Wissenschaftler zeigen die Schlüsselrolle der Milz und der extrazellulären Vesikel bei kryptischen Malariainfektionen

Aktuelle Forschungen unter der Leitung von Carmen Fernández-Becerra und Hernando A del Portillo von ISGlobal und dem Germans Trias i Pujol Research Institute (IGTP) haben neue Erkenntnisse zur Rolle der Milz bei Malaria geliefert, insbesondere bei Infektionen, die durch Plasmodium vivax verursacht werden.

Durch P. vivax verursachte Malaria ist weltweit weit verbreitet; im Jahr 2022 gab es fast 77 Millionen Fälle. Während in Katalonien und den meisten Teilen Europas keine anhaltende lokale Übertragung stattfindet, wird in endemischen Regionen wie Südostasien und Lateinamerika davon ausgegangen, dass über 2 Milliarden Menschen von einer Übertragung bedroht sind.

Die Infektion mit P. vivax wird durch Mückenstiche übertragen. Nach der Infektion kann eine Person eine akute Infektion entwickeln – mit Symptomen wie Fieber, Schüttelfrost, Schweißausbrüchen und Muskelschmerzen – oder der Parasit kann in einem latenten Zustand verbleiben. Dies stellt eine erhebliche Herausforderung für die Diagnose und weltweite Ausrottung der Krankheit dar, da bis zu 90 % der chronischen Infektionen asymptomatisch sind und viele von den derzeitigen Diagnosemethoden nicht erkannt werden.

Um dieses Problem anzugehen, haben Wissenschaftler der Plasmodium vivax and Exosome Research (PvREX)-Gruppe bei ISGlobal und IGTP untersucht, wie der Parasit es schafft, sich zu verstecken und Immunreaktionen und konventionelle Behandlungen zu umgehen. Sie konzentrieren sich dabei auf die Milz, die laut jüngsten Studien über 95 % der Biomasse des Parasiten beherbergt.

Frühere Forschungen haben gezeigt, dass die Milz nicht nur alte und defekte rote Blutkörperchen herausfiltert, sondern auch als Versteck für mit Malaria infizierte rote Blutkörperchen dient. Darüber hinaus haben sie gezeigt, dass extrazelluläre Vesikel – kleine Strukturen, die von infizierten Zellen abgesondert werden – diesen Versteckprozess erleichtern. Diese Vesikel fördern die Anhaftung infizierter Zellen an Milzzellen, ein entscheidender Mechanismus für das Überleben des Parasiten.

In Zusammenarbeit mit Forschern des Josep Carreras Leukämieforschungsinstituts, des Institut Pasteur du Cambodge und der mikrobiologischen und biomedizinischen Forschungsgruppe der Universidad de Córdoba hat das von Fernández-Becerra und del Portillo geleitete PvREX-Team veröffentlicht eine Studie in der Zeitschrift Grenzen der Zell- und Infektionsmikrobiologie das neue Details zu den zellulären Prozessen liefert, die bei einer Infektion mit P. vivax auftreten.

Mithilfe moderner genetischer Techniken konnten die Forscher zeigen, dass ein Gen von P. vivax, dessen Expression von der Milz abhängt, mit der Anheftung des Parasiten an Milzzellen zusammenhängt. Diese Anheftung wird durch die Anwesenheit von extrazellulären Vesikeln aus dem Plasma infizierter Patienten verstärkt.

Durch die Analyse einzelner Zellen konnten sie zudem erstmals nachweisen, dass extrazelluläre Vesikel Signale an Milzzellen senden, um Proteine ​​zu exprimieren, die das Anhaften des Parasiten erleichtern. „Diese Ergebnisse eröffnen neue Möglichkeiten zur Identifizierung von Signalwegen, die durch extrazelluläre Vesikel in menschlichen Milzzellen induziert werden, ein entscheidender Schritt, um die Übertragung des Parasiten zu stoppen“, sagt del Portillo.

Asymptomatische chronische Infektionen stellen eine große Herausforderung für die Ausrottung der Malaria dar. Diese Studie liefert wertvolle Informationen darüber, wie sich Malariaparasiten in der menschlichen Milz verstecken, und unterstreicht, wie wichtig es ist, die Wechselwirkungen zwischen dem Parasiten und seinem Wirt zu verstehen. „Die Identifizierung dieser Wechselwirkungen ist für die Bekämpfung dieser globalen Gesundheitsherausforderung von entscheidender Bedeutung“, erklärt Fernández-Becerra.