Einem kriechenden Übeltäter auf der Spur
Es ist bereits bekannt, dass die Parasiten für ihre Bewegungen abgewandelte Formen der gleichen Eiweißstoffe benutzen, die auch in menschlichen Muskeln stecken: Aktin und Myosin. Aktinproteine bilden bei den Parasiten eine Art Schiene in Bewegungsrichtung, auf der sich Myosinproteine wie kleine Motoren entlang bewegen und dadurch die Zelle nach vorne schieben. Die Bestandteile dieser Fortbewegungsmaschinerie sind weitgehend bekannt, die Leistungen und genauen Mechanismen jedoch noch unklar.
Pionier-Ergebnisse dazu sind nun den Forschern um Friedrich Frischknecht vom Zentrum für Infektionskrankheiten des Universitätsklinikums Heidelberg geglückt. Für ihre Messungen platzierten die Wissenschaftler winzige Plastik-Kügelchen auf der Oberfläche der Parasiten, auf die feine Laserstrahlen gerichtet waren. Das Kügelchen blieb dort an bestimmten Oberflächenstrukturen haften, sodass es der Einzeller bei der Fortbewegung nicht abstreifen konnte. Mit den Kügelchen als Fixierpunkt war es schließlich möglich, die Geschwindigkeit der Winzlinge zu erfassen. “Immerhin erreichen die 0,01 Millimeter langen Parasiten die beachtliche Geschwindigkeit von rund sieben Millimetern pro Stunde”, berichtet Frischknecht.
Außerdem konnten die Forscher auf die Kräfte der Parasiten rückschließen: Versuchte das Plasmodium sich von dem Kügelchen loszureißen, war es möglich, durch einen hochsensiblen Detektor die Kraft erfassen, die es dazu aufwendete. “Die Kräfte, die hier walten, sind natürlich minimal, wir konnten aber zeigen, dass die durch Myosin erzeugte Kraft auf die Oberflächenproteine des Parasiten übertragen wird, mit denen er sich auch an seiner Umgebung anheftet. Diese Messungen sind die Grundlage für unsere weiteren Untersuchungen”, so der Wissenschaftler.
Förderung für ein vielversprechendes Projekt
Mit Hilfe von mikroskopischen High-Tech-Messverfahren will das Team nun zusammen mit internationalen Kollegen weitere medizinisch wichtige Fragen beantworten: Welche molekularen Mechanismen liegen der Bewegung zugrunde? Wie schafft es der Parasit, so schnell durch menschliches Gewebe zu kriechen? Das Forscherteam wird dazu gentechnisch veränderte Parasiten herstellen, bei denen gezielt kleine Defekte in den Komponenten der Bewegungsmaschinerie erzeugt werden. Der Vergleich der Bewegungsfähigkeit dieser Plasmodien mit unveränderten soll dann zeigen, welche Bestandteile welche Funktion besitzen.
