Analyse der Transkriptionsdynamik von Virulenzfaktoren in klinischen Isolaten des Malariaerregers Plasmodium falciparum

• Antragstellerin: Dr. Anna Bachmann
• Fachliche Zuordnung: Parasitologie und Biologie der Erreger tropischer Infektionskrankheiten
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 323759012

Die Malaria tropica, verursacht durch die Infektion mit dem Einzeller Plasmodium falciparum, gehört zu den weltweit wichtigsten Infektionserkrankungen des Menschen. Die molekularen Mechanismen der Virulenz und Persistenz des Parasiten konnten bislang nur unzureichend geklärt werden, insbesondere da die meisten Untersuchungen an Langzeitkulturen von Laborstämmen durchgeführt wurden. In der vorliegenden Studie sollen daher Parasiten aus infizierten Tropenrückkehrern isoliert und unmittelbar analysiert werden. Diese Gruppe von Malariapatienten stellt eine besondere Kohorte von immunologisch naiven Individuen dar, bei denen die Entwicklung, Genexpression und Antigenvariation der Parasiten nicht durch Immunantworten vorausgegangener Plasmodien-Infektionen beeinflusst werden. Der Schwerpunkt der Untersuchungen soll auf die Analyse des variablen Oberflächenproteins PfEMP1 gelegt werden, mit dessen Hilfe P. falciparum an Rezeptoren des Gefäßendothels adhäriert, um die Milzpassage und die dortige Eliminierung zu vermeiden. Zudem präsentiert der Parasit dem Immunsystem sukzessive verschiedene PfEMP1-Varianten, wodurch die Immunevasion parasitierter Erythrozyten vermittelt wird. Im Rahmen der Studie soll die Genexpression mehrerer aufeinander folgender Parasiten¬generationen mittels quantitativer RNA-Sequenzierung analysiert werden, um die Frage zu beantworten, ob Sequenzen von PfEMP1-Domänen mit definierten Rezeptorbindungseigenschaften in nicht-immunen Malariapatienten gefunden werden können. Zudem soll die Frequenz, mit welcher der Parasit potenziell neue Proteinvarianten an der Oberfläche parasitierter Erythrozyten exponiert, auf RNA-Ebene untersucht und Proteinebene exemplarisch validiert werden. Dabei legen unsere Voruntersuchungen nahe, dass sich frisch isolierte Parasiten hinsichtlich ihrer Genexpression deutlich von Parasiten unterscheiden, die bereits an die in vitro-Kultivierung adaptiert wurden. Insgesamt soll die Hypothese überprüft werden, ob die Expression PfEMP1-kodierender Gene in P. falciparum nach einem festgelegten, hierarchischen Prinzip erfolgt, und inwieweit das menschliche Immunsystem und die zytoadhärente Eigenschaften des Parasiten dieses Expressionsprogramm beeinflussen können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Australien
• Kooperationspartner: Dr. Michael F. Duffy, Ph.D.