Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Malaria: Neue Angriffspunkte im Visier

01.12.2011
Im Kampf gegen die Malaria sind potenzielle Angriffspunkte für neue Medikamente dringend gesucht.

Ein internationales Team von Forschern hat jetzt 85 Botenstoffe genauer unter die Lupe genommen und eine Reihe möglicher Kandidaten identifiziert. Mit dabei war auch ein Team der Uni Würzburg.

Wenn Zellen sich teilen, wenn sie wandern, wenn sie Stoffe produzieren, steuern in aller Regel mehrgliedrige Signalketten den jeweiligen Vorgang. Proteinkinasen spielen dabei eine wichtige Rolle: Sie übertragen Phosphatgruppen und aktivieren damit die einzelnen Zwischenstufen dieser Ketten. Fallen sie aus, stoppt der Signalfluss. „Kinasen bieten sich somit zumindest in der Theorie hervorragend als Angriffspunkte für Medikamente an“, sagt Gabriele Pradel.

Pradel ist Privatdozentin und Leiterin einer Nachwuchsgruppe am Zentrum für Infektionsforschung der Universität Würzburg. Schon seit vielen Jahren forscht sie am Erreger der Malaria, dem Einzeller Plasmodium falciparum, und hat dabei entscheidende Erkenntnisse über dessen Entwicklung und Lebenszyklus geliefert. In den vergangenen drei Jahren war Pradel zusammen mit zwei ihrer Doktorandinnen Teil eines international zusammengesetzten Forscherteams, das die Kinasen des Malaria-Erregers genauer unter die Lupe genommen hat.

Weltweite Forschung an Kinasen

„Kinasen sind derzeit das ‚Hot Topic‘ in der Malariaforschung“, sagt Pradel. Von ihnen verspricht sich die Wissneschaft mögliche Ansätze für neue Therapien. Die sind dringend erforderlich: Jedes Jahr sterben weltweit zwischen ein und drei Millionen Menschen an den Folgen der Malaria. Zwar gibt es schon eine Reihe von Medikamenten; diese erfüllen aber längst nicht alle Anforderungen, die an sie gestellt werden. „Sie sind entweder zu teuer für den großflächigen Einsatz in Entwicklungsländern, haben zu starke Nebenwirkungen oder die Erreger sind mittlerweile resistent“, sagt Pradel.

65 Kinasen und 20 kinaseartige Proteine haben die Wissenschaftler im vergangenen Jahrzehnt im Erbgut von Plasmodium falciparum identifiziert und nun im Rahmen des EU-Projekts „Signalling in Malaria Parasites“ genauer untersucht. Die Leitung des Projekts hatte Professor Christian Doerig vom Global Health Insitute in Lausanne. Fünf dieser Kinasen haben Gabriele Pradel und ihre Doktorandinnen erforscht.

Die Entwicklungsstadien des Erregers

Angriffspunkte bietet das Plasmodium während mehrerer Stadien seiner Entwicklung, die für einen Einzeller überraschend trickreich verläuft. Wird ein Mensch von einer infizierten Mücke gestochen, wandern die Malariaerreger innerhalb weniger Minuten über den Blutkreislauf zur Leber. Dort bleiben sie eine Zeit lang und vermehren sich ungeschlechtlich. Nach etwa einer Woche gehen sie zurück ins Blut und befallen die roten Blutkörperchen, was beim Betroffenen die für Malaria typischen Fieberschübe auslöst.

Erst wenn die Einzeller in Stress geraten, wechseln sie in ein neues Entwicklungsstadium. Stress heißt in diesem Fall: „Die Dichte im Blut wird zu hoch, was in der Regel bedeutet, dass der befallen Patient kurz vorm Sterben steht. Oder der Körper reagiert mit einer Immunantwort, was für Plasmodium den möglichen Tod bedeutet. Oder ein Medikament startet seinen Angriff“, sagt Pradel.

