Mensch gegen Plasmodium: Steht diese tödliche Verstrickung, die Zehntausende von Jahren gedauert hat, vor dem Ende?

Steht eine tödliche Verstrickung, die Zehntausende von Jahren gedauert hat, vor dem Ende?

Am 6. Oktober 2021 empfahl die Weltgesundheitsorganisation (WHO) offiziell den Impfstoff RTS,S/AS01 (RTS,S) für den breiten Einsatz bei Kindern in Gebieten mit hoher Malariabelastung.

Dies ist der erste Malaria-Impfstoff in der Geschichte der Menschheit.

Menschen gegen Malariaparasiten, dieser ewige Krieg, kann er durch einen Befehl der WHO beendet werden?

Willkommen beim Anschauen des Kampfes zwischen Menschen und Malariaparasiten, erzählt von Jiujiu.

Der Ausgang dieses Kampfes geht alle an | Pixabay

Runde 1

Vor Hunderttausenden von Jahren begegneten primitive Menschen in Afrika wilden Malariaparasiten.

Der Malariaparasit nutzt die Fähigkeit eines „Mückenstichs“, um sich erfolgreich auf einer Mücke festzusetzen und in den menschlichen Körper einzudringen und dort zu parasitieren.

In den darauffolgenden Hunderttausenden von Jahren versuchten die Menschen, die Krankheit mit Mitteln wie „seltsamer Kleidung“ und „hartem Widerstand“ zu behandeln.

Es nützt jedoch nichts.

In der ersten Runde scheiterten die Menschen …

**Am 30. Juni 2021 gab die Weltgesundheitsorganisation bekannt, dass China offiziell den Status einer malariafreien Nation erreicht hat. **Zuvor war China jedoch fast vier Jahre lang malariafrei gewesen und geriet zunehmend aus dem Mittelpunkt der öffentlichen Gesundheit meines Landes. Malaria scheint in unserem Leben ein Fremdkörper geworden zu sein.

In der Geschichte der Menschheitsentwicklung verfolgt uns der Schatten der Malaria jedoch schon seit vielen Jahren. Forschungsergebnissen zufolge könnte der Ursprung von Plasmodium falciparum Hunderttausende von Jahren zurückliegen. Der Kampf zwischen Mensch und Malaria begann, als die Urmenschen noch in Afrika lebten[1].

Sporozoiten von Plasmodium 丨 Wikimedia Commons, Ute Frevert & Margaret Shear / CC BY-SA 2.5 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5)

In diesem Stadium sind die Menschen völlig machtlos, sich zu wehren. Historische Aufzeichnungen aus Europa, Asien und anderen Ländern zeigen, dass Malaria ein hohes Ausmaß an Todesopfern forderte.

John MacCulloch, ein 1773 geborener europäischer Geologe, führte die extrem niedrige Lebenserwartung in Europa – 25 Jahre in den Niederlanden, 50 Jahre in Großbritannien und nur 22 Jahre in Teilen Frankreichs – auf Malaria zurück.

Zu Lebzeiten kannte er den Erreger der Malaria nicht und bezeichnete ihn als unsichtbares, unbekanntes Gift. Er führte auch das Wort Malaria, das auf Italienisch schmutzige Luft bedeutet, ins Englische ein, um sich auf Malaria zu beziehen[2]. Um das Einatmen verschmutzter Luft zu verhindern, wurde das Vogelschnabel-Arztkostüm einst im Kampf gegen Malaria in Europa zum Mainstream.

Mittelalterliche Ärzte, die gegen die Pest kämpften, trugen Vogelschnabelmasken | Public Domain

Im alten China war Malaria ein mysteriöses Miasma, das in Lingnan, Sichuan und Guizhou auftrat. Es konnte Menschen töten, ohne dass diese es überhaupt bemerkten, was die Menschen der Antike zu der Annahme veranlasste, der Süden sei ein wilder und gefährlicher Ort.

