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Tropenkrankheiten: Schmarotzeraufklärung

Die häufigste Tropenkrankheit der Welt tötet weiter - bis zu drei Millionen Menschen jährlich. Zeit für neue Bekämpfungsstrategien und gezielte Tritte in bislang unbekannte Achillesfersen der Malariaparasiten.
<i>Anopheles gambiae</i>
Dieser Kampf ist so alt wie das Leben: Auf der einen Seite – wo Nahrung und Treibstoff in bequemer Unterkunft lagern –, wacht ängstlich besorgt der, der all dies der Natur mühsam abgerungen und gehortet hat. Auf der anderen Seite lauert ein Feind, der lieber stiehlt, als mühsam zu sähen und ernten. Sobald beide voneinander ahnen, beginnt das teure Wettrüsten: Höhere Mauern, bessere Fallstricke, schärferes Sicherheitspersonal gegen immer mehr List, Heimtücke und Tarnung. Willkommen im Wettstreit Mensch gegen Menschenparasit. Hart kämpfen für ihren Sieg müssen beide.

Sortieren wir die Strategien der Kombattanten. Um an den kostbaren Körper-Ressourcen schmarotzen zu können, sind für Parasiten zunächst zwei Dinge überlebenswichtig: 1. reinkommen; 2. nicht entdeckt werden. Diesen Zweiklang des Erfolgs deklinieren schon einzellige Erreger wie die Plasmodien – Auslöser der wichtigsten Tropenkrankheit Malaria – perfekt. Beim ersten Schritt, der Invasion des Körpers, verlassen sie sich noch auf spezialisierte Subunternehmer. Die Parasiten warten in den Speicheldrüsen von Stechmücken darauf, dass ihre fliegenden Verteiler tun, was sie am besten können: Menschen finden und ihre Adern anstechen. Diese Gelegenheit nutzt das Plasmodium zum Entern des Blutgefäßsystems.

Folgt Punkt 2- eine andauernde Frage der Tarnung vor den patroullierenden Polizistenhorden des Menschen, dem Immunsystem. Plasmodien haben dafür Tricks auf Lager; etwa stets in Bewegung zu bleiben und konspirative Verstecke und Tarnkappen immer flexibel zu wechseln. Sie beginnen damit gleich nach dem Verlassen der Mücke. Die frisch eintreffenden Parasiten verbergen sich vor dem Immunsystem zunächst in den erstbesten unverdächtigen Unterkünften, zu denen der Blutstrom sie sprudelt – den Leberzellen.

Soviel ist allen Tropenmedizinern längst bekannt – und auch, dass aus den zunächst wenigen Leberstadien der Schmarotzer immer mehr Parasiten werden, die schließlich umgebaut als so genannte Merozoiten vervielfältigt zurück ins Blut wandern. Dort nehmen sie flugs die nächste Heimstatt in Roten Blutkörperchen. Was bei der Metamorphose von Leber- zu Blutparasitenform genau passiert, blieb allerdings nur vage verstanden – und interessierte daher Angelika Sturm vom Hamburger Bernhard-Nocht-Institut und ihre Kollegen. Die Malariaforscher arbeiten an schärferen Waffen gegen Plasmodium und zielen auf eine mögliche Schwachstelle der Parasiten: Die Merozoiten müssen zwischen Leberzelle und Blutzelle doch kurz durchs offenes Blutgefäß-Gelände. Vielleicht sind sie dort ungetarnt und angreifbar?

Wie die Forscher erkannten, sind sie wohl auf der richtigen Spur: Die Merozoiten scheinen wirklich um jeden Preis verhindern zu wollen, dass sie außerhalb einer tarnend-schützenden Zelle im freien Blut erwischt werden. Nur leider sind sie dabei noch erfolg- und ideenreicher als angenommen. Am Beispiel des nagerinfizierenden Modells Plasmodium berghei dröselten die Wissenschaftler den Weg aus der Leber in die Gefäße auf und stellten fest: Der Parasit verlässt die Leberzelle gar nicht – sondern veranlasst sie, ihrem Gewebeverband auszutreten, trennende Organbarrieren zu durchstoßen und die Merozoiten schließlich per Abknospung von "Merosomen" getauften Gebilden ins Blut zu kippen [1].

