Malariaparasiet afhankelijk van zware metalen

Nieuwe ontdekkingen in strijd tegen microscopische moordenaar van wereldformaat
De malariaparasiet wordt onvruchtbaar als het transport van zware metalen als koper en ijzer geblokkeerd is. Tot die conclusie komen malariaonderzoeker Taco Kooij en internationale collega’s in een studie die vandaag in Nature Communications verschijnt. Daarnaast identificeerden de onderzoekers zes eiwitten die essentieel zijn voor de levensstadia van de parasiet waarin hij zijn gastheer ziek maakt en ontdekten ze een gen dat essentieel is voor de parasiet om zich in de gastheer te nestelen. Het onderzoek biedt nieuwe aangrijpingspunten voor nieuwe malariamedicatie en vaccinaties.
Jaarlijks sterven er nog altijd bijna een half miljoen mensen aan de gevolgen van malaria, veelal kinderen van vijf jaar of jonger. Wereldwijd worden er meer dan 200 miljoen mensen ziek. Resistentie tegen bestaande middelen is een groot probleem en er is nog geen effectief werkend vaccin op de markt. Het vinden van nieuwe aangrijpingspunten voor malariamedicatie is daarom cruciaal. Taco Kooij en collega’s omschrijven er drie.

Ingewikkelde levenscyclus
Een van de redenen waarom malaria zo’n groot probleem vormt, is de complexe levenscyclus van de parasiet. In de speekselklieren van een vrouwtjesmug wachten de parasieten tot de mug een mens steekt. Zo belanden ze in de menselijke bloedbaan en komen ze in de lever terecht. Hier delen ze en rijpen uit. De dochterparasieten komen in het bloed terecht en dringen rode bloedcellen binnen, waar de deling en rijping verder gaat. Als de rode bloedcellen openbarsten dringen de vrijgekomen parasieten een nieuwe rode bloedcel binnen. Nu wordt de patiënt ziek; hij krijgt koorts en vaak hoofdpijn. Tijdens de rijping ontstaan ook de mannelijke en vrouwelijke geslachtscellen van de parasiet. Als een nieuwe mug de patiënt steekt, zuigt hij de geslachtscellen op en in de muggenmaag vindt bevruchting plaats. De jonge nakomelingen kruipen naar de speekselklieren van de mug waarna de cyclus opnieuw begint.

Kreupele parasiet
Transporteiwitten zorgen voor het transport van voeding- en afvalstoffen en zijn daarmee cruciaal voor de overleving van cellen. Vanwege die functie vormen ze een van de belangrijkste aangrijpingspunten voor medicatie tegen allerlei aandoeningen. Bij malaria zijn er maar weinig belangrijke transporteiwitten bekend. Een van de bekendste medicijnen voor malaria is chloroquine, dat de afbraak van voedingsstoffen voor de parasiet remt. Maar parasieten worden steeds vaker resistent tegen dit middel. Kooij en collega’s onderzochten de rol van 35 transporteiwitten op het celmembraan van de parasiet. “Om de functie te achterhalen, maakten we verschillende genetische kreupele parasieten waarin steeds een ander gen was uitgeschakeld”, zegt Kooij. Die parasieten volgden ze in hun complete levenscyclus, beginnend in muizen en dan via muggen weer terug naar ongeïnfecteerde muizen. “Op die manier ontdekten we onder andere een mutatie die ervoor zorgt dat de parasiet niet verder komt dan de lever. Een vaccin met deze kreupel gemaakte parasieten zorgt er op een veilige manier voor dat iemand immuun wordt voor malaria. Het vaccin dat momenteel in ontwikkeling is, is op hetzelfde principe gebaseerd. Een combinatie van deze nieuwe mutatie en de oude is mogelijk nog veiliger omdat het de kans verkleint dat er toch een parasiet ontglipt en zijn levenscyclus kan afmaken.”

Onvruchtbaar
Verder ontdekten de wetenschappers zes transporteiwitten die essentieel zijn in de fase waarin de parasieten mensen ziek maken. De eiwitten zorgen voor een verdeling van voedingsstoffen. Kooij: “Als je een medicijn kan ontwikkelen dat deze eiwitten blokkeert, krijgt de parasiet niet voldoende voedingsstoffen en wordt de besmette persoon niet ziek.” Een laatste belangrijke bevinding is dat de malariaparasiet onvruchtbaar wordt als het transport van zware metalen als koper en ijzer wordt geblokkeerd. “We zagen dat bij mutaties in de betrokken genen, de parasiet geen of alleen onvruchtbare geslachtscellen aan kon maken. Hierdoor kan de parasiet zich niet van muis naar mug verplaatsen. Ook dat biedt aanknopingspunten voor medicatie. Want op die manier voorkom je verdere verspreiding van de ziekte.”

Jan de Leeuw