Aufgrund des oberflächlichen Verständnisses von Malaria kann dieser Kampf zwischen Mensch und Malaria als ein Kampf beschrieben werden, bei dem der Feind im Dunkeln und wir im Licht stehen, was es schwierig macht, Widerstand zu leisten.

Natürlich verfügen die Menschen in diesem Stadium über eine primitivere Waffe: die natürliche Selektion.

Wissenschaftler haben herausgefunden, dass manche Menschen im Mittelmeerraum, in Afrika, Indien und anderen Regionen an einer seltsamen genetischen Krankheit leiden: sichelförmigen roten Blutkörperchen. Menschen mit dieser Art roter Blutkörperchen leiden unter Anämie, die Sauerstofftransportkapazität ihres Blutes ist sehr schwach und ihre Blutgefäße verstopfen leicht. In schweren Fällen kann es lebensbedrohlich sein.

Vergleich von normalen roten Blutkörperchen (oben) und Sichelzellen (unten) | Public Domain

Warum werden Menschen, die dieses Gen tragen, nicht durch natürliche Selektion eliminiert? Wegen Malaria.

**Menschen mit Sichelzellenanämie haben eine gewisse Resistenz gegen Malaria. **Darüber hinaus handelt es sich um eine rezessive Genmutation und eine schwere Anämie tritt nur auf, wenn beide Chromosomen mutiert sind. Was ist Anämie im Vergleich zum Todesschatten, den Malaria mit sich bringt?

Obwohl die Malaria grausam ist, kämpfen auch die Menschen dagegen, doch der Preis dafür ist hoch: Im Zuge der natürlichen Selektion ist eine Generation nach der anderen der Malaria zum Opfer gefallen.

Runde 2

Eintritt in das Zeitalter der Entdeckungen,

Menschen erhielten den Gegenstand „Chinarindenbaum“ und extrahierten **„Chinin**,

Im Industriezeitalter wurden die Requisiten verbessert und das Malariamedikament „Chloroquin“ synthetisiert, das eine dem Chinin ähnliche Struktur aufwies.

Die Fähigkeit des Malariaparasiten, sich zu „mutationen“, erhöht seine Arzneimittelresistenz und verringert die Wirksamkeit von Chloroquin.

Menschen nutzen die Fertigkeit **„Nobelpreis“ und erhalten den Gegenstand „Artemisinin“**.

Der Malariaparasit nutzte erneut seine Fähigkeit zur „Mutation“, um seine Arzneimittelresistenz zu erhöhen.

Die Kampfsituation geriet in eine Pattsituation …

Einer peruanischen Legende zufolge führte ein Erdbeben in der Region Loxa dazu, dass zahlreiche Chinarindenbäume aus der Umgebung in den See stürzten, wodurch das Seewasser die Fähigkeit erhielt, mysteriöse Fieberkrankheiten zu heilen. Seitdem haben die Einheimischen gelernt, Chinarinde zur Behandlung von Malaria einzusetzen. Glücklicherweise enthält Chinarinde Chinin, einen wirksamen Wirkstoff gegen Malaria [3].

Chinarindenbaum | Public Domain

Mit dem Beginn des Zeitalters der Entdeckungen verbreitete sich Chinin, ein Wundermittel, auf der ganzen Welt. Im Jahr 1693 rettete Chinin aus gemahlener Baumrinde sogar Kaiser Kangxi der Qing-Dynastie, der auf der anderen Seite der Erde lebte. Aufgrund ihrer chemischen Vorteile gelang es deutschen Wissenschaftlern im Jahr 1934, Chloroquin künstlich herzustellen, ein Malariamedikament mit einer dem Chinin sehr ähnlichen Struktur.

Obwohl Malariaparasiten nicht über ein so starkes Mutationspotenzial wie Viren verfügen, haben sie durch den Einsatz von Malariamedikamenten allmählich eine Arzneimittelresistenz entwickelt.

