"Der Anfang ist eine delikate Angelegeheit" und schon sehr lange her, deshalb ist er auch sehr schwer zu erforschen. Man geht davon aus, dass sich eines Tages in der Ursuppe unseres Planeten zufällig ein Kompartiment mit einer Membran umschlossen gebildet hat, das irgendeine Form von selbstreplizierendem Genom-Vorläufer beinhaltete. Diese Urzelle begann dann, kodiert durch ihr Genom, Urproteine zu bilden und einen Urmetabolismus zu betreiben und sich selbst zu replizieren. Ab diesem Punkt ist das Gebilde wohl als "Leben" zu bezeichnen.
Durch Evolution kamen weitere Bausteine hinzu, das Ganze wurde komplexer und irgendwann begannen die Ureinzeller auch Erbinformationen untereinander auszutauschen, der Beginn der sexuellen Fortpflanzung, bei welcher vorteilhafte Eigenschaften weitergegeben werden können.
Die ersten Bakterien begannen dann weiter Komplexität anzuhäufen und irgendwann kam es zur sogenannetn Endosymbiose, bei der wahrscheinlich ein Bakterium ein anderes aufgenommen hat und anstatt dieses zu verdauen, es in seiner Funktion adaptiert hat. Dabei entstanden die Mitochondrien und Chloroplasten der Eukarionten.

Ein heute noch lebender einzelliger Eukariont ist der Choanoflagellat (Bild: Wikipedia), also ein freischwimmender Organismus, der sich mit Hilfe von Flagellen, dich bewegenden Schwimmhaaren, fortbewegt. Und diese "Tierchen" werden gerne als Modell für die Entwicklung von mehrzelligen Organismen verwendet, da sie unter bestimmten Bedingungen Kolonien ausbilden, sogenannte Rosetten.

Flagellatenkolonie (Bild: Wikipedia)
Doch wie es dazu kommt, war bisher nicht vollständig aufgeklärt. Die Geschichte begann mit der Beobachtung, dass Antibiotika, zugesetzt zu Choanoflagellat-Kulturen, um die ständig vorkommenden Kontaminationen mit Bakterien zu kontrollieren, die Kolonienbildung der Flagelaten inhibierte. Daraufhin wurden die Bakterien der Flagellatenkulturen genauer untersucht, und man fand über 60 verschiedene Bakterienstämme, die in der ursprünglichen Flagellatenkultur vorkamen. Um den Einfluss der verschiedenen Bakterienstämme untersuchen zu können wurden diese einzeln und in Reinform zu Flagellatenkulturen gegeben und der Einfluss auf dei Kolonienbildung untersucht.
Dabei stellte sich heraus, dass nur eine einzige Bakterienart die Flagellaten zur Kolonienbildung anregte, eine neuentdeckte Spezies namens Algoriphagus machipongonensis.
In Einzelstoffuntersuchungen konnten die Forscher ein bakterielles Lipid identifizieren, dass deie Flagellaten alleine zur Kolonienbildung stimulierte, ein sulpholipid, dass sie Rosette-Inducing Factor 1 (RIF-1) nannten. Lipide sind aus verschiedensten Signalwegen als Botenstoffe bekannt und die Flagellaten können RIF-1 in enorm niedrigen Konzentrationen wahrnehmen und mit Kolonienbildung antworten.

Ein faszinierender neuer Einblick in die Entwicklung mehrzelliger Organismen, auch weil die Choanoflagellaten zu entfernten Vorfahren der Tiere zählen. Als sich die ersten mehrzelligen Eukarioten bildeten, lebten diese in der Nachbarschaft gigantischer Mengen an Bakterien, von denen sie sich wahrscheinlich ernährten und daher von der "Wahrnehmung" veränderter Umwelt- und Beutebedingungen profitiert hätten.

R. Alegado et al., "Bacterial regulation of colony development in the closest living relatives of animals," eLife, citation to be confirmed, 2012.
http://kinglab.berkeley.edu/wp-content/uploads/2007/11/28_1_merged_1342560833_REV.pdf

Eines Tages bot sich dann die Chance, als am hellichten Tag in einem Biergarten eine Fledermaus über unsere Köpfe zischte und eine paar Meter weiter zu Boden ging. Ich sammelte sie auf und brachte sie in einem Schuhkarton nach Hause und begann im Internet zu studieren, was so ein Flugsäugetier denn so braucht. Und bald war mir klar, dass das nichts wird und glücklicherweise erreichte ich einen Spezialisten vom NABU, dem ich das Tier noch an demselben Samstag zur Pflege vorbeibringen konnte. Und so endete meine Kurze Verantwortlichkeit für das wunderbare Fledertier.

Vampirfledermaus (Bild: Wikipedia)

Damit genug Anekdoten, schon letzte Woche gab es eine sehr interesante virologische Meldung im Zusammenhang mit einem Fledertier. Und zwar hat man in einem Gebiet im Amazonas, das von Vampirfledermäusen, also tatsächlich bluttrinkenden Tieren, berichtet, dass ein Teil der untersuchten Menschen dort eine Tollwutinfektion überlebt hatte, in ihnen konnten Tollwutvirus-spezifische Antikörper nachgewisen werden und nur einer der Getesteten hatte eine Impfung erhalten. Das ist schon eine Sensation, da ein ungeimpfter Mensch, bei dem die Symptome der Tollwut ausbrechen, praktisch immer daran stirbt. Es gibt nur eine Hand voll gegenteiliger Berichte, die zum Teil auf eine fragliche experimentelle Therapie mit einem künstlichen Koma verweisen, deren klinische Wirksamkeit aber nicht belegt ist. Es scheint aber in dieser Gegend in Peru tatsächlich Menschen zu geben, die eine Resistenz gegen die Tollwut entwickelt haben.
Das lässt sich zumindest teilweise durch den geteilten Lebensraum mit den Vampirfledermäusen erklären, die eine extrem hohe Tollwutt-Virusträgerrate haben, und Menschen oft von den Tieren heimgesucht werden, wobei es zu einer häufigen Ansteckung kommen sollte. Andererseits könnte es sein, dass der Biss der Vampirfledermaus viel weniger Viren überträgt, als es zum Beispiel der Biss eines infizierten Hunde tut, und das Opfer somit bessere Chancen hat, eine effektive Immunantwort zu generieren.
Und heute hab ich eine zweite Publikation in PLoS Pathogens gesehen, die sogar von einem ganz neuen Virus, entdeckt in australischen Flughunden, berichtet. Bei dem neuentdeckten Virus handelt es sich um einen Vertreter der Paramyxoviren, zu denen auch die Erreger von Masern und Mumps zählen, aber auch hochgefährliche Viren wie Hendra- und Nipahvirus, die von Flughunden auf Menschen, Nutz- und Haustiere übertragen werden. Bei einer Virusübertragung von Tier zu Mensch spricht man von einer sogenannten Zoonose, die im Fall von Hendra- und Nipahviren in 40 - 100% der Fälle tödlich verlaufen kann. Bisher kam es nur in Australien zu Hendravirusinfektionen, die zwar sehr schwer verlaufen, aber sehr selten vorkommen, da das Virus eine geringe Kontagiösität besitz.

