Von Catherine de Lange

Der schwer fassbare Mechanismus, durch den Menschen, die das Gen für die Sichelzellenerkrankung tragen, vor Malaria geschützt sind, wurde endlich identifiziert. Dies könnte auf eine Behandlung von Malaria hindeuten.Menschen entwickeln Sichelzellenkrankheit, ein Zustand, in dem die roten Blutkörperchen abnormal geformt sind, wenn sie zwei fehlerhafte Kopien des Gens für das sauerstofftragende Protein Hämoglobin erben. Das fehlerhafte Gen bleibt bestehen, da selbst das Tragen einer Kopie davon eine gewisse Resistenz gegen Malaria verleiht.Miguel Soares und Ana Ferreira vom Gulbenkian Institute of Science in Oeiras, Portugal, und Kollegen haben nun herausgefunden, wie Mäuse, die genetisch verändert wurden, um eine Version des fehlerhaften Gens zu tragen, vor Malaria geschützt sind.

Ihre Ergebnisse zeigen, dass das Gen nicht wie bisher angenommen vor einer Infektion durch den Malariaparasiten schützt. Stattdessen verhindert es, dass die Krankheit greift, nachdem das Tier infiziert wurde.

Soares ‚Team fand heraus, dass Häm – ein Bestandteil von Hämoglobin – in freier Form im Blut von Mäusen mit einem fehlerhaften Hämoglobin-Gen vorliegt, bei normalen Mäusen jedoch weitgehend fehlt. Um herauszufinden, ob dies zum Schutz vor Malaria beitrug, injizierte das Team Häm in das Blut normaler Mäuse, bevor es sie mit Malaria infizierte. Die Mäuse entwickelten die Krankheit nicht.

Paradoxe Wirkung

Paradoxerweise stellte Soares auch fest, dass sich die Krankheit eher entwickelt, wenn nach einer Infektion mit dem Malariaparasiten hohe Häm-Spiegel im Blut vorhanden sind. Tatsächlich konnten sogar die Mäuse, die eine Kopie des Sichelzellgens trugen und daher weniger wahrscheinlich an Malaria erkrankten, durch Injektion von Häm nach der Infektion wahrscheinlicher für die Entwicklung der Krankheit gemacht werden.

Wie kann es also sein, dass freies Häm gleichzeitig gefährlich und schützend ist? Soares ‚Ergebnisse deuten darauf hin, dass ein Mechanismus ähnlich der Impfung am Werk ist.

Die geringen Mengen an freiem Häm, die im Blut von Mäusen zirkulieren, die das Sichelzellgen tragen, stimulieren die Produktion eines Enzyms, das es abbaut, genannt Häm-Oxygenase-1. Dabei werden geringe Mengen Kohlenmonoxid freigesetzt – ein Gas, das in großen Mengen hochgiftig ist.

In der geringen Konzentration im Blut der Mäuse scheint Kohlenmonoxid jedoch eine Rolle bei der Verhinderung der Anhäufung von Häm nach einer Infektion mit dem Malariaparasiten zu spielen. Es ist diese Begrenzung der Häm-Spiegel, die vor der Entwicklung der Krankheit zu schützen scheint.

Schutz bestätigt

Um dies zu bestätigen, testeten Soares und Kollegen, ob das Gas normale Mäuse davor schützen könnte, an Malaria zu erkranken. Sie infizierten die Mäuse mit dem Malariaparasiten und ließen sie dann kleine Dosen Kohlenmonoxid einatmen – zu niedrig, um toxisch zu wirken. Die Mäuse entwickelten die Krankheit nicht.Soares schlägt vor, dass das Gas – von dem bereits bekannt ist, dass es in kleinen Mengen einige therapeutische Eigenschaften hat – zum Schutz vor Malaria bei Menschen verwendet werden könnte, die mit dem Parasiten infiziert sind.

Aber die Entwicklung von Malaria ist wahrscheinlich mehr als nur die Kontrolle der Häm-Spiegel im Blut. Es ist bereits bekannt, dass eine Entzündungsreaktion auch eine Rolle beim Ausbruch von Malaria spielt, sagt Soares, was darauf hindeutet, dass die Krankheit durch einen zweigleisigen Angriff ausgelöst wird.

Die überaktive Immunantwort führt zur Akkumulation toxischer T-Zellen. In einem anderen Experiment zeigten Soares und sein Team, dass der Aufbau dieser pathogenen Zellen nach einer Infektion mit Malaria bei Mäusen mit einem Sichelzellgen gehemmt wird – obwohl der Schutzmechanismus bei der Arbeit noch nicht etabliert ist.