Viele später entwickelte Medikamente, darunter Pyrimethamin und Artemisinin, sind alle bis zu einem gewissen Grad mit dem Problem der Arzneimittelresistenz konfrontiert[4]. Man kann sagen, dass sich der Malariaparasit zu einem entsprechenden, gegen das Medikament resistenten Stamm entwickelt, wenn ein Medikament lange genug angewendet wird.

Schließlich haben Medikamente ihre Grenzen, sodass die Menschheit sich bei der Bekämpfung von Malaria nicht ausschließlich auf eine medikamentöse Behandlung verlassen kann.

Die beiden Wirte der Malaria sind Mücken und Menschen. Das Töten und Isolieren von Mücken ist ebenfalls eine gute Möglichkeit, Malaria vorzubeugen und einzudämmen.

Die Richtlinien der Weltgesundheitsorganisation zur Kontrolle von Malariaüberträgern empfehlen dringend die Verwendung von mit Insektiziden (Pyrethroiden und Piperonylbutoxid) besprühten Moskitonetzen oder das Besprühen von Innenräumen mit Insektiziden mit Langzeitwirkung in Malariagebieten[5]. Mit diesen beiden Methoden können in Gebieten mit geringer Pyrethroidresistenz 60 bis 90 % der Mücken getötet werden. Selbst in Gebieten mit höherer Resistenz kann es fast 30 % der Mücken töten. In Kombination mit der physischen Isolierung durch Moskitonetze kann die Erfolgsquote der Blutsauger in manchen Gebieten sogar auf weniger als 10 % sinken[6].

Das Töten und Isolieren von Mücken ist auch eine gute Möglichkeit, Malaria vorzubeugen und zu behandeln. Pixabay

Doch trotz der Verfügbarkeit von Medikamenten und Mitteln zur Verhinderung der Übertragung gab es im Jahr 2019 immer noch 229 Millionen Malariafälle und mehr als 400.000 Todesfälle. Mehr als 90 % der Fälle und Todesfälle ereigneten sich in Afrika, wobei über 60 % der Todesfälle kleine Kinder betrafen[7].

Außerhalb unserer Sichtweite leben noch immer einige Menschen im Schatten der Malaria.

Runde 3

Die Menschheit hat einen Impfstoff entwickelt und die Pocken ausgerottet.

Malariaparasit ist weitaus komplexer als Pockenviren und hat keine Angst vor Impfversuchen

Der Mensch hat seine Impffähigkeiten verbessert und ist sehr wirksam gegen Malariaparasiten

Der Blutindikator für Malariaparasiten ist stark gesunken …

Seit der Entdeckung der Kuhpocken steht dem Menschen eine weitere Möglichkeit zur Bekämpfung der Krankheit zur Verfügung: Impfungen.

Impfstoffe ermöglichen es dem menschlichen Immunsystem, den Kampf gegen verschiedene Krankheitserreger zu simulieren. Auf diese Weise werden Krankheitserreger, wenn sie in den menschlichen Körper gelangen, sofort abgetötet. Auf diesem Weg waren die Pocken die erste Krankheit, die vom Menschen ausgerottet wurde.

Im Vergleich zum Pockenvirus ist die Struktur von Plasmodium (einer Tierart aus der Klasse der Sporozoa des Stammes Protozoa) jedoch komplexer. Im Allgemeinen verfügen Viren nur über etwa ein Dutzend Proteine, es sind jedoch mehr als 5.000 Malariaparasitenproteine ​​bekannt. Es ist nicht einfach, aus den vielen Proteinen der Malariaparasiten ein geeignetes Ziel für die Herstellung eines Impfstoffs zu finden.

Gleichzeitig weist Plasmodium einen äußerst komplexen Lebenszyklus auf. Allein im menschlichen Körper kann die erythrozytäre Phase in die präerythrozytäre Phase, die extraerythrozytäre Phase und die erythrozytäre Phase unterteilt werden[8]. Die Proteinexpression, Morphologie und Parasitierungsstellen von Plasmodium unterscheiden sich in den verschiedenen Stadien stark, was bedeutet, dass für Plasmodium in den verschiedenen Stadien möglicherweise völlig unterschiedliche Impfstoffe entwickelt werden müssen.

