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 Auf der molekularen Streckbank
24.02.2017 | Technische Universität München

nachricht Sicherungskopie im Zentralhirn: Wie Fruchtfliegen ein Ortsgedächtnis bilden
24.02.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

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: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Aufbruch: Forschungsmethoden in einer personalisierten Medizin

24.02.2017 | Veranstaltungen

Österreich erzeugt erstmals Erdgas aus Sonnen- und Windenergie

24.02.2017 | Veranstaltungen

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fraunhofer HHI auf dem Mobile World Congress mit VR- und 5G-Technologien

24.02.2017 | Messenachrichten

MWC 2017: 5G-Hauptstadt Berlin

24.02.2017 | Messenachrichten

Auf der molekularen Streckbank

24.02.2017 | Biowissenschaften Chemie