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Neue Erkenntnisse zur Lipid-Biosynthese im Malariaerreger

Der Malariaerreger Plasmodium falciparum ist eine der größten medizinischen Herausforderungen weltweit. Ein internationales Stipendienprogramm erforscht nun die Bedeutung eines biosynthetischen Signalwegs, den der Parasit zur Vermehrung braucht, sowie dementsprechende therapeutische Optionen.
Neue Erkenntnisse zur Lipid-Biosynthese im Malariaerreger
Laut der Weltgesundheitsorganisation WHO zählt Malaria zu den tödlichsten Infektionskrankheiten weltweit, an der jährlich etwa 1 Mio. Menschen sterben. Verursacher ist der durch Stechmücken übertragene einzellige Protozoenparasit Plasmodium aus der Gruppe der Apicomplexa.

Apicomplexa-Parasiten sind einzellige Eukaryoten, deren metabolische Signalwege denen ihres Wirts ähneln. Dies schränkt die therapeutischen Möglichkeiten stark ein. Apicomplexa besitzt allerdings ein Zellorganell, den so genannten Apicoplasten, der möglicherweise während der Endosymbiose mit Algen erworben wurde und den der Parasit braucht, um in neue Wirtszellen einzudringen. Da dieses Element also pflanzlichen Ursprungs ist, könnte es eine mögliche therapeutische Zielstruktur für zukünftige Malariamedikamente sein.

Der Lipidstoffwechsel des Apicoplasten ist ein viel versprechender Signalweg, da er für die Plastidbiogenese und Membransynthese zuständig ist. So erforschte das EU-finanzierte Forschungsprojekt APICOLIPID den Lipidstoffwechsel des Apicoplasten und dessen Rolle für Überleben und Vermehrung des Parasiten. Wissenschaftliche Ziele des Projekts waren, Lipidprodukte zu identifizieren, die im Apicoplasten synthetisiert werden, die Erforschung nachgeschalteter Ereignisse und die Charakterisierung beteiligter Enzyme.

Die Forscher entwickelten eine neue Methode zur Aufreinigung des Apicoplasten. Mittels magnetisierter Antikörpern gegen ein markiertes Membranprotein und einem Magneten wird die Zellorganelle aufgenommen. Die Analyse des Fettstoffwechsels erfolgte über Gas (GC)- und Flüssigkeits-Chromatographie (LC)-Massenspektrometrie. Wie sich zeigte, ist der Apicoplast reich an gesättigten Fettsäuren.

In der Apicoplast-Membran wurden über 190 verschiedene Lipidmoleküle entdeckt, darunter auch Cholesterin. Die Tatsache, dass der Malariaparasit keinen Signalweg für die Cholesterinsynthese besitzt, im Gegensatz zum Erythrozyten des Wirts, könnte für therapeutische Interventionen genutzt werden.

Phosphatidische Säure (PA) ist der einzige Vorläufer für die meisten Membranlipide, und das Enzym PfATS1, eine Glycerol-3-Phosphat-Acyltransferase, ist für deren Synthese zuständig. Die Studie von APICOLIPID hat gezeigt, dass dieser Signalweg für die PA-Synthese im Apicoplasten existiert, und dass PfATS1 als mögliches Wirkstoffziel dienen könnte.

Insgesamt bieten die Ergebnisse von APICOLIPID neue Perspektiven für die Störung des Stoffwechsels im Malariaparasiten. Da noch kein wirksamer Impfstoff gegen Malaria existiert und Resistenzen gegen handelsübliche Medikamente zunehmen, sind gezieltere Therapien gegen eine der tödlichsten Infektionskrankheiten mehr als willkommen.

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