Diese Faktoren erschweren die Entwicklung von Malaria-Impfstoffen.

Doch neben den technischen Schwierigkeiten ist die Entwicklung eines Malaria-Impfstoffs auch mit der Schwierigkeit finanzieller Engpässe konfrontiert. Heute sind die Malariagebiete überwiegend von Menschen mit niedrigem Einkommen bewohnt und daher keine guten Absatzmärkte für Impfstoffe. Daher fehlt den Pharmaunternehmen naturgemäß die Motivation, dort zu investieren.

Aufgrund der Schwierigkeiten bei Forschung und Entwicklung und der geringen Gewinne ist die Zahl der Forscher, die Impfstoffe gegen Malaria entwickeln, weitaus geringer als die Zahl der Forscher, die an anderen Impfstoffen arbeiten[9].

Doch menschliches Heldentum entsteht oft aus Taten, von denen man weiß, dass sie unmöglich sind. Endlich gibt es einen wirksamen Impfstoff gegen Malaria.

Der Impfstoff RTS,S/AS01 (RTS,S) wird wahrscheinlich einen großen Beitrag zum Sieg der Menschheit über Malariaparasiten leisten | Pixabay

Am 6. Oktober 2021 gab die WHO Empfehlungen für den großflächigen Einsatz des Malariaimpfstoffs RTS,S/AS01 (RTS,S) bei Kindern in subtropischen Gebieten heraus.

Die Geschichte der Entwicklung dieses Impfstoffs begann in den 1960er Jahren. Die Existenz von Atomwaffen stürzte die Welt in den Kalten Krieg, doch gleichzeitig brachte die nukleare Strahlung auch Hoffnung auf Leben. Durch die Nutzung strahlungsbedingter Mutationen kann die Toxizität von Malariaparasiten abgeschwächt werden. Man hofft, damit weniger toxische Malariaparasiten für die Herstellung von Impfstoffen zu züchten. Mit dieser Methode konnte damals zwar kein geeigneter Parasitenstamm erzeugt werden, doch sie half den Forschern, den Schlüssel für die Erkennung und Bekämpfung von Malariaparasiten durch das Immunsystem zu finden – das CSP-Protein. Im Jahr 1987 verwendeten Wissenschaftler dieses Protein zur Herstellung von Impfstoffen und tun dies seit 35 Jahren.

Der Impfstoff RTS,S/AS01 (RTS,S) zielt auf Malariaparasiten im präerythrozytären Stadium und verhindert, dass diese über die Blutgefäße in die Leber gelangen und dort parasitieren. In klinischen Studien in Afrika von 2009 bis 2011 erzielte dieser Impfstoff gute Ergebnisse: 18 Monate nach der Impfung war die Zahl der Patienten um etwa 40 % reduziert.

Andererseits ist die Idee, Impfstoffe auf Basis der Strahlenabschwächung herzustellen, nicht auf der Strecke geblieben. Ein Impfstoff namens PfSPZ basiert auf dieser Idee und hat in jüngsten Experimenten relativ gute Ergebnisse und eine hohe Sicherheit gezeigt. Die mRNA-Technologie, die sich bei der Entwicklung von COVID-19-Impfstoffen bewährt hat, wurde auch bei der Entwicklung von Malaria-Impfstoffen eingesetzt[10].

Kann der Impfstoff RTS,S/AS01 (RTS,S) Malaria jedoch weltweit beenden? Es dürfte schwierig sein, mit nur diesem einen Impfstoff einen Erfolg zu erzielen.

Obwohl der Impfstoff RTS,S/AS01 (RTS,S) die Zahl der Patienten um etwa 40 % reduzieren kann, bedeutet dies auch, dass seine Schutzrate nur etwa 30–40 % beträgt. Mit anderen Worten: Wer Malaria ausrotten will, muss sie mit anderen Maßnahmen kombinieren, etwa mit Insektiziden behandelten Moskitonetzen, neuen Medikamenten gegen Malaria und einem umfassenden System zur Überwachung der Epidemie.

