Neuer Test für Malaria-Schutz

Seit Jahren arbeitet ETH-Professor Peter Seeberger an einer Malariaimpfung auf Zuckerbasis. Nun hat er einen weiteren wichtigen Schritt in diese Richtung gemacht. Der Malariaerreger Plasmodium falciparum trägt auf seiner Oberfläche verschiedene giftige Zuckermoleküle – kurz GPI genannt – die sich einzeln identifizieren lassen. Die Forschungsgruppe von Prof. Seeberger entwickelte nun eine neue Methode, mit der gezeigt werden kann, dass die toxischen Zuckermoleküle des Malariaerregers eine spezifische Immunantwort in Erwachsenen auslösen. Die Arbeit wird am 2. März 2008 online im Fachmagazin „Nature Chemical Biology“ veröffentlicht.

Antikörper im Blut aus Malariagebieten

Tests zeigen, dass das Blut von Erwachsenen aus Malariagebieten Afrikas spezifische Antikörper gegen einzelne GPI enthält. Eine Erkrankung ist zwar trotz der Antikörper möglich, aber die Konsequenzen sind weniger schwerwiegend. Das Immunsystem erkennt die giftigen Zuckermoleküle als Fremdkörper und blockt deren toxische Wirkung. Bei Europäern, die nicht in Risikogebieten leben, fehlen die entsprechenden Antikörper. Sobald europäische Probanden aber mit Malaria infiziert werden, nimmt die Anzahl der Antikörper stark zu. Zwischen der Menge an Antikörpern und dem Schutz gegen die Krankheit besteht ein direkter Zusammenhang.

Kostengünstiger Nachweis

Die Erkenntnisse sind einer neuartigen Methode für den Nachweis der Antikörper zu verdanken. Faustin Kamena, Postdoc bei Prof. Seeberger, entwickelte einen besonderen Chip, mit dem sich relativ kostengünstig und mit kleinsten Mengen von Blutserum und Zuckermolekülen feststellen lässt, ob eine Person spezifische Antikörper gegen verschiedene GPI gebildet hat oder nicht. Die Forschenden verwenden dazu möglichst reines GPI, welches künstlich und in grossen Mengen im Labor produziert werden kann, wie die Seeberger Gruppe bereits in früheren Forschungsarbeiten unter Beweis stellte.

Bei der neuen Methode werden auf einen Glasobjektträger über 60 Felder aus gut stecknadelkopfgrossen Punkten aufgedruckt. Jedes Feldchen besteht aus mehreren „Häufchen“ von unterschiedlichen GPI, die überdies in verschiedenen Konzentrationen vorliegen. Gibt man nun Blutserum auf ein solches Feld, binden allfällige Antikörper spezifisch an gewisse Zuckermoleküle. Anfärbungsmethoden machen sichtbar, an welchen GPI die Antikörper andockten.

Hilfe für Kleinkinder

Dank den Chip-Informationen können die Wissenschaftler gezielt jene Zuckermoleküle herstellen, die das Immunsystem erkennen muss. Die damit gewonnen Erkenntnisse zur natürlichen Resistenz sind sehr wichtig, um einen Malaria-Impfstoff auf Zuckerbasis zu entwickeln. Insbesondere Kinder in Malariagebieten könnte das zu Gute kommen.

Die Millionen Malariaopfer sind hauptsächlich Kleinkinder unter fünf Jahren, weil nur Erwachsene Antikörper gegen die Zucker des Malariaerregers bilden. Das Immunsystem von Kleinkindern ist jedoch noch nicht in der Lage, die giftigen Zuckermoleküle zu erkennen und zu bekämpfen. Deshalb ist nun eine gezielte Impfung nötig. Prof. Seeberger sagt: „Dieser Nachweis ist für uns ein weiterer wichtiger Schritt hin zu einer Malariaimpfung, weil wir nun wissen, welche Antikörper bereits Erwachsene schützen.“

Weitere Informationen

ETH Zürich
Prof. Peter Seeberger
Laboratorium für Organische Chemie
Telefon +41 (0)44 633 21 03
seeberger@org.chem.ethz.ch