Warum einige Malariaerreger auf Artemisinin kaum reagieren

Kaiserslautern – Artemisinin ist bekanntlich eines der wichtigsten Medikamente gegen Malaria. Doch bei einer Mutante des Parasiten Plasmodium falciparum ist die Wirkung von Artemisinin eingeschränkt. Ein Forscherteam um den Kaiserslauterer Biochemiker Robin Schumann hat nun den Mechanismus dafür gefunden. Die Arbeitsgruppe beschreibt ihre Arbeit in der Fachzeitschrift Redox Biology (2021; DOI: 10.1016/j.redox.2021.102177).

Plasmodium falciparum wird durch Anophelesmücken auf den Menschen übertragen, wobei er sich zuerst in der Leber und dann in den roten Blutkörperchen vermehrt. „Die Wirksamkeit von Artemisinin ist nach der Einnahme zeitlich begrenzt. Es wirkt nur bei Plasmodien, die sich in einem bestimmten Stadium des Zyklus befinden“, erläutert Schumann.

Bei der mutierten Variante, die ihren Ursprung im Grenzgebiet von Thailand und Kambodscha hat und sich mittlerweile weltweit verbreitet, ist die Wirkung des Mittels eingeschränkt. Bei der Kurzbehandlung von Patienten hat man festgestellt, dass die Parasiten wieder zurückkommen. „Bei diesen mutierten Erregern verzögert sich die Entwicklung. Sie bleiben länger in einem Stadium, bei dem das Mittel seine Wirkung nicht entfalten kann“, erläutert Schumann.

Ursache hierfür ist laut den Forschern eine Mutation bei einem Gen, das ein Protein namens „Kelch13“ kodiert: Diese hat zur Folge, dass an einer bestimmten Stelle dieses Eiweißmoleküls die Aminosäure Cystein durch die Aminosäure Tyrosin ausgetauscht wird.

„Wir haben gesehen, dass es durch die Mutation zu einer Fehlfaltung kommt und dies seine Wirkung beeinträchtigt“, erläutert Marcel Deponte aus dem Fachbereich Chemie an der TU Kaiserslautern. In der Folge kann der Erreger Hämoglobin nur langsam aufnehmen. Daher entwickeln sich die Parasiten in einem frühen Stadium nur verzögert weiter, sodass das Malariamittel in seinem Zeitfenster nicht wirken kann.

hil