Die Umsetzung dieser Maßnahmen erfordert eine globale multilaterale Zusammenarbeit. Derzeit treten über 90 % der Malariafälle in den ärmsten Ländern des afrikanischen Kontinents auf, beispielsweise in Nigeria, Kongo und Uganda, wo die Wirtschaft rückständig und die Gesundheitsinfrastruktur schwach ist. Daher benötigen sie bei der Prävention und Bekämpfung der Malaria umfangreiche finanzielle und technische Unterstützung.

Darüber hinaus kann sich Malaria aufgrund des zunehmenden globalen wirtschaftlichen und kulturellen Austauschs heutzutage sehr leicht über Grenzen hinweg ausbreiten. Solange es in einem Land Malaria gibt, besteht weltweit das Risiko eines Malariaausbruchs. Daher erfordert die Ausrottung der Malaria die Aufmerksamkeit und Zusammenarbeit von Regierungen, Gesundheitsorganisationen und humanitären Hilfsorganisationen auf der ganzen Welt.

Mithilfe sichererer und wirksamerer Impfstoffe und durch die globale multilaterale Zusammenarbeit besteht möglicherweise schon in naher Zukunft die Möglichkeit, den langjährigen Krieg zwischen Malariaparasiten und Menschen zu beenden.

Verweise

[1]Virginie Rougeron, Larson Boundenga, Céline Arnathau, Patrick Durand, François Renaud, Franck Prugnolle, Eine populationsgenetische Perspektive auf den Ursprung, die Verbreitung und die Anpassung der menschlichen Malariaerreger Plasmodium falciparum und Plasmodium vivax, FEMS Microbiology Reviews, 2021;, fuab047, https://doi.org/10.1093/femsre/fuab047

[2]Deb Roy R. Malaria-Themen: Imperium, Medizin und Nichtmenschen in Britisch-Indien, 1820–1909.[M]Cambridge (UK): Cambridge University Press; 2017 Sep. Kapitel 2

[3]Brabin, B. Analyse von Malaria-Ereignissen von 1840 bis 2020: Die Geschichte, erzählt durch Briefmarken. Malar J 20, 399 (2021). https://doi.org/10.1186/s12936-021-03932-7

[4]Wang J, Xu C, Liao FL, Jiang T, Krishna S, Tu Y. Eine vorübergehende Lösung für die „Artemisinin-Resistenz“. N Engl J Med. 2019 Mai 30;380(22):2087-2089. doi: 10.1056/NEJMp1901233. Epub 24. April 2019. PMID: 31018065.

[5]Leitlinien zur Kontrolle von Malaria-Vektoren. Genf: Weltgesundheitsorganisation; 2019. Empfehlungen. Verfügbar unter: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK538116/

[6]Gleave K, Lissenden N, Chaplin M, Choi L, Ranson H. Piperonylbutoxid (PBO) kombiniert mit Pyrethroiden in mit Insektiziden behandelten Netzen zur Malariaprävention in Afrika. Cochrane Database of Systematic Reviews 2021, Ausgabe 5. Art. Nr.: CD012776. DOI: 10.1002/14651858.CD012776.pub3. Abgerufen am 17. Oktober 2021.

[7]https://www.who.int/news/item/06-10-2021-who-recommends-groundbreaking-malaria-vaccine-for-children-at-risk

[8] Liu Lingyun, Zheng Guangmei. Allgemeine Zoologie, 4. Auflage [M] Peking: Higher Education Press. 2009.8

[9]https://www.cdc.gov/malaria/malaria_worldwide/reduction/vaccine.html

[10]https://doi.org/10.1371/journal.pmed.1001685

[11] Nussenzweig RS, Vanderberg J, Most H, Orton C. Schützende Immunität durch die Injektion von röntgenbestrahlten Sporozoiten von Plasmodium berghei. Natur. 1967;216(5111):160-2.

Autor: Jiujiu

Herausgeber: Peddler

Satz: Geschirrspülen

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