Mit neuem Wirkungsmechanismus gegen Malaria-Erreger Pharmazeuten entwickeln antiparasitäre Wirkstoffklasse

Die Vermehrung von Malaria-Erregern kann durch einen neuen Wirkungsmechanismus gehemmt werden. Ein Forschungsteam um Professor Conrad Kunick vom Institut für Medizinische und Pharmazeutische Chemie der Technischen Universität Braunschweig entwickelte dazu gemeinsam mit israelischen und australischen Parasitologen eine Klasse antiparasitärer Moleküle. Kreuzresistenzen mit bereits zugelassenen Malariamitteln sind wegen des neuen Wirkungsmechanismus unwahrscheinlich. Bevor alternative Antimalariamedikamente daraus entwickelt werden können, sind weitere Untersuchungen sowie präklinische Tests notwendig. Seine Ergebnisse veröffentlicht das Forschungsteam heute in der Fachzeitschrift „Malaria Journal“.

Neben AIDS und Tuberkulose gehört Malaria zu den „Big Three“, der am häufigsten auftretenden Infektionskrankheiten mit tödlichem Ausgang. Vor allem in den tropischen Gebieten Afrikas, Südamerikas und Asiens ist die Krankheit weit verbreitet. Verursacht wird die Infektion durch Plasmodien. Die einzelligen Parasiten werden durch Stechmücken übertragen und vermehren sich in roten Blutkörperchen des Menschen. „Obwohl es gut wirksame Medikamente zur Vorbeugung und zur Therapie der Malaria gibt, haben sich gegen praktisch alle verfügbaren zugelassenen Arzneimittel Resistenzen entwickelt“, erklärt Professor Conrad Kunick. „Sollten sich diese Resistenzen weltweit verbreiten, könnte es besonders in Entwicklungsländern zu einer katastrophalen Verschlechterung der Gesundheitssituation breiter Bevölkerungsschichten kommen“, so Kunick weiter.

Mit alternativen Wirkungsmechanismen gegen Kreuzresistenzen

Neben der verstärkten Bekämpfung der Stechmückenplage ist daher die Entwicklung von neuen Wirkstoffen gegen die Plasmodien notwendig. Kunick erklärt: „Wegen der bestehenden Resistenzen sind neue Antimalariamittel gefragt, die auf alternativen Wirkungsmechanismen beruhen. Sie greifen andere Zielstrukturen in den Plasmodien an und vermeiden damit Kreuzresistenzen.“ Seit dem Jahr 2013 arbeitet Kunick zusammen mit dem Parasitologen Professor Ron Dzikowski von der Hebräischen Universität in Jerusalem im Forschungsprojekt „MalaDrug“ daran, neue Wirkstoffe zu entdecken. Gefördert wird es vom Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen der „German-Israeli Cooperation in Biotechnology“.

Leuchtende Erreger im Testlabor

Die Braunschweiger Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vom Institut für Medizinische und Pharmazeutische Chemie sind für das Design und die Synthese von Testsubstanzen und die Erforschung der Zusammenhänge zwischen biologischer Wirkung und chemischer Struktur zuständig. Die Testung erfolgt in Israel an Zellkulturen. Dabei wachsen gentechnisch veränderte Plasmodien in roten Blutkörperchen. Diese Parasiten werden durch Zugabe eines Reagenzes zum Leuchten angeregt, so dass durch Messung der Lichtintensität die Vermehrung der Erreger verfolgt werden kann. „Bereits in den ersten Testrunden konnten wir ein neues Molekül mit Wirkung gegen die Erreger identifizieren“, berichtet Professor Kunick.

Selektiver Eingriff in den Stoffwechsel der Plasmodien

Allerdings mussten dann zahlreiche zusätzliche Substanzen synthetisiert werden, um die Wirkungsstärke zu erhöhen. Wie die Forscher in der Fachzeitschrift Malaria Journal berichten, ist es gelungen, den Wirkungsmechanismus der neuen Stoffe aufzuklären. Diese Studien erfolgten in Zusammenarbeit mit Professorin Vicky M. Avery von der Griffith Universität in Brisbane, Australien. „Unsere Verbindungen hemmen die Bildung von Coenzym A in den Parasiten, auf das die Erreger angewiesen sind“, erläutert Prof. Kunick. „Weil menschliche Zellen Coenzym A mit anders strukturierten Enzymen herstellen, können unsere Wirkstoffe die Erreger selektiv bekämpfen. Dieser Wirkungsmechanismus wird von keinem der bisher zugelassenen Medikamente gegen Malaria ausgenutzt.“ Einige der neuen Verbindungen sind zudem gut wasserlöslich, was eine Verabreichung in Form von Tabletten oder als Injektion erleichtere.

Weitere Untersuchungen und klinische Tests nötig

Der Weg bis zu einem Arzneimittel sei allerdings noch sehr weit, betont Kunick. „Zunächst müssen wir zeigen, dass die Stoffe lange genug im Organismus der Infizierten verweilen und nicht sofort wieder ausgeschieden werden.“ Zudem seien noch zeit- und kostenaufwändige präklinische Studien notwendig, um die Eigenschaften der Substanzen weiter zu untersuchen, bevor an eine Testung in der Klinik gedacht werden kann. Optimistisch ist Kunick aber trotzdem: „Mit unseren Verbindungen kann überprüft werden, ob sich der neue Wirkungsmechanismus prinzipiell für die Entwicklung alternativer Antimalariamedikamente eignet.“ Damit, so Kunick, könnte tatsächlich ein wichtiger Beitrag im Kampf gegen resistente Erreger und die weitere Ausbreitung der Malaria geleistet werden.