In all diesen Fällen wechseln einige Zellen zur sexuellen Vermehrung über. Von einer Mücke bei einem Stich aufgesaugt, siedeln sie sich in deren Darm an und reifen zu unterschiedlich großen Geschlechtszellen heran, die im Prinzip mit den Ei- und Samenzellen des Menschen vergleichbar sind. Diese verschmelzen miteinander, verlassen den Darm und wandern nach einer weiteren ungeschlechtlichen Vermehrungsphase in die Speicheldrüsen der Mücke. Sticht die Mücke einen Menschen, gelangen die Plasmodien erneut in den Blutkreislauf – das Spiel beginnt von vorne.

Das Forschungsprojekt

Für ihre Studie haben die Wissenschaftler untersucht, welche Bedeutung die Kinasen für die Entwicklungsstadien des Malariaerregers besitzen. Ihre Vorgehensweise: „Wir haben das jeweilige Gen, das die einzelne Kinase codiert, abgeschaltet und dann kontrolliert, ob sich die Zellen in der Blutphase trotzdem normal entwickeln konnten“, erklärt Pradel. Starb die Zelle ab, hieß das: Die Kinase ist fürs Überleben wichtig und bietet sich deshalb als Angriffspunkt für ein Medikament an. Zeigte Plasmodium hingegen keine Reaktion auf das Abschalten, könnte die Kinase immer noch eine wichtige Funktion während der Leber- oder der Sexualphase besitzen.

„Wenn es uns gelänge, für das Leberstadium ein Medikament zu entwickeln, wäre das ein großer Erfolg“, sagt Pradel. Immerhin steht dieses Stadium ganz am Anfang der Infektion beim Menschen. Ein erfolgreicher Eingriff zu diesem Zeitpunkt könnte somit den Ausbruch der Malaria wirkungsvoll unterbinden. Doch bisher gibt es noch keine Therapie für dieses Stadium.

Weitergehende Untersuchungen sind notwendig

Von den fünf in Würzburg untersuchten Kinasen ließen sich vier nicht abschalten ohne ein Absterben der Malariaerreger zur Folge zu haben. Diese bieten sich nun als „Top Target“ für Medikamente an. Von dem fünften vermutet Pradel, dass es im Sexualstadium eine wichtige Funktion übernimmt.

Die Ergebnisse ihrer Arbeit haben die Wissenschaftler in der aktuellen Ausgabe von Nature Communications veröffentlicht. „Das ist jetzt eine Referenzpublikation. Dort pickt man sich ein Ergebnis heraus und forscht weiter“, sagt Pradel.

Auch sie wird Plasmodium falciparum in ihrer Forschung weiterhin treu bleiben. „Enorm spannend“ sei die Arbeit mit dem Malariaerreger. Er mache es möglich, an einer einzelnen Zelle „eine Vielzahl von Geheimnissen der Natur“ zu erforschen.

"Global kinomic and phospho-proteomic analyses of the human malaria parasite Plasmodium falciparum", Lev Solyakov, Jean Halbert, Mahmood M. Alam, Jean-Philippe Semblat, Dominique Dorin-Semblat, Luc Reininger, Andrew R. Bottrill, Sharad Mistry, Abdirhaman Abdi, Clare Fennell, Zoe Holland, Claudia Demarta, Yvan Bouza, Audrey Sicard, Marie-Paule Nivez, Sylvain Eschenlauer, Tenzing Lama, Divya Catherine Thomas, Pushkar Sharma, Shruti Agarwal, Selina Kern, Gabriele Pradel, Michele Graciotti, Andrew B. Tobin & Christian Doerig. Nature Communications, doi: 10.1038/ncomms1558

Kontakt
PD Dr. Gabriele Pradel, T: (0931) 31-82174, E-Mail: gabriele.pradel@uni-wuerzburg.de

Gunnar Bartsch | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-wuerzburg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Forscher entschlüsseln einen Mechanismus bei schweren Hautinfektionen
24.01.2017 | Eberhard Karls Universität Tübingen

nachricht Tollwutviren zeigen Verschaltungen im gläsernen Gehirn
19.01.2017 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizin Gesundheit >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Scientists spin artificial silk from whey protein

X-ray study throws light on key process for production

A Swedish-German team of researchers has cleared up a key process for the artificial production of silk. With the help of the intense X-rays from DESY's...

