Körper der Betroffenen auslösen können. Experimente mit anderen Leishmania-Vertretern, die durch genetische Veränderungen schlechter überdauern konnten, hatten in Ratten auch eine verringerte Immunität bewirkt. Erste Impfansätze mit den enthüllten Varianten zeigten dagegen sehr vielversprechende Ergebnisse, begleitet von einer Immunreaktion, die bisher bei Versuchen mit bestimmten Oberflächen-Molekülen des normalen Erregers oder dessen Überdauerungsformen nicht beobachtet wurde.
Ganz abgesehen davon lässt sich an den Phosphoglykan-losen Leishmanien nun weiter einschränken, welche Mechanismen für das versteckte Überdauern der Parasiten nötig sind – und wodurch sie womöglich wieder aktiviert werden. Ein solches Wiederaufflammen verläuft meist weit schlimmer als die Erstinfektion. Und vielleicht sind die Forscher nun einen Schritt näher daran, den zwölf Millionen mit Leishmanien Infizierten weltweit, von denen die meisten in Entwicklungsländern leben, und jährlich zwei Millionen Neuerkrankten zu helfen.
Was für die einen tödlich endet, wird für die Parasiten zum vorübergehenden neuen Zuhause, in dem sie sich eifrig vermehren, bis die befallene Zelle platzt und die Leishmanien wieder in die Blutbahn entlässt. Von hier geraten sie entweder in den nächsten Makrophagen oder wechseln beim nächsten Stich einer Mücke – durchaus auch gut verborgen in jener Immunzelle – wieder in das Insekt. Und weiter geht's im Entwicklungszyklus.
Der Mensch bemerkt seine ungewollten Untermieter in Form einer Schwellung an der Stichstelle, die sich innerhalb von mehreren Wochen zu einem großen Geschwür entwickelt, schließlich aber nach Monaten in der Regel von allein abheilt. Parasitenfrei ist er damit aber nicht unbedingt: Die Einzeller können jahrelang inkognito und vor allem an bisher unbekanntem Ort im Körper überdauern. Selbst mit eingebauter Leuchte, einem fluoreszierenden Protein, ausgestattete Leishmanien tauchten erfolgreich unter.
Über die Methoden, mit denen der menschliche Körper die Parasiten in Schach hält, ist schon vieles bekannt. Wie es den Leishmanien aber gelingt, der Kontrolle zu entwischen, liegt noch weitgehend im Dunkeln. Gerald Späth von der Washington University und seine Kollegen rückten den Einzellern nun zu Leibe: Sie verpassten ihnen eine Art molekularen Striptease, indem sie Vertreter der Art Leishmania major – die Auslöser der Orientbeule – genetisch so veränderten, dass ihnen die wichtigsten Oberflächen-Moleküle abhanden kommen. Denn normalerweise kleiden Leishmania-Vertreter ihre Außenseite in eine dichte "Hülle" aus Phosphoglykanen – Verbindungen aus Zuckern und Phosphaten. Jene so genannte Glykokalyx spielt eine wichtige Rolle für das Überleben und die Infektionsfähigkeit des Parasiten.
So ganz ohne schützende Verhüllung erging es den Leishmania-Mutanten auch direkt schlecht: Im Sandfliegendarm wurden sie schlicht verdaut, und in Makrophagen konnten sie zwar noch eindringen, doch wurden sie hier nun überwiegend in ihre Bestandteile zerlegt. Als die Forscher für die Parasiten anfällige Mäuse mit riesigen Mengen der veränderten Erregern infizierten, geschah nichts – die Tiere blieben kerngesund.
Und doch, ganz ohne Folgen blieb die Einzeller-Injektion nicht. Selbst nach über zwei Jahren spürten die Wissenschaftler in zwei infizierten Mäusen noch einige Tausend Leishmanien auf. Während die Phosphoglykan-Hülle also für die Infektion und Vermehrung in den Makrophagen bedeutend ist, wird sie für das Überdauern im Wirt offensichtlich nicht gebraucht – oder zumindest nicht unbedingt.
Diese Ergebnisse sind interessant für die Impfstoffentwicklung, denn es ist bekannt, dass Leishmania-Infektionen auf die Dauer eine Immunität im Körper der Betroffenen auslösen können. Experimente mit anderen Leishmania-Vertretern, die durch genetische Veränderungen schlechter überdauern konnten, hatten in Ratten auch eine verringerte Immunität bewirkt. Erste Impfansätze mit den enthüllten Varianten zeigten dagegen sehr vielversprechende Ergebnisse, begleitet von einer Immunreaktion, die bisher bei Versuchen mit bestimmten Oberflächen-Molekülen des normalen Erregers oder dessen Überdauerungsformen nicht beobachtet wurde.
Ganz abgesehen davon lässt sich an den Phosphoglykan-losen Leishmanien nun weiter einschränken, welche Mechanismen für das versteckte Überdauern der Parasiten nötig sind – und wodurch sie womöglich wieder aktiviert werden. Ein solches Wiederaufflammen verläuft meist weit schlimmer als die Erstinfektion. Und vielleicht sind die Forscher nun einen Schritt näher daran, den zwölf Millionen mit Leishmanien Infizierten weltweit, von denen die meisten in Entwicklungsländern leben, und jährlich zwei Millionen Neuerkrankten zu helfen.
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