Merosomenknospung aus Leberzellen | Merosomen sind abgetötete, kernlose Hepatozyten, die mit Malariaerregern gefüllt sind. Die Parasiten veranlassen die Zellen, aus ihrem Gewebeverband aus- und in den Blutstrom einzutreten. In den ehemaligen Leberzellen sind die Plasmodien vor dem Immunsystem weitgehend geschützt.
Diese Merosomen sind nichts anderes als bis zum Rand mit Parasiten gefüllte, abgetötete und kernlose Leberzell-Überbleibsel. Sie wären an sich eine gute Tarnung vor Immunzellen auf der Suche nach Körperfremdem – aber auf den ersten Blick keine perfekte, dachten die Wissenschaftler zunächst. Denn im Normalfall signalisieren sterbende Zellen der Fresszellen-Gesundheitsabwehr eine fatale Notlage, indem sie ihre Außenseite mit "Friss-mich,-mir-ist-nicht-mehr-zu-helfen"-Signalen pflastern. Auch diesen Trick aber kennen und umgehen die Parasiten: Sie verhindern, dass das Signal, ein Phosphatidylserin-Rest, auf der Membran-Außenseite angebracht wird.

Merosomen, die es in verschiedensten Größen zu geben scheint, erwiesen sich im Versuch tatsächlich als hochinfektiös – und als nützliche Fähre, welche die Parasiten vor der Blutpolizei lange schützt. Kein Wunder also, dass Medikamente, die auf die frei im Blut schwimmenden Merozoiten zielen, nicht viel Zeit haben zu wirken.

Andrew Waters von der Universität Leiden und sein internationales Team zielten auf ein anderes, reiferes Stadium des Schmarotzers und versuchten es an einer seiner Schwächen zu packen – Sex [2]. Denn auch Parasiten vervielfältigen sich nicht nur, sondern mischen auch, zumindest einmal im Lebenszyklus, Gene von Weibchen und Männchen, um variabler gemixtes Erbgut in die nächste Generation zu tragen. Dies zu verhindern, bringt zwar dem schicksalhaft infizierten Menschen nicht viel, könnte aber den Teufelskreis der Infektion stoppen und allen noch nicht Infizierten das Tropenfieber-Schicksal ersparen.

Echter Parasitensex findet im Übrigen nicht im Menschen, sondern wieder in der Stechmücke statt: Hier erst verschmelzen männliche und weibliche Geschlechtszellen (die Gameten) zur Zygote, nachdem eine hungrige Mücke deren Vorläufer, die Gametozyten, beim Blutsaugen geschluckt hat. Das notwendige Vorspiel aber – die ziemlich aufwändige Produktion der Gametozyten – geschieht noch im menschlichen Blut. Und das recht selten: Die meisten der Malariaparasiten sind glücklich damit, in regelmäßigen Abständen Rote Blutkörperchen zu entern, sich in ihnen zu duplizieren und sie dann synchronisiert zu zerstören – ein perfektes System zyklischer Massenproduktion und Zerstörung.

Bei der seltenen Produktion der Geschlechtszellen setzten die Plasmodien in den Adern dagegen auf Qualität, statt Quantität – und hierzu sind größere genetische Umbauten und allerlei Finessen nötig, die dann später eine sexuelle Verschmelzung erlauben. Dabei leisten sich entstehende Gametozyten im Blut etwas auf den ersten Blick Verschwenderisches, wie Waters und Co ermittelten: Sie produzieren größere Mengen an Boten-RNA – im Normalfall eilt diese als Bauanleitung bei Bedarf vom Zellkern zu Eiweißbaumaschinerie –, nutzen die fertig gestellten Matrizen aber nicht zum Bau von Proteinen, wie dies etwa die normalen Blutstadien des Parasiten tun.

Stattdessen regulieren sie in heranwachsenden weiblichen Gametozyten Ablesen und Nichtablesen bestimmter mRNAs durch eine "translationale Repression". Dabei sorgt ein bestimmtes Verpackungsprotein – eine Helicase namens DOZI – dafür, dass die Boten-RNA in bestimmten Kompartimenten des Parasiten eingerollt und zwischengelagert wird. Dieses Verräumen scheint für die spätere Parasitenpotenz auch dringend nötig zu sein, berichten die Forscher. Weibliche Gametozyten-Kandidaten, die nicht per DOZI mRNA abschalteten, entwickelten sich zwar zu reifen Geschlechtszellen weiter, konnten in der Mücke dann aber keine befruchteten Zygoten bilden.

Wäre es möglich, die DOZI-Regulation zu stören, dann mag auch der Teufelskreis der Infektion unterbrochen werden, hoffen Forscher nun. Allerdings ist dies nur ein weiterer Angriffspunkt von vielen. Von denen können zwar nie genug zusammenkommen, um Erkrankte zu heilen, vielleicht einmal Gefährdete zu impfen und die Zahl von jährlich mindestens 2,7 Millionen Malaria-Toten zu reduzieren. Leider ist derweil immer noch Prophylaxe der wirksamste und billigste Schutz – per Moskitonetz.

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