«Wir hoffen mit unserer Forschung neue Wege zu finden, um eine nachhaltige Impfung gegen Malaria oder effiziente Medikamente gegen den Parasiten zu ermöglichen.»
Gesundheit und Medizin
Schwachstellen im Erbgut des Malaria-Parasiten entdeckt
Eine internationale Forschungsgruppe um den Berner Zellbiologen Volker Heussler hat hunderte genetische Schwachstellen des Malaria-Parasiten Plasmodium identifiziert. Diese sind mögliche Angriffsziele für neue Medikamente und Impfstoffe, um die Krankheit dereinst ausrotten zu können.
Malaria wird durch den Stich von Moskitos übertragen, die den Malariaparasiten Plasmodium in sich tragen. Das Genom des Parasiten – also das gesamte Erbgut – ist mit etwa 5'000 Genen relativ klein. Im Gegensatz zu menschlichen Zellen verfügen Plasmodium-Parasiten zudem von jedem Gen über nur eine einzelne Kopie. Wenn man aus dem gesamten Erbgut des Parasiten ein Gen entfernt, führt dies deshalb direkt zu einer Veränderung.
Ein internationales Konsortium aus 22 Forschenden unter der Leitung der Professoren Volker Heussler vom Institut für Zellbiologie (IZB) der Universität Bern und Oliver Billker vom Sanger-Institut in Grossbritannien hat sich diese Tatsache zunutze gemacht. Erstmals haben die Forschenden eine sogenannte genomweite Gendeletionsstudie beim Malariaparasiten durchgeführt: Die Forschenden entfernten gezielt über 1’300 einzelne Gene, beobachteten die Auswirkungen auf den Parasiten in dessen gesamten Lebenszyklus und konnten so Schwachstellen des Erregers identifizieren. Die Ergebnisse wurden im renommierten Fachjournal Cell publiziert.
Grundlage, um Medikamente zu entwickeln
Um Ordnung in die Vielzahl der identifizierten Stoffwechselgene zu bringen, haben sich die Berner Forschenden mit der Gruppe von Professor Vassily Hatzimanikatis von der EPFL in Lausanne und der Professorin Dominique Soldati-Favre von der Universität Genf zum Konsortium «MalarX» zusammengeschlossen, das vom Schweizerischen Nationalfonds finanziell unterstützt wird. Mit den Daten des Malaria-Genom-Screens hat die Arbeitsgruppe an der EPFL Modelle berechnet, die essenzielle Stoffwechselwege des Parasiten aufzeigen.
«Dank diesen Modellen können Vorhersagen erstellt werden, welche der bisher noch nicht erforschten Gene für den Parasiten lebenswichtig sind und sich somit als Ziele für die Malariabekämpfung eignen», sagt die Modell-Expertin Anush Chiappino-Pepe von der EPFL in Lausanne.
Einige dieser Vorhersagen wurden dann von den Berner Forschenden in enger Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe von Chris Janse an der Universität Leiden in den Niederlanden experimentell bestätigt. «Der genomweite Screen mit den dazugehörigen Stoffwechselmodellen bedeutet einen Durchbruch in der Malariaforschung», sagt Magali Roques aus der Berner Gruppe. «Unsere Ergebnisse werden weltweit viele Malariaforscherinnen und -forscher unterstützen. Sie können sich bei ihrer Arbeit nun auf die für den Parasiten überlebensnotwendigen Gene zu konzentrieren und so effiziente Medikamente und Impfstoffe gegen verschiedene Lebensstadien des Parasiten entwickeln», fügt Ellen Bushell, ehemalige Wissenschaftlerin am Sanger-Institut hinzu.
Wussten Sie, dass?
«Malaria ist immer noch eine der wichtigsten Infektionskrankheiten in Entwicklungsländern. Trotz grosser Anstrengungen in Medizin und Wissenschaft sterben weltweit jährlich immer noch mehr als 400'000 Menschen an Malaria.»
Erfolg dank Spitzen-Infrastruktur
Der Forschungsansatz ist gemäss Volker Heussler nur durch eine Kombination der enormen Sequenzier- und Klonierungskapazitäten am Sanger-Institut und der ausserordentlichen Infrastruktur am IZB in Bern möglich gewesen. Am IZB sind sämtliche Lebensphasen des Malaria-Parasiten vorhanden, was weltweit nur in wenigen anderen Instituten der Fall ist. Zudem verfügt das IZB über eine ausserordentliche Ausstattung mit Hochleistungsmikroskopen, die eine bahnbrechende Forschung an den verschiedenen Lebensstadien des Parasiten ermöglichen. Dank dieser Voraussetzungen publizierte das Labor von Volker Heussler bereits viele international anerkannte Studien zur Frühphase der Parasiteninfektion.