Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Bandwürmer: Erbgut entschlüsselt

14.03.2013
Erstmals haben Wissenschaftler das komplette Erbgut von vier Bandwurm-Arten entschlüsselt. Ihre Publikation in „Nature“ zeigt neue Schwachstellen der Parasiten auf – sie scheinen unter anderem gegen gängige Krebsmedikamente empfindlich zu sein.

Bandwürmer leben im Darm und nehmen ihren Wirten Nährstoffe weg, richten damit aber keine gravierenden Schäden an. Viel schlimmer sind dagegen ihre Larven. Sie setzen sich in Leber, Lunge, Gehirn oder anderen Organen fest und bilden dort Zysten, die teils zur Größe eines Handballs heranwachsen. Für die Infizierten können solche Zysten drastische Folgen wie Erblindung, Epilepsie oder Leberversagen haben und auch zum Tod führen.


In diesem Stadium geht die Larve eines Fuchsbandwurms in den Fuchs über, wenn dieser eine infizierte Maus gefressen hat. In der Mitte der kugeligen Struktur sind schärfer umrissene Krümmungen zu erkennen: Das ist der Hakenkranz, mit dem sich der Bandwurm in der Darmwand des Fuchses festkrallt. (Foto: Klaus Brehm)


Fuchsbandwurm in Laborhaltung: Kultiviert werden die bläschenförmigen Larvenstadien, die in der Leber der Zwischenwirte wie ein Tumor wachsen. Dieses System wurde an der Uni Würzburg entwickelt. Mit ihm lässt sich unter anderem testen, welche Medikamente den Parasiten töten. (Foto: Klaus Brehm)

Weltweit sind mehrere hundert Millionen Menschen mit Bandwürmern infiziert, schätzt Professor Klaus Brehm von der Universität Würzburg – vor allem in den Tropen und vor allem dort, wo Menschen unter schlechten hygienischen Bedingungen eng mit Tieren zusammenleben. Laut Brehm gibt es derzeit keine Therapie, mit der sich die gefährlichen Bandwurmlarven zuverlässig abtöten lassen.

Spannende Ergebnisse in „Nature“

Vor diesem Hintergrund präsentiert ein internationales Forschungsteam im Top-Wissenschaftsjournal „Nature“ jetzt spannende neue Erkenntnisse über Bandwürmer. Neben Wissenschaftlern aus England und Mexiko ist maßgeblich auch ein Team von der Uni Würzburg beteiligt: Klaus Brehm und seine Mitarbeiter Ferenc Kiss und Uriel Koziol vom Institut für Hygiene und Mikrobiologie.

Die Forscher haben erstmals das Erbgut von Fuchs-, Schweine-, Hunde- und Zwergbandwurm entschlüsselt. „Die DNA-Sequenzen helfen uns jetzt dabei, neue Angriffspunkte für Therapien zu finden“, sagt Dr. Matthew Berriman vom Sanger-Institut in Hinxton bei Cambridge (England). Wenn im Erbgut neue Zielpunkte für Therapien gesucht werden, konzentriert sich die Wissenschaft normalerweise auf Stellen, an denen sich die Krankheitserreger vom Menschen unterscheiden. Doch diesmal fahndeten die Forscher gezielt nach Ähnlichkeiten: Sie wollten Angriffspunkte für Medikamente finden, die es schon gibt und die sich bei anderen Krankheiten bewährt haben.

Krebsmedikamente gegen Bandwürmer

Eine Liste mit den aussichtsreichsten Angriffspunkten zeigt: Viele davon sind identisch mit den Stellen, an denen Krebstherapien ihre Wirkung entfalten. Der Grund: „Eine Infektion mit Bandwürmern verläuft ähnlich wie das Wachstum von Tumoren“, erklärt Brehm. „Die Larven des Fuchsbandwurms zum Beispiel metastasieren und breiten sich im Körper aus.“ Zudem werde ihre Entwicklung durch dieselben Gene gesteuert, die auch Krebszellen wachsen lassen. Vermutlich seien die Larven also durch gängige Krebsmedikamente angreifbar.

Proteine als mögliche Angriffspunkte

Die Forscher deckten noch mehr Schwachstellen der Parasiten auf. Im Lauf ihrer Evolution haben Bandwürmer die Fähigkeit verloren, selber essenzielle Fette und Cholesterin herzustellen. Ihre Larven brauchen diese Stoffe aber dringend für ihre Entwicklung, also bedienen sie sich bei den Wirten. Dazu benutzen sie Proteine, die die begehrten Fette binden. Ein medikamentöser Angriff auf diese Proteine könnte die Larven „verhungern“ lassen, so die Hoffnung der Forscher.

Tests an Zellkulturen von Bandwürmern

Ob die neu identifizierten Angriffspunkte tatsächlich auch Schwachstellen der Bandwürmer sind? Das wird an der Universität Würzburg geprüft. Hier hat das Team um Klaus Brehm in Pionierarbeit Techniken entwickelt, mit denen sich Zellen des Fuchsbandwurms im Labor kultivieren lassen. „Damit können wir die Arzneistoffkandidaten testen und schon einmal die wirksamsten davon für weitere Studien auswählen.“

Grund für Fehlschlag entdeckt

Bei der Erbgut-Analyse fanden die Forscher auch heraus, warum bisherige Behandlungsversuche gescheitert sind. Unter anderem hatte man versucht, die Bandwurmlarven mit dem Mittel Praziquantel zu bekämpfen, das bestimmte Kalzium-Kanäle blockiert. Es tötet die im Darm lebenden Formen der Bandwürmer zuverlässig ab, doch gegen die Larven versagt es – denn bei ihnen kommen diese Kanäle kaum vor, wie jetzt bekannt ist.

