Wetenschappers hebben een eiwit gevonden dat als hoofdschakelaar in de ontwikkeling van malariaparasieten dient. Als het afwezig is ontstaan er geen geslachtscellen van de parasiet en kan hij zich niet voortplanten in een mug.
Malaria is een van de meest voorkomende, ernstige infectieziektes in de wereld. Jaarlijks worden er volgens de WHO rond de 200 miljoen mensen ziek, van wie er naar schatting 627.000 overlijden. 77 procent van hen is jonger dan vijf jaar. De afgelopen jaren daalde het aantal gevallen enigszins door beter geneesmiddelengebruik en geïmpregneerde klamboes die beschermen tegen muggen. Maar de daling wordt bedreigd door resistentieontwikkeling tegen bestaande medicijnen. Nieuwe middelen zijn hard nodig.
Met name in Afrika en Azië sterven jaarlijks veel mensen aan malaria-infecties. De resistentie tegen bestaande middelen is daar het hoogst.
Wikimedia Commons, Petaholmes via CC0Wetenschappers laten deze week met twee verschillende publicaties in het tijdschrift Nature een mogelijk nieuw aangrijpingspunt voor nieuwe middelen zien. De twee teams ontdekten onafhankelijk van elkaar dat een bepaald eiwit, AP2-G, een aantal genen activeert die de ontwikkeling van vrouwtjes- en mannetjesparasieten stimuleren.
Parasietenleven
De eencellige malariaparasiet heeft een ingewikkeld leven in mens en mug, waarin hij steeds van gedaante verwisselt. Dat moet ook wel, om als parasiet in een mensenlichaam te overleven zijn andere eigenschappen nodig dan in een muggenlijf. In de speekselklieren van een vrouwtjesmug wachten de parasieten in de vorm van sporozoïeten tot de mug een mens steekt om bloed op te zuigen. Vrouwtjesmuggen hebben bloed nodig om eitjes te kunnen leggen. De sporozoïeten belanden daarbij in de menselijke bloedbaan en beginnen hun tocht door het lichaam. De eerste stop is de lever. Hier delen ze en rijpen uit tot merozoïeten die na enkele dagen vrijkomen in het bloed om rode bloedcellen binnen te dringen. Hier gaat de deling en rijping verder.
Als de rode bloedcellen openbarsten dringen de vrijgekomen parasieten een nieuwe rode bloedcel binnen. Dit is het moment dat de patiënt ziek wordt; hij krijgt koorts en vaak hoofdpijn. Tijdens de rijping ontstaan er ook gametocyten: mannelijke en vrouwelijke geslachtscellen van de parasiet. Als een nieuwe mug de patiënt steekt, zuigt hij de geslachtscellen op en in de muggenmaag vindt bevruchting plaats. De jonge nakomelingen, de sporozoïeten, kruipen naar de speekselklieren van de mug. Klaar voor hun reis naar een volgend slachtoffer.
Epigenetisch verschil
Die gametocyten zijn noodzakelijk voor de malariaverspreiding want zonder gametocyten is er geen voortplanting in de mug en dus geen besmetting van de mens. Hoe bepaald wordt wanneer de gametocyten geproduceerd worden was lang een mysterie. Manuel Llinás en collega’s en een onderzoeksteam onder leiding van Andy Waters beschrijven nu beiden in Nature de sleutelrol die het AP2-G gen hierbij heeft.
Rode bloedcellen geïnfecteerd met malariaparasiet.
John C TanSpaanse wetenschappers van het Barcelona Centre for International Health Research zagen eerder al dat de productie van dit eiwit sterk wisselde bij gekloonde menselijke malariaparasieten. Hoe meer eiwit, hoe meer gametocyten er ontstonden. Omdat het om klonen ging hadden alle parasieten hetzelfde DNA. Toch wisselde de hoeveelheid gametocyten die de individuele parasieten vormden. Daarom vermoedden de wetenschappers dat de vorming van de geslachtscellen niet door een mutatie gestuurd wordt, maar door een epigenetisch verschil.
Toegankelijk DNA
Op een paar plekken in het malariagenoom, waaronder het AP2-G gen, treedt methylatie op van de histonen, de verpakkingseiwitten van het DNA. Door de methylatie worden de genen meer of minder toegankelijk voor transcriptiefactoren die voor het aflezen van het DNA zorgen. De wetenschappers selecteerden de afgelopen jaren in hun lab malariaparasieten die geen gametocyten konden vormen. Nadat ze het DNA onder de loep hadden genomen zagen ze één duidelijke overeenkomst: de parasieten misten het AP2-G gen.
Schakelaar uitschakelen
Om hun vermoedens te bevestigen verwijderden de wetenschappers het AP2-G gen uit het genoom van parasieten die normaal geslachtscellen produceerden, en keken wat er gebeurde. Hun vermoeden werd bevestigd: de parasieten konden geen mannelijke en vrouwelijke geslachtscellen produceren. De ontdekking van het eiwit is erg belangrijk in het malariaonderzoek. Mogelijk vinden de wetenschappers hiermee een manier om deze vitale genetische schakelaar om te zetten met een medicijn.