Der einzellige Parasit Toxoplasma gondii bildet innerhalb der Wirtszelle kleine Bläschen, die parasitophoren Vakuolen, die für den Nährstoffaustausch und die synchrone Zellteilung sorgen. Dabei sind die entstandenen Tochterzellen innerhalb der Vakuole über ein Netzwerk ‒ vergleichbar einer Nabelschnur ‒ miteinander verbunden. Bis zu 64 Tochterzellen können sich in einem Bläschen bilden. Sobald die Abkömmlinge reif sind, sorgt ein Regulationsmechanismus dafür, dass die Vakuole mit den darin gebildeten Strukturen aufgelöst wird. Das ist der Zeitpunkt, an dem die Tochterzellen mobil werden und neue Wirtszellen befallen. Bislang war nicht bekannt, welche Gene die Proteine kodieren, die den Austritt aus der Wirtszelle steuern. Um erstere zu identifizieren, wurde von den Forschern ein neues genetisches Screeningverfahren entwickelt, das auf der „Genschere“ CRISPR-Cas-9 basiert, und eine Bibliothek von 320 parasitenspezifischen Genen untersucht. Dabei wurden zwei Gene entdeckt, ohne die ein Zellaustritt unmöglich ist. Die gezielte Zerstörung dieser Gene führte zu einer Blockade des Austritts und damit zum Tod der nächsten Parasitengeneration innerhalb der Wirtszelle. „Damit ist der Weg frei für die Entwicklung potenzieller Wirkstoffe, welche die Funktion der entsprechenden Proteine blockieren und so die Verbreitung stoppen könnten“, kommentiert Prof. Dr. ret. nat. Markus Meißner, Forschungsleiter der Münchner Gruppe.

Die Forschungsergebnisse weisen noch auf ganz andere Möglichkeiten bei einer weitaus wichtigeren Infektionskrankheit hin: Toxoplasma gondii ist nämlich eng mit dem Malariaerreger Plasmodium falciparum verwandt. Deshalb dient der Parasit als Modellorganismus für den Erreger der Tropenkrankheit, an der jährlich weltweit Hunderttausende Menschen sterben. „Wir gehen davon aus, dass ähnliche Prozesse die Vermehrung des Malariaerregers steuern“, sagt Dr. Elena Jiménez Ruiz, eine weitere Forscherin aus der Münchner Gruppe. „Wir werden als nächstes untersuchen, welche Funktionen diese Proteine im Malariaerreger haben und ob es mögliche Ansatzpunkte für die Entwicklung neuer Medikamente gibt.“