Faszination Bandwurm

An der Uni Würzburg erforscht die Gruppe um Klaus Brehm an den Bandwürmern noch andere Aspekte, die für den medizinischen Fortschritt bedeutsam sein könnten.

„Die Larven der Bandwürmer verhalten sich wie perfekte Transplantate“, sagt der Würzburger Wissenschaftler. „Sie pflanzen sich zum Beispiel in die Leber ein und wachsen dort über Jahre hinweg, ohne dass das Immunsystem es merkt.“ Wüsste die Medizin, wie diese perfekte Tarnung vor dem Immunsystem funktioniert, könnte das große Fortschritte in der Organtransplantation bringen. Denn transplantierte Organe werden oft vom Immunsystem des Empfängers abgestoßen.

Fasziniert ist Brehm auch von einer anderen Eigenschaft der Parasiten: „Ein Bandwurm ist im Prinzip unsterblich.“ Wie das geht? Im Darm ihrer Endwirte befruchten sich die Würmer selbst und geben ihre Eier mit dem Kot nach draußen. Die Eier gelangen in die Zwischenwirte, werden zu Larven und landen schließlich wieder im Endwirt – ein ewiger Kreislauf. „Wir wollen wissen, wie das funktioniert“, sagt Brehm. Eine neue Erkenntnis haben die Würzburger aus der Erbgutanalyse schon gewonnen: „Bandwürmer haben ganz besondere Stammzellsysteme, die wir jetzt weiter erforschen werden.“

“The genomes of four tapeworm species reveal adaptations to parasitism”, Nature, 13. März 2013, DOI: 10.1038/nature12031

Kontakt

Prof. Dr. Klaus Brehm, Institut für Hygiene und Mikrobiologie, Universität Würzburg, T (0931) 31-46168, kbrehm@hygiene.uni-wuerzburg.de

Robert Emmerich | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-wuerzburg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Rettender Ritter in goldener Rüstung
22.02.2018 | Exzellenzcluster Entzündungsforschung

nachricht Schwarzen Hautkrebs in den Tiefschlaf versetzen
22.02.2018 | Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Verlässliche Quantencomputer entwickeln

Internationalem Forschungsteam gelingt wichtiger Schritt auf dem Weg zur Lösung von Zertifizierungsproblemen

Quantencomputer sollen künftig algorithmische Probleme lösen, die selbst die größten klassischen Superrechner überfordern. Doch wie lässt sich prüfen, dass der...

Im Focus: Developing reliable quantum computers

International research team makes important step on the path to solving certification problems

Quantum computers may one day solve algorithmic problems which even the biggest supercomputers today can’t manage. But how do you test a quantum computer to...

Im Focus: Innovation im Leichtbaubereich: Belastbares Sandwich aus Aramid und Carbon

Die Entwicklung von Leichtbaustrukturen ist eines der zentralen Zukunftsthemen unserer Gesellschaft. Besonders in der Luftfahrtindustrie und in anderen Transportbereichen sind Leichtbaustrukturen gefragt. Sie ermöglichen Energieeinsparungen und reduzieren den Ressourcenverbrauch bei Treibstoffen und Material. Zum Einsatz kommen dabei Verbundmaterialien in der so genannten Sandwich-Bauweise. Diese bestehen aus zwei dünnen, steifen und hochfesten Deckschichten mit einer dazwischen liegenden dicken, vergleichsweise leichten und weichen Mittelschicht, dem Sandwich-Kern.

Aramidpapier ist ein etabliertes Material für solche Sandwichkerne. Sein mechanisches Strukturversagen ist jedoch noch unzureichend erforscht: Bislang fehlten...

Im Focus: Die Brücke, die sich dehnen kann

Brücken verformen sich, daher baut man normalerweise Dehnfugen ein. An der TU Wien wurde eine Technik entwickelt, die ohne Fugen auskommt und dadurch viel Geld und Aufwand spart.

Wer im Auto mit flottem Tempo über eine Brücke fährt, spürt es sofort: Meist rumpelt man am Anfang und am Ende der Brücke über eine Dehnfuge, die dort...

Im Focus: Eine Frage der Dynamik

Die meisten Ionenkanäle lassen nur eine ganz bestimmte Sorte von Ionen passieren, zum Beispiel Natrium- oder Kaliumionen. Daneben gibt es jedoch eine Reihe von Kanälen, die für beide Ionensorten durchlässig sind. Wie den Eiweißmolekülen das gelingt, hat jetzt ein Team um die Wissenschaftlerin Han Sun (FMP) und die Arbeitsgruppe von Adam Lange (FMP) herausgefunden. Solche nicht-selektiven Kanäle besäßen anders als die selektiven eine dynamische Struktur ihres Selektivitätsfilters, berichten die FMP-Forscher im Fachblatt Nature Communications. Dieser Filter könne zwei unterschiedliche Formen ausbilden, die jeweils nur eine der beiden Ionensorten passieren lassen.

Ionenkanäle sind für den Organismus von herausragender Bedeutung. Wenn zum Beispiel Sinnesreize wahrgenommen, ans Gehirn weitergeleitet und dort verarbeitet...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - April 2018

21.02.2018 | Veranstaltungen

Tag der Seltenen Erkrankungen – Deutsche Leberstiftung informiert über seltene Lebererkrankungen

21.02.2018 | Veranstaltungen

Digitalisierung auf dem Prüfstand: Hochkarätige Konferenz zu Empowerment in der agilen Arbeitswelt

20.02.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Geheimtinte: Von antiken Rezepturen bis zu High-Tech-Varianten

22.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Neuer Sensor zur Messung der Luftströmung in Kühllagern von Obst und Gemüse

22.02.2018 | Energie und Elektrotechnik

Neues Prinzip der Proteinbindung entdeckt

22.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics