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Medizin

Genom des Hakenwurms entschlüsselt

Dienstag, 3. März 2015

Ithaca – Hakenwürmer, die in den Tropen fast 900 Millionen Menschen befallen, haben mehr Gene als der Mensch. Einige kodieren laut einer Studie in Nature Genetics (2015; doi:10.1038/ng.3237), wo das Genom von Ancylostoma ceylanicum vorgestellt wird, Proteine, die für den Parasiten überlebenswichtig sind, beim Menschen aber nicht vorkommen. Sie könnten deshalb Ansatzpunkt für die Entwicklung neuer Medikamente und Impfstoffe sein. 

In Industrieländern sind Hakenwürmer, wie die meisten Darmparasiten, praktisch ausgestorben. In den Tropen gibt es allerdings viele ländliche Regionen, in denen die Felder noch mit menschlichen Fäkalien gedüngt werden und die Kinder barfuß laufen. Die Larven von Ancylostoma duodenale und Necator americanus haben hier gute Chancen, sich zwischen den Zehen durch die Haut zu bohren.

In einer Rundreise durch den Körper gelangen sie über das rechte Herz in die Lungen, dann steigen sie die Bronchien zum Kehlkopf hoch, um schließlich nach dem Verschlucken den Dünndarm der Kinder zu erreichen. Dort leben sie bis zu 10 Jahre vom Blut ihres Wirtes. Die Hakenwürmer rauben dem Kind Eisen und Eiweiß, stören die Absorption wichtiger Nährstoffe und blockieren das Immunsystem.

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Die Infektion kann zu chronischer Anämie sowie zu dauerhaften Entwicklungsstörungen führen. Die einzigen verfügbaren Medikamente wurden für die Viehzucht entwickelt, und beim Menschen sind sie nur mäßig wirksam. Neue Medikamente werden deshalb dringend gesucht.

Die Erforschung der Hakenwürmer leidet darunter, dass die beiden wichtigsten Spezies, Ancylostoma duodenale und Necator americanus, ausschließlich den Menschen befallen, und deshalb nur schwer untersucht werden können.

Erich Schwarz von der Cornell Universität in Ithaka im US-Staat New York und Mitarbeiter einiger anderer US-Forschungsinstitute mussten deshalb für ihre Forschung auf das seltene Ancylostoma ceylanicum ausweichen, das neben dem Menschen unter anderem auch den Goldhamster befällt, wo der Parasit leicht gezüchtet werden kann.

Mittels modernster Sequenziermaschinen haben die Forscher das gesamte Genom des Parasiten entschlüsselt. Auf 313 Millionen Basenpaaren entdeckten sie rund 31.000 Gene – der Mensch hat nur 20.000 bis 23.000 – von denen 900 für die Infektion des Menschen benötigt werden. Diese Gene nahmen die Forscher näher unter die Lupe, da sie am ehesten neue Ansatzpunkte für Medikamente versprechen, mit denen die Vermehrungszyklen gestoppt werden könnten. Vom den 900 Genen kodieren laut Schwarz 90 Proteine, die für den Parasiten überlebenswichtig sind, beim Menschen (und anderen Säugetieren) aber nicht auftreten.

Die Forscher identifizierten gleich 72 Proteine, die sich als Angriffspunkt für Medika­mente oder auch als Antigen für Impfstoffe eignen könnten. Für einige dieser Proteine wurde der Bauplan auch im Genom anderer Darmparasiten gefunden, so dass die Hoffnung berechtigt ist, dass neue Mittel gleich gegen mehrere Parasiten wirksam sein könnten. In den letzten Jahren wurden die Genome von mehr als 20 unterschiedlichen Darmparasiten sequenziert. © rme/aerzteblatt.de

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