Nipahviruspartikel (Bild: Wikipedia)

Das Nipahvirus dagegen wurde nach einem Ausbruch in Malaysia entdeckt, wobei es meist Schlachthofarbeiter infizierte und bald wurde der Zusammenhang mit Schweinezuchten geklärt. Aber auch beim Nipahvirus ist das natürliche Reservoir ein Flughund der.
Flughundkolonie (Bild: Wikipedia)

Um diese Virusgattung der Henipahviren genauer zu untersuchen, sammelte und untersuchte die australische Forschergruppe um Glenn A. Marsh Urinproben von freilebenden Flughundpopulationen in Queensland und screente die Proben nach Henipahviren. Dabei stiessen sie auf einen neuen Vertreter dieser Gattung, den sie in Anlehnung an den Fundort Cedarvirus tauften.
Laboruntersuchungen an Flughundzellinien und Frettchen und Meerschweinchen zeigten, dass das Virus infektiös ist, aber zumindest in den getestetn Modellen keine Pathologie auslöst. Es konnten Replikationsmarker und Cedarvirus-spezifische Antikörper nachgewiesen werden, doch die Tiere zeigetn keinerlei klinische Symptome. Eine genetische Untersuchung zeigte, dass dem Cedarvirus im Gegensatz zu seinen beiden hochpathogenen Verwandten ein hochinteressnater Prozess namens RNA-Editierung fehlt, bei welchem unterschiedliche Proteinprodukte von ein und derselben RNA-Matritze generiert werden. Dadurch fehl dem Virus das V-Protein, dass massgeblich an der Pathogenität der bisher bekannten Henipahviren beteiligt zu sein scheint. Dies spiegelte sich auch in der deutlich unterschiedlichen Induktion von immunologischen Botenstoffen wieder, die für Interferon Beta ein gegensätzliches Profil zeigte.
Um die Verbreitung diese neuen Vertreters in den freilebenden Flughungpopulationen zu untersuchen, wurden zuvor gesammlte Serumproben auf das Vorhandensein von spezifischen Antikörpern untersucht. Dabei zeigte sich eine Infektionsrate von etwa 23% der Tiere.
Ich finde, dass diese Beispiel zeigt, wieviel unentdeckte Erreger noch in ihren natürlichen Reservoirs schlummern und wir nie sagen können, wann sie die Brücke vom Fledertier zum Menschen schlagen, entweder direkt oder über einen Zwischenwirt. Dass das neuntdeckte Virus nicht-pathogen war, ist wohl eher ein Zufall. Denn auch andere hochpathogene Viruszoonosen wie Ebola-, Marburg- oder SARS-Viren, verbringen ihre Zeit meist in ihrem natürlichen Reservoir, den Fledertieren. Warum gerade die Fledertiere optimale Bedingungen für zoonotische humanpathogene Viren bieten, bleibt zu klären. Ein Kommentator hypothetisierte, dass es an der ähnlichen Lebensweise liegen könnte, da viele Fledertiere in riesigen Populationen mit engen Interindividualkontakten leben, was der Verbreitung einer Virusinfektion immer zuträglich ist.

Evidence of Rabies Virus Exposure among Humans in the Peruvian Amazon. Amy T. Gilbert et al. Am J Trop Med Hyg (2012) vol. 87 no. 2 206-215. doi: 10.4269/ajtmh.2012.11-0689

Cedar Virus: A Novel Henipavirus Isolated from Australian Bats. Glenn A. Marsh et al. PLoS Pathogens (2012) 8(8): e1002836. doi:10.1371/journal.ppat.1002836

Monolake, Fundstelle der Bakterien (Bild: Wikipedia)

Wir haben auch schon darüber berichtet, wie sehr medienwirksam die Meldung in einer grossangekündigten Pressekonferenz der NASA veröffentlicht wurde (hier) und sie bald massive Kritik fand (hier).
Grundsätzlich war dies eine Meldung nach meinem Geschmack und zu Beginn war ich auch Feuer und Flamme. Doch bald stellte sich heraus, dass die Arbeit der Spezialistenkritik nicht standhalten konnte. Besonders Blogger waren an der ersten Linie der Kritik beteiligt.
Kritisiert wurde die Technik mit der das Arsen als angeblicher Baustein der DNA-Makromoleküle im Bakterienstamm Halomonas GFAJ-1 nachgewiesen wurde. Dem ganzen liegt die Idee zu Grunde, dass sich eine Mikroorganismus in einem Salzsee mit aussergewöhnlich hohen Arsenkonzentrationen anpassen könnte, indem es das dem Phosphor verwandte Arsen für die Herstellung verschiednener Phosphorhaltiger Biomoleküle umfunktioniert. Doch es zeigte sich, dass die verwendeten Nachweismethoden einfach nicht sensitiv genug ausgewählt waren und auch bei den Kulturbedingungen untolerierbare Kompromisse eingegangen wurden. Daraus lässt sich folgern, dass es sich bei dem nachgewiesenen Arsen letztendlich nur um Verunreinigungen handelte.
Die beiden neuen Untersuchungen zeigten, dass das Bakterium eine extrem hohe Asentoleranz besitzt und mit sehr niedrigen Konzentrationen an Phosphor zurecht kommen kann, bei absolutem Phosphormangel aber nicht existieren und wachsen kann.
Es wurden zwar Arsenverbindungen in Biomolekülen wie Zuckern entdeckt, doch die genauere Analyse zeigte, dass es sich hierbei um abiotisch entstandene Verbindungen handelte.
Es ist also amtlich, unser Planet beherbergt keine Alien-ähnlichen Lebensformen mit vollkommen neuartigen metabolischen Eigenschaften.
Schade eigentlich!

