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Plasmodium falciparum wird von der Malariamücke übertragen. Da der Erreger einen einzigartigen Lebenszyklus durchläuft, können Forscher auf molekularer Ebene nach Besonderheiten in der Entwicklung des Parasiten suchen.

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Hamburg - Noch immer sterben weltweit über eine Millionen Menschen jährlich an Malaria. Forschern des Bernhard-Nocht-Instituts für Tropenmedizin (BNI) und der Nanyang Technological University (NTU), Singapur, ist es nun erstmals gelungen, umfassend die Funktion von Proteinen des Malariaparasiten Plasmodium falciparum vorherzusagen. Dafür haben sie Methoden der Informatik und der Zellbiologie miteinander kombiniert. Von ihrer Datenbank, die im Januar dieses Jahres veröffentlicht wurde, profitieren Wissenschaftler in aller Welt im Kampf gegen Malaria.

"Zunehmende Medikamentenresistenz des Malariaparasiten macht die Entwicklung neuer Strategien zur Vorbeugung und Behandlung der Infektion dringend notwendig", betont Tim Gilberger vom BNI. Da der Malariaerreger einen einzigartigen Lebenszyklus durchläuft, können Forscher auf molekularer Ebene nach Besonderheiten in der Entwicklung des Parasiten suchen. Diese Erkenntnisse nutzen sie dann aus, um Substanzen zu suchen, die dem Parasiten, nicht aber dem Menschen schaden.

Weltweit erste Datenbank

Ein nützliches Hilfsmittel hierzu hat das Forscherteam um Gilberger (BNI) und Zbynek Bozdech (NTU) entwickelt: In einem Gemeinschaftsprojekt erstellten sie die weltweit erste Datenbank, die die Funktion von mehr als 2.500 hypothetischen Proteinen des Malariaerregers vorhersagt. Ausgangspunkt des Projekts war die große Herausforderung, dass die Funktion von über 50 Prozent der 5.300 Gene des Parasiten noch unbekannt war.

Die Datenbank wurde in der Januar-Ausgabe 2010 der Fachzeitschrift Nature Biotechnology veröffentlicht - nach rund fünf Jahren Forschungsarbeit. Ein Aufwand, der sich gelohnt habe, so Gilberger. Denn "nur das vollständige Verstehen und Charakterisieren aller Gene bedeutet einen entscheidenden Schritt in der Entwicklung neuer Strategien zu Prävention und Therapie der Malaria", erklärt der Parasitologe.

Bisher hatte sich kaum ein Wissenschaftler an einer Analyse aller Gene des Malaria-Erregers versucht. Die biologische Besonderheit des Parasiten erschwert die Anwendung von Forschungstechniken, die Wissenschaftler bei anderen Organismen mit Erfolg einsetzten. Dennoch wagten Gilberger und Bozdech den Schritt und sammelten Daten mittels moderner "Microarray-Technik".

Erfolgreiche Kombination

Dabei verglichen sie den Einfluss einer Vielzahl von Medikamenten und Substanzen auf die Genregulation des Erregers. Der Erfolg: Die Forschergemeinschaft konnte ihre eigenen Ergebnisse mit entwicklungsbiologischen Informationen von verschiedenen Malariaerregern, Analysen wiederkehrender Motive in DNA-Sequenzen und Hochdurchsatz-Untersuchungen zur Wechselwirkung zwischen einzelnen Proteinen kombinieren.

"Nur durch die Kombination vier verschiedener Forschungsmethoden gelang es, das erste verlässliche Proteinnetzwerk von P. falciparum zu erstellen", so Gilberger. Die Datenbank stünde nun Wissenschaftlern aus aller Welt zur Verfügung. (red)