Im Focus: Forscher spinnen künstliche Seide aus Kuhmolke

Ein schwedisch-deutsches Forscherteam hat bei DESY einen zentralen Prozess für die künstliche Produktion von Seide entschlüsselt. Mit Hilfe von intensivem Röntgenlicht konnten die Wissenschaftler beobachten, wie sich kleine Proteinstückchen – sogenannte Fibrillen – zu einem Faden verhaken. Dabei zeigte sich, dass die längsten Proteinfibrillen überraschenderweise als Ausgangsmaterial schlechter geeignet sind als Proteinfibrillen minderer Qualität. Das Team um Dr. Christofer Lendel und Dr. Fredrik Lundell von der Königlich-Technischen Hochschule (KTH) Stockholm stellt seine Ergebnisse in den „Proceedings“ der US-Akademie der Wissenschaften vor.

Seide ist ein begehrtes Material mit vielen erstaunlichen Eigenschaften: Sie ist ultraleicht, belastbarer als manches Metall und kann extrem elastisch sein....

Im Focus: Erstmalig quantenoptischer Sensor im Weltraum getestet – mit einem Lasersystem aus Berlin

An Bord einer Höhenforschungsrakete wurde erstmals im Weltraum eine Wolke ultrakalter Atome erzeugt. Damit gelang der MAIUS-Mission der Nachweis, dass quantenoptische Sensoren auch in rauen Umgebungen wie dem Weltraum eingesetzt werden können – eine Voraussetzung, um fundamentale Fragen der Wissenschaft beantworten zu können und ein Innovationstreiber für alltägliche Anwendungen.

Gemäß dem Einstein’schen Äquivalenzprinzip werden alle Körper, unabhängig von ihren sonstigen Eigenschaften, gleich stark durch die Gravitationskraft...

Im Focus: Quantum optical sensor for the first time tested in space – with a laser system from Berlin

For the first time ever, a cloud of ultra-cold atoms has been successfully created in space on board of a sounding rocket. The MAIUS mission demonstrates that quantum optical sensors can be operated even in harsh environments like space – a prerequi-site for finding answers to the most challenging questions of fundamental physics and an important innovation driver for everyday applications.

According to Albert Einstein's Equivalence Principle, all bodies are accelerated at the same rate by the Earth's gravity, regardless of their properties. This...

Im Focus: Mikrobe des Jahres 2017: Halobacterium salinarum - einzellige Urform des Sehens

Am 24. Januar 1917 stach Heinrich Klebahn mit einer Nadel in den verfärbten Belag eines gesalzenen Seefischs, übertrug ihn auf festen Nährboden – und entdeckte einige Wochen später rote Kolonien eines "Salzbakteriums". Heute heißt es Halobacterium salinarum und ist genau 100 Jahre später Mikrobe des Jahres 2017, gekürt von der Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie (VAAM). Halobacterium salinarum zählt zu den Archaeen, dem Reich von Mikroben, die zwar Bakterien ähneln, aber tatsächlich enger verwandt mit Pflanzen und Tieren sind.

Rot und salzig
Archaeen sind häufig an außergewöhnliche Lebensräume angepasst, beispielsweise heiße Quellen, extrem saure Gewässer oder – wie H. salinarum – an...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Neuer Algorithmus in der Künstlichen Intelligenz

24.01.2017 | Veranstaltungen

Gehirn und Immunsystem beim Schlaganfall – Neueste Erkenntnisse zur Interaktion zweier Supersysteme

24.01.2017 | Veranstaltungen

Hybride Eisschutzsysteme – Lösungen für eine sichere und nachhaltige Luftfahrt

23.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

MAIUS-1 – erste Experimente mit ultrakalten Atomen im All

24.01.2017 | Physik Astronomie

European XFEL: Forscher können erste Vorschläge für Experimente einreichen

24.01.2017 | Physik Astronomie

Experiment zu ultra-kaltem Rubidium hebt mit Forschungsrakete vom Boden ab

24.01.2017 | Physik Astronomie