F. Wolfe-Simon et al. A bacterium that can grow by using arsenic instead of phosphorus. Science (2011) 332, 1163.

Marshall L. Reaves et al. Absence of Detectable Arsenate in DNA from Arsenate-Grown GFAJ-1 Cells. Science (2012) DOI: 10.1126/science.1219861

Tobias J. Erb et al. GFAJ-1 Is an Arsenate-Resistant, Phosphate-Dependent Organism.
Science (2012) DOI: 10.1126/science.1218455

Das humane RSV (Bild: Wikipedia)

Die Wahrscheinlichkeit an Asthma zu erkranken ist nach einer Infektion mit dem Respiratorischen-Synzytial-Virus, stark erhöht. Die RSV-Infektion, ist eine häufige Atemwegserkrankung bei Kindern (fast 100% der 3-Jährigen haben eine RSV Infektion durchlaufen), die besonders bei jungen Patienten, oft in einer schweren Brochiolitis endet. Diese Entzündung der kleinsten Bronchien, der Bronchiolen, die schwere Schäden der Lunge nach sich zieht ist ein Risikofaktor für die Entwicklung von Asthma.
In einem Mausmodell mit RSV-Infektion und der Entwicklung von nachfolgenden Asthmasymptomen haben Wissenschaftler von der Universität Kalifornien um Kei Fujimura festgestellt, dass die Behandlung mit Hausstaub die Symptome der RSV-Infektion praktisch verhindern konnte. Doch "normaler" Hausstaub war dazu nicht in der Lage, sondern nur solcher, der aus Haushalten mit Hunden entnommen war.
Außerdem stellten die Forscher fest, dass das Mikrobiom im Darm, also die Gesamtheit der dort vorkommenden Mikroorganismen, in den Mäusen mit der Hunde-Hausstaubbehandlung, deutlich verändert war.
Es ist eine relativ neue Erkenntnis, dass die Zusammensetzung des gastrointestinalen Mikrobioms, weitgreifende Einflüsse auf unser Immunsystem haben kann, und auch in anderen allegischen Erkrankungen, scheint dies eine wichtige Rolle zu spielen.
Die Hypothese lautet nun, dass bestimmte Mikroorganismen, die der hund mit sich trägt durch den Staub übertragen werden, sich im neuen Wirt ansiedeln können und so die Immunantwort gegen das RS-Virus modifizieren und dessen schwere Symptomatik verhindern.
Der nächste Schritt ist nun genau zu analysieren, welches Bakterium oder welche Gruppe von mikroorganismen diesen Effekt vermittelt.
Also schnell einen und besorgen, denn neben den immunregulatorischen Einflüssen der treuen Vierbeiner, machen sie auch psychologisch gesund.

Quelle: Wired Science (Präsentation auf dem General Meeting of the American Society for Microbiology)

Mit diesen Fragen sucht `A Scientist a day´ nach Menschen, die bei `A Scientist a day´ vorgestellt werden sollen.

Das sind sie nun: die Menschen, welche hinter den Entdeckungen und deren Umsetzung und Vermittlung stehen.

Hier alle bislang publizierten Profile im Überblick:
(diese Liste wird weiter aktualisiert werden...)

A Scientist a day Profile:

`A Scientist a day´ läuft weiter - so kann man mitmachen!

Gebt uns Eure Meinung zu `A Scientist a day´

Bei `A Scientist a day´ sollen Menschen gezeigt werden, die naturwissenschaftlich tätig sind oder es waren, die mitgewirkt haben, die mitgeforscht und entdeckt haben. Menschen, die vielleicht nun auch ganz wo anders tätig sind. Interessant ist dabei zu erfahren wo sie nun beschäftigt sind und in wiefern ihre wissenschaftliche Ausbildung immer noch ihre heutige Tätigkeit beeinflusst und prägt.
Es geht darum zu zeigen, wer die Menschen sind, welche das Wissen aus den Laboren im Alltag zum Einsatz bringt, sei es in einem Pharmakonzern, als aktiver Arzt, als Vortragender, als Autor, Blogger, als Erzieher und Lehrer etc etc. Es gibt heutzutage viele Ansätze wie das Wissen vermittelt werden kann.

Uns interessierte es zu zeigen wie, wo und auf welchen Wegen das Vermitteln von Wissenschaft geschieht. Bei uns Zuhause beispielsweise fängt es schon ganz klein in einem Gespräch mit unserer Tochter oder den Nachbarskindern an. Es geht weiter mit Freunden und Bekannten und wird nicht zuletzt im Beruf im Labor oder einem Beitrag ausgelebt.

Wir freuen uns auch über eine Rückmeldung von Euch. Was haltet Ihr von dem Projekt, ist es ein guter Ansatz? Würdet Ihr auch mitmachen, wenn nein, warum nicht? Was sollte anders sein und welche Art der Information hättet Ihr lieber gesehen?

Dies interessiert und nicht zuletzt weil `A Scientist a day´auch bei der ESOF in wenigen Tagen Thema einer Diskussionsrunde sein wird. Momentan kann ich nur von meinem Eindruck ausgehen. Interessant und aussagekräftiger wäre es aber mehr Meinungen zu kennen und diese in die Gesamtauswertung/Bewertung des Projektes mit einfliessen lassen zu können. Daher kritisiert und kommentiert so viel Ihr möchtet, ich danke Euch.

Wir haben einige Profile erhalten, viele wurden uns versprochen und werden noch eingereicht. Immer noch sind wir offen für neue interessante Einblicke, daher freuen wir uns auf weitere Profile. Wie man bei `A Scientist a day´ mitmachen kann steht hier.

Kolonien von ES-Zellen (Bild: Wikipedia)

