Malaria: Mechanismus der Arte­misinin-Resistenz entschlüsselt

Hamburg – Malaria-Parasiten verzichten in den Erythrozyten auf einen Teil ihrer Nahrung, um sich vor Angriffen von Artemisinin, dem derzeit wichtigsten Malaria-Medikament, zu schützten. Dies zeigen neue Forschungsergebnisse in Science (2020; 367: 51-59).

Das 1972 von chinesischen Forschern im 1-jährigen Beifuß entdeckte Artemisinin hat maßgeblich zum Rückgang von tödlichen Malariaerkrankungen beigetragen. Seit einigen Jahren breiten sich jedoch in der Mekong-Region Plasmodien aus, die gegen Artemisinin resistent sind. Die verantwortlichen Mutationen wurden im Gen für das PfKelch13-Protein gefunden. Bisher war jedoch nicht klar, welche Funktion Kelch13 in der Parasitenzelle hat und wie die Kelch13-Mutationen die Resistenz verursachen.

Ein Team um Tobias Spielmann vom Bernhard-Nocht-Institut für Tropenmedizin in Hamburg hat jetzt Antworten auf beide Fragen gefunden. Das Protein Kelch13 ist zusammen mit anderen für die Aufnahme des Hämoglobins in die Parasitenzelle verantwortlich. Hämoglobin ist der wichtigste Nährstoff für die Plasmodien. Der Blutfarbstoff wird durch Enzyme des Parasiten zerlegt. Die Aminosäuren dienen als Bausteine für die Bildung neuer Parasiten. Nur der Häm-Rest ist unverdaubar. Die Abbauprodukte werden in einer Vakuole isoliert. Hier können sie allerdings den Wirkstoff Artemisinin aktivieren, der dann durch die Bildung von freien Radikalen den Parasiten zerstört.

Die Parasiten wehren sich gegen den Angriff, indem sie die Aufnahme von Hämoglobin begrenzen. Dies hat zwar eine Wachstumsverzögerung der Parasiten zur Folge, sichert aber das Überleben der Gesamtpopulation, die nach dem Zerfall der Erythrozyten neue rote Blutzellen infizieren können.

Laut Spielmann handelt es sich bei der Artemisinin-Resistenz um eine sehr feinsinnige Balance zwischen Nahrungsaufnahme und Artemisinin-Aktivierung. Der Forscher hofft, dass die neuen Erkenntnisse dabei helfen, verbesserte Malariamedikamente zu entwickeln, um der zunehmenden Artemisinin-Resistenz zu begegnen.

rme