Wissenschaftler haben eine neue Technik erstmals erfolgreich an Parasiten angewandt, mit der sich Eiweißstoffe des Krankheitserregers gezielt und flexibel auf- und abbauen lassen. Mit Hilfe dieser Methode können die Forscher innerhalb weniger Wochen zeigen, welche Funktion ein Protein im Lebenszyklus von Krankheitserregern einnimmt.
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Das Verfahren beantwortet so grundlegende Fragen der Parasitenforschung. Die Wissenschaftler können aber auch Eiweißstoffe ermitteln, die für den Parasiten lebenswichtig sind und die sich somit als mögliche Angriffspunkte für die Entwicklung von Medikamenten und Impfstoffen eignen.
Die Wissenschaftler um Dr. Markus Meißner vom Hygieneinstitut am Universitätsklinikum Heidelberg berichten über ihre Arbeiten an Erregern der Toxoplasmose – eine auf den Menschen übertragbare Tierseuche in der aktuellen Online-Ausgabe der Fachzeitschrift „Nature Methods“. Die Ergebnisse entstanden in enger Zusammenarbeit mit Dr. Friedrich Frischknecht, ebenfalls Arbeitsgruppenleiter in der Abteilung Parasitologie.
Technik auch bei Malariaparasiten erfolgreich
„Die Arbeiten bedeuten einen Durchbruch in der Analyse von essentiellen Proteinen in Parasiten des Stammes Apikomplexa, zu dem Toxoplasmose- und Malaria-Erreger gehören“, erklärt Meißner. Haben doch parallel Forscherkollegen aus den USA dieselbe Methode erfolgreich an Malariaparasiten angewandt und ebenfalls in „Nature Methods“ darüber berichtet.
Bei der neuen Technik nutzen die Forscher gentechnisch veränderte Parasiten: Bei diesen ist das Protein, dessen Funktion untersucht werden soll, an ein zweites Protein gekoppelt. Im Doppelpack sind die Eiweißstoffe sehr instabil und werden nach kurzer Zeit abgebaut. Geben die Forscher jedoch eine chemische Substanz von außen hinzu, bindet diese an den Doppelpack und verleiht ihm Stabilität. Stabil oder nicht stabil – diese Effekte werden bereits nach einer Stunde deutlich. „Mit herkömmlichen Techniken braucht man dafür zwölf bis 24 Stunden“, erklärt Meißner.
Aktivierungsprotein mit Schlüsselrolle bei der Signalweiterleitung
Der Zeitgewinn ist bei Toxoplasmose essentiell: Außerhalb ihrer Wirtszelle überleben diese Parasiten nur wenige Stunden. „Mit Hilfe der neuen Technik können wir jetzt auch Prozesse außerhalb der Wirtszelle näher untersuchen. Wir wollen vor allem wissen: Welche Proteine braucht der Parasit, um von außen in seine Wirtszelle einzudringen?“, sagt Meißner.
Hier konnten die Forscher bereits dem ersten Eiweißstoff auf die Spur kommen: Ein „Aktivierungsprotein“ (GTP-bindendes Protein) spielt eine Schlüsselrolle in der Signalweiterleitung innerhalb der einzelligen Parasiten. Ohne das Protein können sie nicht in die Wirtszelle eindringen.
(idw – Universitätsklinikum Heidelberg, 14.11.2007 – DLO)