Normalerweise infizieren Retroviren somatische Gewebszellen und integrieren ihr Genom in deren genetisches Material. Dabei entsteht der sogenannte Provirus, von dessen Matritze alle viralen Proteine gebildet werden. Bei dieser Integration kann es zur Zerstörung oder aber auch Überaktivierung von benachbarten Gensequenzen kommen. In seltenen Fällen kann diese Retrovirusinfektion aber wohl auch in einer Keimzelle passieren, was dann zur Weiterverebung des viralen Genmaterials führen kann. Und in der Gesamtheit der Erdgeschichte, kam dies dann doch recht häufig vor. Das menschliche Genom umfasst ca. 100 000 solcher HERV-Elemente, ingesamt fast 8% unseres gesamten genetischen Materials. Die meisten dieser Elemente sind inaktiv oder besitzen eine bisher unbekannte Funktion, es gibt aber auch sehr gut dokumentierte Besipiele unglaublicher Anpassungen. So wurde ein virales Oberflächenprotein so adoptiert, das es heute massgeblich an der Bildung der Syncytiotrophoblasten beteiligt ist, dem Zelltyp, der die Grenzfläche zwischen Plazenta und Uterus ausbildet und den Nährstoffhaushalt des Embryos kontrolliert (hier mehr dazu ).
In der aktuellen Arbeit von Todd S. Macfarlan, Samuel L. Pfaff und Kollegen wurden ES-Zellen untersucht und molekulargenetisch charakterisiert. ES-Zellen werden aus der inneren Zellmasse von Blastozysten entnommen, einem bereits vielzelligen Embryonalstadium, dessen Zellen sich bereit in verschiedene "Schicksale" differenziert haben. Ein Teil der Zellen bildet den eigentlichen Embryo, während eine andere primitive endodermale Population die extraembryonalen Gewebe bildet, die den Embryo umgeben und eine dritte Population, das Trophectoderm ausbilldet, woraus die Hauptmasse der Plazenta entsteht.
Üblicherweise ging man davon aus, daß die ES-Zellen aus der inneren Zellmasse der Blastozyste "nur" pluripotent sind, also nur embryonale Gewebe ausbilden können, doch es wurde immer wieder beobachtet, daß ein geringer Anteil der ES-Zellen auch extraembryonale Eigenschaften besitzt, was auf eine Kontamination der ES-Zellpopulation zurückgeführt wurde.
In vorangegangenen Arbeiten hatte man festgestellt, dass sich die ES-Zellen als heterogene Population in einem metastabilen Genexpressionszustand befinden, also verschiedene steuernde Gene an- und abgeschaltet werden können. Zu diesen Genen gehören die ES-Zellmarker Zscan4, stella (aka Dppa3), Nanog, Sox17 und Gata6.
Die neuen Ergebnisse legen nun nahe, daß eine definierte Population innerhalb der ES-Zellen, und ebenfalls innerhalb induzierter pluripotenter Stammzellen (iPS), die Fähigkeit besitzt, graduell zwischen dem Status der Pluripotenz und einem totipotenten Zustand zyklieren zu können.
Dieser Vorgang wird von endogenen Retroviren (ERV), in diesem Fall dem Maus-ERV MuERV-L (aka MERVL oder Erv4) gesteuert. Dabei werden die sonst abgeschalteten Aktivierungssignale des ERV vorübergehend reaktiviert und steuern zeitweise bis zu 3% der gesamten Genaktivität des Embryos. Dies ist möglich durch die Verwendung von ERV-spezifischen Promotoren, den sogenannten langen Terminalen Wiederholungen (LTRs). Dies sind Gensequenzen, die das Ablesen eines Genes ankurbeln können, wobei dies alternativ zum eigenen Promotor des Gens stattfinden und diesen übersteuern kann. Um diesen Vorgang genauer zu analysieren wurden die Genprodukte der Maus-ERVs verwendet, um eine Unterscheidung der beiden Zellpopulationen zu ermöglichen und diese getrennt zu Untersuchen.
Dabei stellten die Forscher fest, dass fast 25% der vorhandenen MuERV-L-Elemente abgelesen wurden und von den insgesamt über sechshundert chimären Transkripten, also Genprodukten, die aus einem ERV und einem ES-Zellgen zusammengesetzt waren, über 90% eine Fusion mit einem ERV-Promotor (LTR) aufwiesen und ein korrektes offenes Leseraster bildeten, also wahrscheinlich ein funktionelles Genprodukt bildeten.
Dies legt nahe, daß MuERV-L Aktivität entwicklungsbiologisch gesteuert wird und die retroviralen Promotoren kooptiert wurden, um eine spezifische zeitliche Kontrolle über die Genexpression der Zielgene zu erlangen.
Ein schönes Beispiel, wie sich die Natur jedes Werkzeug, daß ihr zur Verfügung steht, übernehmen und durch Evolution an die gegebene Situation anpassen kann.

Todd S. Macfarlan, Wesley D. Gifford, Shawn Driscoll, Karen Lettieri, Helen M. Rowe, Dario Bonanomi, Amy Firth, Oded Singer, Didier Trono & Samuel L. Pfaff. Embryonic stem cell potency fluctuates with endogenous retrovirus activity. Nature (2012) doi:10.1038/nature11244

Die Spanne des Infektionsverlaufs für eine HIV-Infektion ist breit und reicht von mutationsbedingt sehr niedriger Infizierbarkeit, in Menschen mit mutierten Virusrezeptoren, über leichte und mässig pathologische Verläufe, bis hin zu schweren Varianten mit hoher Sterblichkeit der Infizierten. Dies hat zum Teil mit der Verwendung der verschiedenen Korezeptoren auf der Zielzelle durch verschiedene Virusstämme zu tun.

HIV-Partikel (grün) beim Verlassen der infizierten Zielzelle (Bild: Wikipedia)

Grundsätzlich binden alle HI-Viren an das CD4-Protein auf der Zielzelloberfläche von T-Helferzellen, Makrophagen und Monozyten, alle wichtige Vertreter der Immunzellen. Das CD4 stellt also den typischen Virusrezeptor dar. Aber durch die Verwendung unterschiedlicher Korezeptoren durch unterschiedliche Virusisolate, kommt es zu erheblichen Unterschieden in der feineren Strukturierung des Infektionsverlaufs und damit natürlich auch der Zielzellen, die sich in der Menge der vorhandenen Korezeptoren unterscheiden können. Zu diesen Korezeptoren gehören Die Chemokinrezeptoren CCR5 und CXCR4, wobei der Rezeptor CCR5 eine bevorzugte Infektion von Makrophagen vermittelt, während CXCR4 auf T-Helferzellen vorkommt und deren Infektion begünstigt. Man spricht hier von Tropismus, also der Wendung hin zu einer Zielzelle mit einer bestimmten Eigenschaft. Dies führt zu HI-Viren, die durch die Verwendung des CXCR4 Korezeptors einen T-Helfer-Tropismus besitzen, oder durch Verwendung des CCR5 Korezeptors einen Makrophagen-Tropismus.
Da diese Rezeptoren spezifisch an ihre Bindungspartner, die Liganden, sogenannte Chemokine binden, könnten diese ja potentiell die Verwendung der Rezeptoren durch das HI-Virus ver- oder zumindest behindern, so der Ansatz. Dass Chemokine gegen HIV wirksam sein können ist schon länger bekannt, und eine Medikament, dass die Bindung an den CCR5 Korezeptor verhindert ist auch bereits zugelassen, jedoch mit der Einschränkung, dass die Gabe nur nach bestätigter Tropismusanalyse erfolgen darf.

