Bei Malaria denkt man am ehesten an Afrika und den dort häufigsten Malariaerreger Plasmodium falciparum. Von dort kennt man auch einen Trick der Evolution, wie manche Menschen resistent gegen Malaria sein können: Patienten der Erbkrankheit Sichelzellanämie bilden eine veränderte Form des Blutfarbstoffs Hämoglobin, so dass sich die roten Blutkörperchen, die Erythrocyten, sichelförmig verformen. Dies führt zu einer Armut an roten Blutkörperchen, da die verformten schnell abgebaut werden. Daraus folgen Sauerstoffarmut, Organveränderungen und letzlich eine verminderte Lebenserwartung. Im Blut dieser Personen können sich die Malariaerreger Plasmodium sp. jedoch nicht mehr vermehren (wobei der genaue Mechanismus noch ungeklärt ist), der Patient ist resistent gegen Malaria.
Bild 1: Sichelförmig verformte rote Blutkörperchen eines Sichelzellanämie-Patienten.
Die Sichelzellanämie ist darum weltweit sehr selten – mit Ausnahme von Gebieten, in denen eine hohe Dichte an Plasmodium-tragenden Moskitos vorherrscht. Dort bietet die Erbkrankheit einen evolutionären Vorteil, da die Lebenserwartung mit Malaria noch geringer ist.
Ein ähnlicher Fall wurde nun in einer kleinen Studie in PLos One für Brasilien beschrieben – jedoch mit einer anderen Plasmodium-Art und einer anderen Erbkrankheit!
Marli Stela Santana und Kollegen beschreiben in “Glucose-6-Phosphate Dehydrogenase Deficiency in an Endemic Area for Malaria in Manaus: A Cross-Sectional Survey in the Brazilian Amazon” eine Untersuchung von 200 Männern aus der Zentralbrasilianischen Stadt Manaus auf den Zustand ihres Glucose-6-Phosphat Dehydrogenase (G6PD) Gens in Beziehung zu Malariamerkmalen.
Bild 2: Ort der Studie: die brasilianische Stadt Manaus am Amazonas.
Dieses Enzym hat zwar auch eine Funktion im grundlegenden Glucosestoffwechsel, hier ist aber eine zweite Aufgabe von Bedeutung. Im Stoffwechsel entstehen jede Menge sogenannter reaktiver Sauerstoffspezies (ROS), die mit praktisch allen Zellbestandteilen reagieren und sie so schädigen. Das Glutathion ist ein Schutzprotein, das mit ROS reagiert und sie so wegfängt. Und um dieses oxidierte Glutathion wieder in seinen Grundzustand zurückzuversetzen, wird eben das G6PD benötigt (Glutathion-Metabolismuskarte bei KEGG). Darum ist G6PD besonders wichtig für die Erythrocyten, um die Oxidation des Hämoglobins zu verhindern.
Fällt die G6PD aus, dann ist eine Hämolyse (ein gesteigerter Abbau von roten Blutkörperchen) und eine Anreicherung mit dem funktionsunfähigen Methämoglobin die Folge. Dies wird noch gesteigert, wenn diese Leute Stoffen mit oxidativen Eigenschaften ausgesetzt sind.
Und hier kommt dann die Malaria in Spiel: In Brasilien ist mit fast 80% der vorherrschende Erreger nicht Plasmodium falciparum, sondern Plasmodium vivax. Das Standardmedikament zur Behandlung einer P. vivax-Infektion ist Primaquin, das zwar sehr gut wirkt, aber aufgrund seiner oxidativen Eigenschaften zu schweren Nebenwirkungen im Falle einer G6PD-Defizienz führt.
Bild 3: Strukturformel von Primaquin
Die Autoren schlagen darum vor, zumindest in Brasilien die Malariapatienten vor einer Primaquin-Gabe auf ihren G6PD-Status zu testen, weil die starken Nebenwirkungen zu längeren Krankenhausaufenthalten und größeren Kosten führen.
Und jetzt wird es spannend, denn der G6PD-Status hat noch einen weiteren Effekt bei Malaria. Unabhängig von der Ethnie oder vom Alter der untersuchten Männer wurden die G6PD-defizienten Patienten ihre Malariainfektion schneller los. Die große Mehrzahl (83,3%, im Vergleich mit 44,3% der G6PD-positiven) hatte weniger als 3 Malariaepisoden! Dies deutet darauf hin, dass eine G6PD-Defizienz ähnlich wie die Sichelzellanämie den Malariaerreger Plasmodium in seiner Ausbreitung im Blut behindert. Der dahinter stehende Mechanismus ist aber auch hier nicht bekannt und müsste noch untersucht werden.
Das bedeutet zusammenfassend sogar, dass man aus zwei Gründen bei G6PD-defizienten Malariapatienten auf Primaquin verzichten könnte: Die schlimmen Nebenwirkungen würden nicht auftreten, aber die Patienten würden auch ohne Primaquin gesund werden!
Eine erste einfache Testmöglichkeit auf G6PD-Defizienz liefern Santana et al. auch gleich mit: Bei diesen Menschen ist die Wahrscheinlichkeit, während einer Malariainfektion eine Gelbsucht zu entwickeln oder eine Bluttransfusion zu benötigen, signifikant erhöht. Malariapatienten, die diese Symptome zeigen, könnte man dann gezielt auf ihren G6PD-Status untersuchen.
Leider krankt diese Studie selbst an einem großen Problem: dem der kleinen Zahlen. Insgesamt wurden nur 200 Männer untersucht, von denen nur 6 G6PD-defizient waren. Alle statistischen Auswertungen sind darum nicht sehr vertrauenserweckend. Aufgrund der interessanten Ergebnisse bietet sich nun aber eine größere Studie mit mehr Patienten an!
Weitere spannende Artikel anlässlich des Welt-Malaria-Tages gibt es auf dem Blogkarneval bei Fischblog.
Bildquellen:
Bild 1 – Wikimedia Commons
Bild 2 – Abbildung 1 aus Santana et al.
Bild 3 – Wikipedia
Santana, M., de Lacerda, M., Barbosa, M., Alecrim, W., & Alecrim, M. (2009). Glucose-6-Phosphate Dehydrogenase Deficiency in an Endemic Area for Malaria in Manaus: A Cross-Sectional Survey in the Brazilian Amazon PLoS ONE, 4 (4) DOI: 10.1371/journal.pone.0005259
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