Mutierte Malaria-Erreger

Für die Studie hatten Wissenschaftler Labor-Mäuse (Stamm C57B1/6) zweimal im Abstand von vier Wochen mit je 10 µg der Ectodomäne des AMA-1-Proteins von Plasmodium chabaudi adami Genotyp DK, versetzt mit Adjuvans, intraperitoneal immunisiert. AMA-1 ist das A pikale M embran-A ntigen1 , das auf der Oberfläche der Merozoiten, dem Erythrozytenstadium des Erregers, exponiert ist und für die Infektion neuer Erythrozyten gebraucht wird. AMA-1 ist also ein für die Infektiosität wichtiges Protein des Erregers und ist zudem als Oberflächenprotein für das Immunsystem „sichtbar“, weshalb es in zahlreichen Studien als potenzielles Impf-Antigen getestet wird. Als Vergleichstiere dienten Mäuse, die nur Adjuvans erhalten hatten.

14 Tage nach der zweiten Immunisierung wurden die Mäuse für serielle Plasmodien-Passagen und für Auswertungsexperimente eingesetzt.

Für die Passagen der Plasmodien entnahmen die Wissenschaftler den Mäusen im Abstand von sieben Tagen Blut und verdünnten es so, dass jeweils 0,1 ml 5 x 10⁵ Parasiten enthielten. Mit einer derartigen Dosis wurde anschließend eine neue Maus infiziert. In diesen Passagieransätzen waren drei Mausgruppen inkludiert:

Als eine Art Kontrolle dienten 30 Passagen in nicht geimpften Mäusen. Nach den 30 Passagen konnte eine virulentere Plasmodium-Variante (Genotyp DK294) als die ursprünglich eingesetzte Variante (Genotyp DK122) isoliert werden. In dem eigentlichen Experiment wurden initial fünf mit AMA-1 immunisierte Mäuse und fünf mit Adjuvans behandelte Mäuse mit Plasmodien des Genotyps DK247 infiziert. Nur eine der immunisierten Mäuse und vier der Kontrollmäuse hatten danach ausreichend hohe Erregertiter, um Plasmodien für weitere Passagen isolieren zu können. Insgesamt 21 Passagen wurden in diesen beiden Mausgruppen vorgenommen. Nach zehn Passagen und zum Abschluss des Experiments wurden je fünf Mäuse aus der Gruppe der immunisierten Tiere und aus der Kontrollgruppe ausgewählt, um die Erreger genauer zu charakterisieren.

Um die Virulenz der Erreger zu bestimmen, wurden je 1 x 10⁶ infizierte Erythrozyten entweder unbehandelten, immunisierten oder Adjuvans-behandelten Mäusen intraperitoneal injiziert.

Die Ergebnisse

Es zeigte sich, dass durch die Passagen der Plasmodien virulentere Varianten selektioniert wurden, die in unbehandelten Mäusen zu einer stärkeren Erythrozytenlyse und zu höheren Erregerkonzentrationen führten als die ursprünglichen Plasmodien. Dabei waren die Plasmodien aus immunisierten Mäusen aggressiver als aus Mäusen, die nur mit Adjuvans behandelt worden waren. Und erstaunlicherweise konnten sogar immunisierte Mäuse den Erregern, die in immunisierten Mäusen selektioniert worden waren, recht wenig entgegensetzen. Ganz offensichtlich entstanden während der Passagen Mutanten, denen selbst ein trainiertes Immunsystem nicht viel anhaben kann. Umso erstaunlicher ist, dass alle aus unterschiedlichen Mäusen und Passageschritten isolierten Plasmodien das identische AMA-1-Protein tragen. Hier hat also keine Mutation stattgefunden.

Fazit

Aus den erhaltenen Ergebnissen ziehen die Wissenschaftler den Schluss, dass man bei der Auswahl eines potenziellen Antigens und bei der Entwicklung eines (Malaria-)Impfstoffes etwas vorsichtiger sein sollte und in den klinischen Studien immer wieder auch genauer die Erreger charakterisieren sollte, damit bei einer Immunisierung nicht versehentlich auf hoch-virulente Mutanten selektioniert wird.