In der aktuellen Studie wurde nun an verschiedenen Zelllinien und mit verschiedenen Virusisolaten, die unterschiedliche Tropismen besassen, untersucht, wie stark sich das Chemokin CXCL4 auf die Infektion mit HIV auswirkt. Dabei zeigte sich eine hohe Blockierung der Infektion bei einer relativen Unabhängigkeit vom Tropismus des verwendeten Virusisolates. Zuvor getestete Chemokine interferierten mit der Virusinfektion, indem die die Bindestelle des Korezeptors blockierten, und somit die Bindung durch das HIV behinderten. Bei CXCL4 ist das etwas anders, dieses Chemokin bindet an das grosse Oberflächenprotein gp120 des HI-Virus und verhindert dadurch eine Interaktion der Virusoberflächenproteine mit der Zellmembran der Zielzelle. Dies vermittelte in der Folge eine viel höhere Wirksamkeit bei der Inhibierung der Virusinfektion im Vergleich zu anderen getesteten Chemokinen.
Durch eine genauere Untersuchung der Bindestelle des CXCL4, konnte gezeigt werden, dass diese sich zwar in der direkten Umgebung der CD4-Bindestelle befindet, es aber nicht durch die Blockierung der Hauptrezeptorbindung zur Störung der Infektionsabläufe kommt. Es scheint sich also um einen CD4-unabhängigen Prozess der Inhibierung zu handeln.
Die intrinsische Aufgabe des CXCL4, massgeblich ausgeschüttet von Megakaryozyten und deren Abkömmlingen, den Blutplättchen, liegt in der Einleitung der Blutgerinnung und der Aktivierung und Differenzierung von Monozyten, wichtigen Spielern im Verlauf der adaptiven Immunantwort. Die Konzentrationen des Chemokins, die für die Hinderung der HIV-Infektion benötigt werden befinden sich dabei durchaus im physiologisch vorkommenden Bereich. Trotzdem kann es potentiell gefährlich sein, in die vernetzten Botenstoffvorgänge des Immunsystems einzugreifen, wobei bei einer Überaktivierung sehr leicht eine fatale überbordende Immunatwort mit potentiell tödlichen Folgen ausgelöst werden kann, man spricht hier von einem Zytokinsturm. Dementsprechend wäre für eine antivirale Anwendung sicherlich ein synthetisches Protein ideal, dass zwar die Bindungseigenschaften an das virale Oberflächenprotein des HIV besitzt, ohne dabei jedoch die Botenstoffeigenschaften des Chemokins zu besitzen.

Identification of the platelet-derived chemokine CXCL4/PF-4 as a broad-spectrum HIV-1 inhibitor David J. Auerbacha et al. PNAS (2012) 310.1073/pnas.1207314109

Telomere an den Enden der Chromosomen (Bild: Wikipedia)

Die Telomere bestehen aus repetitiven DNA Sequenzen an den Enden der Chromosomen und verhindern Beschädigungen der DNA und die Fusion mit anderen Chromosomen. Ausserdem besitzen sie wichtige regulatorische Aufgaben bei der Replikation der genomischen DNA vor der Zellteilung. Die Enzyme, die für die Vervielfältigung der DNA bei der Replikation verantwortlich sind benötigen eine Art Auslaufspur, die nicht repliziert und am Ende abgebaut wird. Diese Aufgabe übernehmen die Telomere, da sonst genomische informationstragende Elemente verloren gingen. Doch dieses System beinaltet auch den Kern der Geschichte, denn die Wiederholungen dieser Sequenzen sind verständlicherweise endlich. Und damit ergibt sich die Funktion als biologische Uhr, denn ist die letzte Wiederholung der Telomere "verbraucht", kann sich die Zelle nicht mehr weiter teilen und altert und stirbt letztenlich.
Dies erscheint sinnlos, doch dem Prozess kommt eine wichtige Funktion bei der Vermeidung von krebsartigen Veränderungen zu. Denn bei jedem Replikationsprozess besteht die Gefahr, dass durch ungenaue Arbeit der Replikationsenzyme Fehler, also Mutationen, in die genomische DNA eingebaut werden, was wiederum das Entstehen von Tumorvorläufern begünstigt.
Von den wenigen Ausnahmen der im erwachsenen Menschen vorkommenden Stammzellen, besitzten deshalb auch nur Krebszellen eine aktive Telomerase, was sie befähigt sich unbegrenzt zu teilen.
In den neuen Behandlungsergebnissen wurden Mäuse mit gentechnisch veränderten Viren infiziert, die statt ihrer viralen Gene, die Erbinformation für die Telomerase übertragen und somit eine Neubildung der Telomere in den infizierten Zellen ermöglichen.
Dies wurde an "älteren" Mäusen mit ein oder zwei Jahren vorgenommen. Eine Maus (Mus musculus) hat eine Lebenserwartung von ca. 2-3 Jahren, somit entsprechen die beiden gewählten Alter ca. 25-35 und 50-60 Lebensjahren beim Menschen. Die Behandlung der einjährigen Tiere führte insgesamt zu einer durchschnittlich 24%igen Steigerung der Lebenserwartung und die Behandlung der zweijährigen immerhin noch zu einer 13%igen.
Was aber ausschlaggebend ist, war erstens das Ausbleiben von Tumorerkrankungen in den Tieren und zweitens die Verringerung von typischen krankhaften Alterserscheinungen wie Osteoporose und Insulinresistenz und eine Verbesserung von Seneszenzindikatoren wie der neuromuskulären Koordination.
Natürlich sollte jetzt niemand darauf warten per Telomerasegentherapie unsterblich zu werden, denn dazu sind noch viele weitere Faktoren der Alterung zu erforschen. Aber vielleicht könnte eine solche Behandlung die "gesunde" Alterung erleichtern. Ausserdem könnte dies einen vielversprechenden Ansatz für die Behandlung von Erkrankungen, die mit einer unnatürlichen Verringerung der Telomeraseaktivität assoziiert sind, darstellen.

Diese Resultate werden in den kommenden Tagen im Journal EMBO Molecular Medicine erscheinen.

Basierend auf Pressematerial des Centro Nacional de Investigaciones Oncolgicas (CNIO) in Madrid

Die Profile zu A Scientist a day vom 16.04 - 11.05.2012 in der Übersicht:

Thomas Wanhoff, der Wissenschaftspodcaster bei Wanhoffs Wunderbare Welt der Wissenschaft und Scienceblogs.de.

Florian Diehl, bloggender Doktorand der Neurobiologie.

Claudia von Montfort, Biologin, die am Zelltod und Prolilferation arbeitet und als 2-fache Mutter im Mutterschutz ist.

