Medizin am Abend Berlin - MaAB- Fazit: Toxoplasmose: Erreger mit molekularem Universalschlüssel
LMU-Parasitologen zeigen, dass ein Komplex zweier Proteinvarianten für die Infektion mit Toxoplasmose eine wesentliche Rolle spielt.
- Die Toxoplasmose gehört zu den weltweit am meisten verbreiteten Zoonosen.
Dabei handelt es sich um eine Infektionskrankheit, die durch den Parasit Toxoplasma gondii verursacht wird.
- Die Endwirte sind zwar Katzen, aber der Parasit kann jedes warmblütige Tier befallen, auch den Menschen.
Ein Team um Prof. Markus Meissner, Leiter des LMU-Lehrstuhls
für Experimentelle Parasitologie, hat nun untersucht, wie es dem Erreger
gelingt, ein so breites Wirtsspektrum zu infizieren, und dabei einen
zentralen Proteinkomplex identifiziert.
Toxoplasma gehört zu einer Gruppe einzelliger Parasiten, die als
Apicomplexa bezeichnet werden.
Im Gegensatz zu Toxoplasma sind die meisten Arten dieser Gruppe auf bestimmte Wirte und Zelltypen beschränkt.
Der Malaria-Erreger Plasmodium etwa ist sehr artspezifisch und kann nur Leberzellen und rote Blutkörperchen infizieren.
Nach
Ansicht der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler deutet das breite
Wirtsspektrum von Toxoplasma darauf hin, dass der Parasit mehrere
Strukturen der Wirtszelle erkennen kann, was dann zur Aktivierung eines
grundlegenden Invasionskomplexes führt.
„Unsere Hypothese war, dass dieser Invasionskomplex stark konserviert
und sowohl in Toxoplasma als auch in Plasmodium vorhanden ist“, sagt Dr.
Mirko Singer, der Erstautor der Studie.
„Um die Invasionsmechanismen
und mögliche Gründe für die unterschiedliche Wirtsspezifität zu
untersuchen, haben wir die Faktoren verglichen, die bei Toxoplasma und
Plasmodium an der Invasion des Wirts beteiligt sind."
Zusammenspiel zweier Varianten
Bei ihren Analysen der Invasionsfaktoren konzentrierten sich die
Forschenden auf eine Familie riesiger modularer
Cystein-Repeat-Proteinen, den so genannten CRMPs, von denen bereits
vermutet wurde, dass sie bei der Invasion eine Rolle spielen.
Plasmodium besitzt vier dieser Proteine, Toxoplasma hingegen hat nur zwei.
Durch verschiedene Experimente konnten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zeigen, dass es zwei CRMP-Varianten gibt, die paarweise interagieren – jeweils Variante A mit Variante B.
Der gesamte Komplex wird im Inneren von Toxoplasma zusammengebaut und landet dann auf der Oberfläche des Parasiten, wo er die Invasion der Wirtszelle einleitet.
Wird einer der Partner entfernt, kann der Parasit nicht in seine
Wirtszelle eindringen – der Komplex dient also als zentrales „Türöffner“
in den Wirt.
Zudem identifizierten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler bei
Toxoplasma zwei zusätzliche kleine Helferproteine, die spezifisch
jeweils an einer der Varianten haften.
„Ohne diese Helfer fällt es Toxoplasma schwerer, in Zellen einzudringen“, sagt Meissner.
„Interessanterweise fehlen sie bei Plasmodium, was das breitere Wirtsspektrum von Toxoplasma erklären könnte.“
Prof. Dr. Markus Meissner
Experimentelle Parasitologie
Fakultät für Tiermedizin
+49 (0)89 2180-3622
Markus.Meissner@para.vetmed.uni-muenchen.de
www.para.vetmed.uni-muenchen.de
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Originalpublikation:
Mirko Singer, Kathrin Simon, Ignasi Forné, Markus Meissner: A central CRMP complex essential for invasion in Toxoplasma gondii. PLOS Biology 2023
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