Entschärfte Angreifer als Malaria-Impfstoff

Forscher des Universitätsklinikums Heidelberg impfen erfolgreich Mäuse mit gentechnisch veränderten Parasiten / Entscheidendes Entwicklungsprotein des Malaria-Erregers entdeckt

Heidelberger Wissenschaftlern ist es gelungen, mit gentechnisch veränderten Malaria-Erregern Mäuse erfolgreich zu impfen. Sie schalteten das Gen UIS4 aus, das für die Entwicklung der Parasiten in infizierten Leberzellen notwendig ist, und nutzten diese entschärften Erreger als Impfstoff. Außerdem konnten die Forscher zum ersten Mal die genaue Funktion des UIS4-Gens zeigen: Es enthält den Bauplan für einen Eiweißstoff der äußeren Parasitenhülle, die den Eindringling in der infizierten Leberzelle umgibt. Durch diese Hülle findet ein ständiger Stoffaustausch mit der Leberzelle statt, der für die weitere Entwicklung des Malaria-Erregers entscheidend ist.

Diese herausragenden Ergebnisse wurden jetzt, vorab online, von der renommierten amerikanischen Fachzeitschrift PNAS („Proceedings of the National Academy of Sciences“) veröffentlicht. Bereits im Dezember 2004 hatte das Team von Dr. Kai Matuschewski und Dr. Ann Kristin Müller aus der Abteilung Parasitologie des Hygiene-Instituts des Universitätsklinikums Heidelberg (Ärztlicher Direktor: Professor Dr. Michael Lanzer) denselben Impferfolg, indem sie eine gentechnische Erreger-Variante (ohne das Gen UIS3) verwendeten. Die bedeutende Arbeit wurde in der Fachzeitschrift „Nature“ veröffentlicht.

Aktiviertes Immunsystem bekämpft Malaria-Parasiten

An einer Malaria-Infektion sterben jährlich weltweit mehrere Millionen Menschen, vor allem in Afrika. Bislang ist es nicht gelungen, einen effektiven Impfstoff zu entwickeln. Große Hoffnung setzen die Forscher in Impfstoffe mit dem gesamten, unschädlich gemachten Erreger.

Der Plasmodium-Erreger wird von Stechmücken übertragen. Im so genannten Sporozoiten-Stadium befallen die Eindringlinge Leberzellen. Sie rufen noch keine Symptome hervor, wandeln sich aber in den Leberzellen in eine für den Menschen lebensgefährliche Form um, die in rote Blutzellen eindringt und sich dort massenhaft vermehrt. „Für einen potentiellen Impfstoff, müssen wir den Erreger unschädlich machen, bevor er sich in die gefährlichen Blutstadien verwandelt“, erklärt Dr. Matuschewski. In früheren Versuchen konnten die Forscher zeigen, dass die Parasiten-Gene UIS3 und UIS4 besonders aktiv sind, während sich der Erreger in Leberzellen entwickelt. Die Heidelberger Wissenschaftler stellten in Zusammenarbeit mit Kollegen in Seattle gentechnische Varianten des Erregers ohne UIS4-Gen bzw. UIS3-Gen her. Diese können zwar noch in Leberzellen eindringen, verbleiben danach aber in diesem ungefährlichen Entwicklungsstadium.

Die Forscher setzen diese entschärften Parasiten erfolgreich als Impfstoff in Mäusen ein: Das Immunsystem der Nager wurde aktiviert, so dass wiederholte infektiöse Moskitostiche keine Wirkung zeigten. „Wir hoffen, dass wir entsprechende Impfstoffe auch beim Menschen anwenden können“, sagt Dr. Matuschewski. „Dazu werden wir auch die genaue Funktion der von UIS3 und UIS4 kodierten Proteine bei der Entwicklung des Parasiten in der Leberzelle untersuchen.“

Literatur:
Ann-Kristin Müller, Nelly Camargo, Kai Matuschewski, Stefan H.I. Kappe:
Plasmodium liver stage developmental arrest by depletion of a protein at the parasite-host interface. 8 February 2005; doi:10.1073/pnas.0408442102

Ann-Kristin Müller, Mehdi Labaied, Stefan H.I. Kappe, Kai Matuschewski:
Genetically modified Plasmodium parasites as a protective experimental malaria vaccine.
5 December 2004; doi:10.1038/nature03188.

Ansprechpartner:

Kai Matuschweski
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E-Mail: Kai_Matuschewski@med.uni-heidelberg.de

Ann-Kristin Müller
Telefon: 06221 565010,
E-Mail: Ann-Kristin_Mueller@med.uni-heidelberg.de