Martin Schichtel, Chemiker in der industriellen Forschung im Bereich Nanotechnologie und Wissensvermittler für Kinder.

Ulrike Brandt-Bohne, ich. Mit meinem CV und Anmerungen.

David Bressan, freiberuflicher Geologe und blogger, der momentan eine Alpen-Tunnelbaustelle überwacht.

Andrea Herrmann, Physikerin, Informatikerin und Trainerin, die auf eine Professur wartet.

Sascha Vongehr, Mathematiker, Physiker und Philosoph in China.

Katja Krönke-Wiegmann, Medizinisch Technische Assistentin mit langer Laborerfahrung und knowhow.

Wir danken für diese spannenden Einblicke und freuen uns auf weitere Profile!

Das Gammaproteobakterium Vibrio cholerae (Bild: Wikipedia)

Die Wissenschaftler aus Helsinki untersuchten 118 zufällig ausgewählte Jugendliche, deren Zuhause auf einer vorher definierten Fläche von 100 mal 150 km lag. Auf dieser Fläche wurde den Wohnorten dann ein Maß für die vorhandene Biodiversität zugeordnet und mit dem Vorkommen von Allergien verglichen. Dabei zeigte sich, dass es einen sigifikanten Zusammenhang zwischen steigender Biodiversität und sinkender Allergikerzahl gab. Insgesamt zeigte die Studie, dass je städtischer der Wohnort war und je geringer die umgebende Biodiversität ausfiel, desto wahrscheinlicher war ein Auftreten von allergischen Symptomen.
Dies wurde mit dem Vorkommen von verschiedenen Bakterienarten auf der Haut der Probanden verglichen und dabei zeigte sich die Konzentration einer bestimmten Bakterienklasse als ausschlaggebend und stark korreliert mit dem Auftreten von Allergien. Dies waren Mikroorganismen der Klasse Gammaproteobacteria.
Diese Bakterien sind allgegenwärtig und umfassen auch Krankheitserreger wie das Pathogen der Cholera (Bild) oder der Legionärskrankheit (Legionellose). Sie kommen in verschiedensten Lebensräumren vor, von der Erde auf dem Spielplatz bis hin zu geothermalen Quellen oder in Symbiose mit Kadaverwürmern am dem Grund des Ozeans.
Ausserdem zeigte die Studie, dass die Blutzellen von Probanden mit einer hohen Vielfalt dieser Bakterien auf der Haut signifikant grössere Konzentrationen des entzündungshemmenden Botenstoffes Interleukin-10 produzierten. Das Interleukin-10 ist eine der Schlüsselfiguren in der Kontrolle von Immunantworten und dämpft oder stoppt diese, wenn dem Körper Schäden entstehen könnten. Für die Interleukin-10-Produktion zeigte sich ein eindeutiger Zusammenhang mit dem Vorhandensein der Gattung Acinetobacter, die hier positiv korrelierte. Auch in dieser Gattung kommen wichtige und potentiell antibiotikaresistente Krankenhauskeime vor.

Acinetobacter baumanii (Bild: Wikipedia)

Eine Kritik an dieser Arbeit war die fehlende Untersuchung der Darmflora, die von den meisten Spezialisten auf diesem Gebiet als überaus wichtig erachtet wird. Doch ich denke, dass sich die Ergebnisse der Hautoberfläche bestimmt einigermassen auf die Darmflora übertragen lassen, da ein Kontakt mit diesen Bakterien bestimmt auch zu einer Aufnahme in den Magen-Darmtrakt führen sollte.
Das ganze zeigt meines Errachtens sehr eindrucksvoll, wie komplex diese Thematik ist und wie klein der Unterschied zwischen einem gefährlichen Krankheitserreger und einem gesundheitszuträglichen Gast der Mikrobiota auf der Haut oder im Magen sein kann.

Environmental biodiversity, human microbiota, and allergy are interrelated. Ilkka Hanski et al. 2012 PNAS, doi: 10.1073/pnas.1205624109

Ein wichtiger Grund für die Schwere viraler Erkrankungen ist die Tatsache, dass wir uns in einer ständigen Aufrüstungsschlacht mit humanpathogenen Viren befinden, wobei ein Opponent eine neue Strategie entwickelt und sich der andere anpassen muss, um das Rennen nicht zu verlieren. Man spricht hier in Falle der Täuschung des Immunsystems von Immunevasionsstrategien, also Veränderungen, die das Virus für unser Immunsystem teilweise oder gänzlich unsichtbar machen. Dies gibt dem Erreger natürlich einen enormen Vorteil im Kampf ums Überleben und die Fortpflanzung.
Wenn in diesem Wettrüsten eine Eigenschaft entsteht, die besonders effektiv ist, kann es zu solch verheerenden Verläufen mit hohen Zahlen an Todesopfern kommen.
Es sind bereits vielfältige Immunevasionsstrategien von verschiedenen Viren bekannt und diese reichen von einfachen, "logisch" erscheinenden Anpassungen, wie der Infektion von Wirtszellen des Immunsystems selbst, wie im Fall des HI-Virus, bis zu sehr ausgetüftelten Strategien, bei denen es zur spezifischen Unterdrückung der Antigenpräsentation in der Immunantwort kommt, das Immunsystem also sprichwörtlich geblended wird.
Einige dieser Anpassungen sind so elegant, dass man verführt wird zu denken, es könnte einen steuernden Mechanismus, anders als die allgegenwärtige evolutionäre Selektion geben, doch an diesem Punkt denke ich immer wieder an einen Korrekturkommentar meines Institutsleiters in der Doktorarbeit. Er schrieb neben eine entsprechende Textstelle: "In der Natur gibt es keine Teleologie!" Ich musste das damals auch erstmal nachlesen und es bedeutet, dass es in der Natur keine zweckorientierten Entwicklungsprozesse gibt. Alles ist zufällig und wird anhand der dadurch gewonnen Fitness selektiert.

Histon mit DNA-Moleül (Bild: Wikipedia)
Bei der neu entdeckten Immunevasionsstrategie des Influenzavirus handelt es sich erneut um eine sehr elegante Anpassung. Das NS1 Protein des saisonalen H2N3 Influenzavirussubtyps, besitzt am Ende eine Proteinsequenz, die eine hohe Ähnlichkeit mit dem sogenannten Histon-tail besitzt. Die Histonproteine sind im Zellkern einer menschlichen Zelle massgeblich für effektive Verpackung der insgesamt ca. zwei Meter langen DNA-Moleküle verantwortlich und übernehmen essentielle Aufgaben bei der Steuerung der Genaktivität. Dieser Prozess wird als Epigenetik bezeichnet, da er die Aktivität von Genen reguliert, ohne deren Sequenz zu beeinträchtigen, also "über" dem genetischen Code angelegt ist.

