Malaria-Zucker regen Antikörperbildung an
Das Immunsystem des Menschen kann gegen Zuckermoleküle, wie sie der Malariaerreger Plasmodium falciparum auf seiner Oberfläche aufweist, Antikörper bilden. Dieser wichtige Nachweis ist Forschern der Gruppe von ETH-Professor Peter Seeberger gelungen und bestätigt, dass giftige Zuckermoleküle bei einer Malaria-Infektion eine wichtige Rolle spielen. Um den Antikörpernachweis zu erbringen, entwickelten die Forscher eine neue Methode.
Seit Jahren arbeitet ETH-Professor Peter Seeberger an einer Malariaimpfung auf Zuckerbasis. Nun hat er einen weiteren wichtigen Schritt in diese Richtung gemacht. In seiner Forschungsgruppe wurde eine neue Methode entwickelt, mit der gezeigt werden kann, dass die toxischen Zuckermoleküle (GPI) des Malariaerregers eine spezifische Immunantwort mit Antikörpern auslösen. Die Arbeit wurde gestern in der Fachzeitschrift Nature Chemical Biology veröffentlicht.
Antikörper rasch neu gebildet
So zeigten die Tests, dass das Blut von Erwachsenen aus Malariagebieten Afrikas tatsächlich spezifische Antikörper gegen einzelne GPI enthält, dass also das Immunsystem die giftigen Zuckermoleküle als Fremdkörper erkennt und abzuwehren versucht. Anders bei Europäern, die nicht in Risikogebieten lebten. Ihnen fehlte ein bestimmter Antikörper. Sobald die europäischen Probanden aber mit Malaria infiziert wurden, nahmen diese Antikörper stark zu. Zwischen der Menge an Antikörpern und dem Schutz gegen die Krankheit besteht ein direkter Zusammenhang.
Europäer, die nicht in Malariaregionen leben und nicht infiziert sind, wiesen aber wie Afrikaner aus Malariagebieten auch Antikörper gegen einen weiteren Zucker auf. Dies hat die Forscher überrascht. Seeberger nimmt daher an, dass andere Krankheiten als Malaria, wie etwa die weit verbreitete aber meist harmlose Toxoplasmose, diese Immunantwort auslösen können.
Süsses Beweismittel
Die Erkenntnisse sind einer neuartigen Methode für den
Nachweis der Antikörper zu verdanken. Faustin Kamena, Postdoc in der Seeberger
Gruppe, entwickelte einen besonderen Chip, mit dem sich relativ günstig mit
geringsten Mengen von Blutserum und Zuckermolekülen feststellen lässt, ob eine
Person spezifische Antikörper gegen verschiedene GPI gebildet hat oder nicht. Die
Forschenden benötigen dazu möglichst reine Zucker. Dass diese künstlich und in
grossen Mengen im Labor hergestellt werden können, ist ebenfalls ein Verdienst der
Forschung von Peter Seeberger.
Bei der neuen Methode werden auf einen Glasobjektträger 64 Felder mit stecknadelkopfgrossen Punkten bedruckt. Jedes Feld besteht aus mehreren „Häufchen“ von unterschiedlichen Zuckern Gibt man nun Blutserum auf ein solches Feld, binden anwesende Antikörper spezifisch an gewisse Zuckermoleküle. Mit Färbungsmethoden lässt sich sichtbar machen, an welchen GPI die Antikörper andockten.
Impfung für Kinder
Dank den Chip-Informationen können die Wissenschaftler
gezielt Zuckermoleküle identifizieren, auf welche das Immunsystem eine Antwort
hat. Dies erleichtert zukünftig die Entwicklung eines Malaria-Impfstoffs auf
Basis der GPI, der insbesondere Kinder in Malariagebieten zu Gute kommt. Die
Millionen von Malariaopfern sind hautsächlich Kleinkinder unter fünf Jahren,
weil nur Erwachsene Antikörper gegen die Zucker des Malariaerregers Plasmodium falciparum bilden. Das
Immunsystem von Kleinkindern ist noch nicht in der Lage, zwischen "guten"
körpereigenen Zuckermolekülen und fremden "schlechten" zu unterscheiden. Zum
Schutz der Kinder ist deshalb eine gezielte Impfung nötig. "Dieser Nachweis ist für
uns ein weiterer wichtiger Schritt hin zu einer Malariaimpfung, weil wir nun
wissen, welche Antikörper bereits Erwachsene schützen", sagt Peter Seeberger.
Literaturhinweis
Kamena, F. et al. (2008): Synthetic GPI array to study antitoxic malaria response, Nature Chemical Biology, online publiziert am 2. März 2008; doi:10.1038/nchembio.75
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