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Biologie
Die Erforschung der faszinierenden Biologie des Schlafkrankheitserregers in Würzburg
Prof. Dr. Markus Engstler, Lehrstuhl für Zell- und Entwicklungsbiologie, Biozentrum der Universität Würzburg
Trypanosomen wechseln regelmäßig ihre Garderobe

Seit über hundert Jahren ist bekannt, dass die Anzahl der Schlafkrankheitserreger im Blut eines infizierten Menschen periodisch schwankt. Der Patient zeigt die symptomatischen Krankheitsschübe. Heute wissen wir, dass der Grund für die Parasitenwellen ein brutal geführter Zweikampf zwischen Parasit und Immunsystem ist. Die Trypanosomen bilden einen dichten Eiweißmantel auf ihrer Oberfläche, der nur aus einer Sorte von Protein besteht. Das Immunsystem bildet Antikörper gegen den Mantel und eliminiert die Parasiten (Zahl fällt). Der Parasit wechselt daraufhin den Mantel, das Immunsystem muss von vorne beginnen Antikörper zu bilden (Parasitenzahl steigt). Dieses Spiel kann der Parasit unendlich weiter spielen, denn er hatte hunderte von Mänteln. Er gewinnt immer.

Trypanosomen fressen unsere Antikörper

Wir haben herausgefunden, wie Trypanosomen das Immunsystem zusätzlich austricksen. Die erfolgreiche Forschung begann mit der einfachen Frage, warum die Parasiten im Blut des Menschen eigentlich schwimmen. Das tun sie nämlich ständig, ohne Pause. Dabei erreichen die Einzeller aber niemals Geschwindigkeiten, die es ihnen erlauben würden, zielgerichtet zu navigieren – das Blut fließt viel zu schnell. Allerdings schwimmen die Parasiten rasch genug, um die Strömung auf ihrer Oberfläche auszunutzen: Antikörper, die an ihre Oberfläche gebunden haben, werden durch die Ströme entgegen der Schwimmrichtung zum Zellende geschoben. Dort werden sie über den Zellmund aufgenommen. Bildlich gesprochen: Die Trypanosomen fressen die Antikörper, die sie eigentlich töten sollten. Ein genialer Schachzug.

Trypanosomen durchschwimmen die Tsetse-Fliege

Die Schlafkrankheit wird von der Tsetse-Fliege übertragen. Nachdem die Parasiten mit der Blutmahlzeit in den Blutsauger gelangt sind, dauert es etwa 3-4 Wochen, bis sie ihre Reise durch die Fliege vollendet haben. Bislang war unbekannt, wie die Trypanosomen ihren Weg finden. Wir haben das Geheimnis gelüftet und dabei hochmoderne Methoden eingesetzt. Als einziges Labor in Deutschland dürfen wir Tsetse-Fliegen züchten. Die Parasiten ändern in der Fliege mehrfach Zellform und Schwimmstil. Wir haben die Route der Trypanosomen vom Eintritt in die Fliege und die Reise durch ein wahres Labyrinth im Fliegendarm bis zum Stechrüssel untersucht. Heute ist klar: die Achilles-Verse der Trypanosomen ist das unablässige Schwimmen. Diese Schwachstelle nutzen wir für die Entwicklung neuer Medikamente.

Weiterführende Links

Prof. Dr. Markus Engstler ist seit 2009 Inhaber des Lehrstuhls für Zell- und Entwicklungsbiologie (Zoologie I) am Biozentrum in Würzburg. Zuvor war er Professor in Darmstadt und München. In seiner Forschung nutzt er den Erreger der menschlichen Afrikanischen Schlafkrankheit, Trypanosoma brucei, als Modelorganismus, um grundlegende Fragen der Zellbiologie, Genetik, Biochemie und Biophysik zu erforschen. Zudem studiert Markus Engstler von Trypanosomen erzeugte Viehseuchen vor Ort in Afrika und setzt sich seit Jahren für die gesellschaftliche Wahrnehmung von vernachässigte Tropenerkrankungen ein.

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