In Zellkulturuntersuchungen mit H2N3 Influenzaviren konnten die Forscher um Alexander Tarakhovsky von der Rockefeller Universität in New York zeigen, dass dieses Mimikri, also die funktionelle Nachahmung der Histon-tail Sequenz durch das virale NS1 Protein zur Bindung an PAF1 führt. Paf 1 ist ein Baustein des zelleigenen Transkriptionskomplexes (hPAF1C), der das Ablesen von Genen steuert. Durch die Bindung des Viralen Proteins, kann dieser Komplex seine Aufgabe nicht mehr erfüllen und es kommt zum Abbruch der Transkription. In diesem Fall betrifft dies wichtige Gene der antiviralen Immunantwort, was zur Beeinträchtigung der selben führt.

Um diesen Effekt genauer zu Untersuchen entwickelten die Wissenschaftler einen Test, bei dem spezifisch die Bildung des PAF1 Proteins verhindert wurde, um den Einfluss auf die Etablierung von antiviralen Genprodukten in der Immunantwort zu untersuchen. Dafür brachten sie eine sogenenannte kleine interferierende RNA (siRNA) gegen PAF1 in die Zellen ein und beobachteten was bei einer Influenzainfektion mit den antiviralen Genprodukten passierte. Dies zeigte, dass eine ganze Phalanx von antiviralen Genen, darunter verschiedene Interleukine, Chemokine und ihre Rezeptoren, Gene der Interferonantwort und bekannte antivirale Proteine wie die Oligoadenylatsynthetase 1/2 und Regulatoren der T-Zellantwort wie Indoleaminedioxygenase herunerreguliert wurden.

Ob dieses Mimikri eines zellulären Regulationsprozess essentiell für die Pathogenität der Viren ist, ist unwahrscheinlich, da in diversen untersuchten Virusstämmen hohe Diversitäten dieser Sequenz vorkommen und einige der gefährlichsten Virusstämme, wie das pandemische H1N1-Virus von 2009, vollständig ohne das Histon-tail Mimikri auskommen.

Auf jeden Fall stellt eine solche neue Entdeckung einer Proteininteraktion auch immer ein potentielles neues Ziel für die Entwicklung von Medikamenten dar und in diesem Fall sind die Forscher wohl auch schon in diese Phase gestartet und sind nun auf der Suche nach einem solchen Medikament.

Es handelt sich definitiv um einen neuen und interessanten Weg, die Co-Evolution von Mensch und Pathogen zu untersuchen und vielleicht lassen sich ähnliche Vorgänge auch in anderen Viren nachweisen, von denen so etwas noch nicht bekannt ist.

Suppression of the antiviral response by an influenza histone mimic. Ivan Marazzi et al. Nature 483, 428-433 (22 March 2012) doi:10.1038/nature10892

Das ist eine wirklich elegante Arbeit bei der Forscher Eisenoxidnanopartikel mit einem Antikörper gegen einen temperatursensitiven Kalziumkanal ausgestattet haben. Damit zielt das Nanopartikel gerichtet auf Zellen, die das entsprechende Kanalprotein auf ihrer Oberfläche tragen. Im nächsten Schritt wurden die Nanopartikel dann mittels niedrigfrequenten Radiowellen, die von den Partikeln absorbiert werden, erwärmt. Bei erreichen der Aktivierungstemperatur des Kalziumkanals von 42°C, beginnt dieser Kalzium-Ionen in die Zelle zu schleusen.
Dies wurde in Folge genutzt, um die Produktion von Insulin zu steuern, das mit einem kalziumsenitiven Promotor ausgestattet wurde.
Und siehe da, es funktionierte. Die Forscher injizierten den Mäusen Tumorzellen unter die Haut, die genetisch so modifiziert wurden, dass sie einen abgewandelten Kalziumkanal im Verbund mit einem Markerkonstrukt produzierten. Daraufhin wurden die antikörperbeladenen Nanopartikel, die spezifisch an das Markerkonstrukt binden, injiziert und per Radiowellen erhitzt. Dadurch sollte sich nur das Gewebe, welches die Bindungsstrukturen für die an die Nanopartikel gekoppelten Antikörper besitzt, erwärmen. Und dies zeigte sich sehr klar in einer Wärmebildaufnahme der behandelten Tiere, deren Tumoren sich differenziert vom umgebenden Gewebe erwärmten. Und auch die kalziumvermittelte Aktivierung des Reportergens klappte, was sich aus der Produktion von Insulin und dem Abfallen des Blutzuckerspiegels in behandelten Tieren ableiten liess. Wirklich eine grossartige Bestätigung der Anwendbarkeit eines solchen Protokols.
Im Prinzip lässt sich dies nun mit den entsprechenden Modifikationen auf eine Vielzahl von verschiedenen Fragestellungen und auch potentielle Therapieansätze anwenden, eben immer wenn man gezielt eine Aktivierung oder auch Inaktivierung einer Genexpression in einem bestimmten Gewebe erreichen will.

Radio-Wave Heating of Iron Oxide Nanoparticles Can Regulate Plasma Glucose in Mice. Sarah A. Stanley et al. Science 4 May 2012: Vol. 336 no. 6081 pp. 604-608 DOI: 10.1126/science.1216753

Erst sah es so aus, als würden die beiden Publikationen zumindest zum Teil redigiert, um mögliche Anwendungen als Biowaffe zu verhindern, dann beschlossen die beteiligten Forschergruppen ein selbstauferlegtes Moratorium ihrer Arbeit, bis geklärt wäre, wie man mit den Ergebnissen umzugehen habe, und letztendlich stellte sich heraus, dass das Virus nun zwar wie beschrieben zwischen Frettchen in Form einer Tröpfcheninfektion übertragen werden kann, die Schwere der Erkrankung aber keineswegs mit der der Vogelgrippe vergleichbar war. Und letztendlich wurde gestern die erste der beiden Arbeiten aus dem Labor von Yoshihiro Kawaoka in Wisconsin in Nature publiziert.

Auch die zweite Gruppe aus den Niederlanden um Ron Fouchier, die vergleichbare Daten generierte, hat inzwischen die Regierungserlaubnis, die Daten zu publizieren und wird dies in kürze in Science vornehmen.
Man ging also von einem H5N1-Vogelgrippevirus (A/Vietnam/1203/2004 (VN1203)) aus und brachte zufällige Mutationen im Gen für das Hemaglutinin ein. Das Hemaglutinin, kurz HA, steht namensgebend als H in H5N1. Die Nummer gibt einen familiären Subtypen der Hemaglutininproteine an. Das Hemaglutinin ist der Bindungsrezeptor des Influenzavirus, der eine Bindung an bestimmte Oberflächenstrukturen der Wirtszellen vermittelt, sogenannte Sialinsäuren, die an Galaktosezuckerreste gebunden sind. Und genau hier liegt auch der Hund begraben, denn bisher konnten die Typ 5 HA-Proteine des Vogelgrippevirus, nicht oder nur sehr ineffektiv an die Bindungsvariante der humanen Sialinsäure mit dem Zuckerrest binden. Durch das Einbringen von Zufallsmutationen in den globulären Kopf des Proteins, welcher die Bindung vermittelt, wollten die Forscher nun herausfinden, ob diese Hinderung aufzuheben sei.
Um ein potentiell verstärkt bindendes Virus zu selektieren, wurden die neu gebildeten Mutantenviren in Zellkulturexperimenten auf Truthahnzellen ausgebracht, die beide Bindestrukturen, die menschliche (Sia-alpha2,6-GAL) und die Vogelvariante (Sia-alpha2,3-GAL) besitzen. Doch zuvor wurden diese Zellen mit einer aus dem Bakterium Salmonella enterica stammenden Sialidase behandelt, ein Enzym, dass spezifisch die alpha2,3-Variante, also die Vogelzellstruktur, schneidet, und somit Zellen generiert,welche ausschliesslich mit der humanen alpha2,3 Variante ausgestattet sind. Diese Zellen wurden als spezifische "Beute" vewendet um Viren zu isolieren, die spezifisch an die alpha2,3 Variante binden. Alle nicht-bindenden Viruspartikel wurden durch Waschen entfernt und die Binder wurden anschliessend aufgereinigt. Diese Viren, welche durch die eingebrachten Mutationen nun zu spezifischen Bindern gemacht wurden, untersuchten die Forscher in Gewebeproben von menschlichen Luftöhren, die die entsprechenden humanen Strukturen aufweisen. Dabei stellten sie fest, dass insgesamt neun Viren mit diversen neuen und bereits bekannten Mutationen entstanden waren. Um diese neuen Mutanten zu testen, verwendeten die Forscher Frettchen, da diese Tiere empfänglich sind für eine Infektion mit humanen Influenzaviren. Dabei zeigte sich, dass die neuen Viren zwar infektiös, aber weit weniger pathogen als das H5N1-Ausgangsvirus sind. Und das wirklich spektakuläre dieser Arbeit war das Ergebnis, dass diese neuen Viren nun im Gegensatz zu den Ausgangsviren, durch Tröpcheninfektion zwischen infizierten und nicht-infizierten Frettechen übertragbar waren.
Insgesamt ist zu sagen, dass die technologische Vorgehensweise der Mutation eines Proteins wie es in dieser Arbeit beschrieben wurde, durchaus al Standardmethode molekularbiologischer Labore angesehen werden kann. Durch die zielgerichtete Einbringung von Mutationen in die Bindestelle des HA-Proteins wurde bewusst dessen Bindungsaktivität und Spezifität verändert, doch dass Influenzavirus ist selbst ein Kandidat für enorme Mutationsraten bei der Replikation, was ja auch zu der Tatsache führt, dass die Vakzinierung jedes Jahr neu Ausgeführt werden muss. Also meines Erachtens ist dies eine interessante Arbeit, die weitläufige neue Einblicke in die komplexen Eigenschaften des Virus liefert und wertvolle Erkentnisse für zukünftige Vorkehrungsmassnahmen. Doch eine Anleitung für Bioterroristen kann ich in dieser Arbeit nicht erkenne, bin aber natürlich auch kein Spezialist auf diesem Gebiet.
Soviel dazu und zu dem ganzen Lärm, den diese Experimente verursachten.

Experimental adaptation of an influenza H5 HA confers respiratory droplet transmission to a reassortant H5 HA/H1N1 virus in ferrets. Masaki Imai et al. Nature (2012) doi:10.1038/nature10831

Hier der sehr komplizierte Infektionsablauf der Malaria (Bild: Wikipedia)

Insgesamt haben die Forscher rund 800 Kinder in Tansania über drei Jahre ab der Geburt begleitet und bei Routinebesuchen verschiedene Messgrössen des Eisenstoffwechsels erhoben und diese anschliessend mit dem Auftreten einer Malariainfektion und der schwere des Verlaufs koreliert. Dabei stellten sie fest, dass ein Eisenmangel die Wahrscheinlichkeit eines nachweisbaren Parasitenbefalls fast 7-fach verringerte und einen schweren Parasitenbefall sogar 24-fach. Ausserdem wurde die Wahrscheinlichkeit einer schweren Malariaerkrankung in Kindern mit Eisenmangel 4-fach verringert. Das sind schon sehr gravierende Messwerte, die durch Medikamnte so nur selten erreicht werden.
Doch ganz neu ist diese Geschichte auch nicht. Ich beschäftige mich ja auch wissenschaftlich mit dem Eisenstoffwechsel und erinnere mich an ein beeindruckendes Paper von Hal Drakesmith und Silvia Portugal. Dort konnten die Forscher zeigen, dass durch die Parasiten der Malariainfektion im Blut die Bildung des Peptidhormon Hepcidin stimuliert wird. Dies führt dazu, dass Leberzellen kein Eisen mehr aufnehmen können, und somit der Infektionszyklus, der zum Teil in der Leber stattfindet und von Eisen abhängig ist unterbrochen wird. Dies resultiert in einer Hemmung von weiteren Malariainfektionen in Kindern mit einer bereits im Blut vorhandenen Parasiteninfektion.
Durch den Mangel an Eisen wird nun ebenfalls das Hormon Hepcidin gebildet, was zur Abreicherung von Eisen aus der Leber, einem Speicher für Eisen, führt. Dies würde dann ebenfalls die eisenabhängige Phase der Infektion in der Leber beeinträchtigen und könnte sowohl die Infektion, als auch die Malariaerkrankung abschwächen oder verhindern.
Diese Ergebnisse zeigen eindeutig, dass Programme zur Substitution von vermeintlichen Ernährungmangelerscheinungen sehr kritisch betrachtet werden sollten, da eine Gabe von Eisen in Malariaendemiegebieten durchaus zu einer Verschlimmerung der Situation führen könnte.