Onderzoek naar energiehuishouding malariaparasiet basis voor medicijnonderzoek

De energiehuishouding van de malariaparasiet kent verschillende stadia, net zoals de ontwikkeling van de parasiet. Dat schrijven onderzoekers van het Radboudumc in een onlangs gepubliceerd wetenschappelijk artikel in Nature Communications. Zij deden onderzoek naar de opbouw van eiwitten in de mitochondria, de energiefabriekjes, van de parasiet. Daarmee is in de toekomst onderzoek mogelijk naar nieuwe malariamiddelen.

De malariaparasiet Plasmodium falciparum wordt overgebracht door een mug, die met een muggenbeet de parasiet in het lichaam brengt. Eenmaal in het lichaam komen deze eerst in de lever terecht, waar ze zich ontwikkelen. Ze verhuizen naar de rode bloedcellen en vermenigvuldigen zich daar in rap tempo. Een klein deel van de parasieten deelt niet, maar ontwikkelt tot mannelijke en vrouwelijke vormen. Wanneer een mug bij een beet deze seksuele stadia van de parasiet opneemt, kunnen deze zich in de mug voortplanten en zo voor nieuwe infecties zorgen.

Wetenschappers van de afdeling Medische Microbiologie van het Radboudumc hebben onderzoek gedaan naar de energiehuishouding van de malariaparasiet. Daarmee openen ze de deur naar mogelijke nieuwe behandelmethoden. Hun bevindingen zijn onlangs gepubliceerd in het tijdschrift Nature Communications.

Ernstige infectieziekte

Een infectie met malaria kan zorgen voor ernstige gezondheidsproblemen, vooral bij kinderen en zwangere vrouwen. Zij ervaren eerst koortsaanvallen en verstopping van vitale organen, doordat de rode bloedcellen worden aangetast. Daarnaast kan malaria bloedarmoede veroorzaken. In 2019 zorgden malaria-infecties in 87 landen over de hele wereld, hoofdzakelijk in ontwikkelingslanden, voor 229 miljoen ziekenhuisopnames en meer dan 400 duizend doden.

De meeste behandelingen tegen malaria zijn genezend van aard en gaan de snelle ontwikkeling van de parasiet in de rode bloedcellen tegen, zegt Taco Kooij, onderzoeker op de afdeling Medische Microbiologie. "We blijven op zoek naar doelwitten voor geneesmiddelen die preventief kunnen werken door de parasieten in de lever te doden, en die ingrijpen in de seksuele fase van de parasiet, die plaatsvindt in de mug en daarmee verspreiding tegengaan. De heilige graal is een middel dat parasieten in alle drie deze fasen effectief kan doden."

Malaria-specifieke energiefabriekjes

Eén van die nieuwe onderwerpen op het gebied van malariaonderzoek is de energiehuishouding van de parasiet. Essentieel daarbij zijn de mitochondria: de energiefabriekjes van de cel, die met behulp van zuurstof energierijke stoffen uit vetten en suikers omzetten in energie die de cel nodig heeft om te functioneren. Mitochondria vormen een essentieel onderdeel van de meeste levende cellen van bijvoorbeeld planten, schimmels en dieren, zoals de cellen van het menselijk lichaam. Daar zijn ze ook vooral in bestudeerd. De eencellige malariaparasiet heeft slechts één mitochondrion dat ze verschilt in opbouw en in de expressie van sommige eiwitten. Dat maakt het mitochondrion een mogelijk aangrijpingspunt voor gewilde nieuwe geneesmiddelen tegen malaria.

Felix Evers, promovendus in de onderzoeksgroep van Kooij, deed onderzoek naar die verschillende opbouw en expressie van eiwitten in het mitochondrion van de malariaparasiet. "Eerder was al bekend dat dat slechts een kleine rol speelt in de aseksuele fase", zegt Evers. "Dat hebben wij bevestigd op eiwitniveau: we zien dat de eiwitten die belangrijk zijn voor de energiehuishouding in mitochondria gemiddeld 20 keer vaker voorkomen in de seksuele fase. Bovendien tonen we aan dat de typische eiwitcomplexen die hierbij een rol spelen in de malariaparasiet sterk afwijken van degene die we vinden bij de mens." Die vondst kan belangrijk zijn bij het ontwikkelen van nieuwe malariageneesmiddelen in de toekomst. "Als je je richt op die afwijkende complexen, ga je alleen de energiehuishouding van de malariaparasiet te lijf", zegt Evers. "De mitochondria van de mens laat je buiten beschouwing. Dat maakt een mogelijk geneesmiddel specifieker en veiliger."

Fundamenteel en vrij beschikbaar onderzoek

Maar voor allerlei nieuwe geneesmiddelen tegen malaria het levenslicht zien, benadrukt Kooij dat hun onderzoek niet direct is gericht op het ontwikkelen van nieuwe geneesmiddelen, maar wel belangrijk is. "Vaak is onderzoek naar malaria meer klinisch van aard. Maar zonder begrip van de mechanismen achter ziekte én gezondheid kunnen we uiteindelijk geen klinisch onderzoek meer doen."

Bovendien zijn de resultaten van hun onderzoek vrij beschikbaar voor iedereen ter wereld. ‘We hebben alle data ruim voor publicatie openbaar gemaakt’, zegt Kooij. "Malaria is een wereldprobleem dat vooral arme landen treft, en wetenschappers daar hebben vaak geen toegang tot dure wetenschappelijke artikelen", vervolgt hij. "Het is belangrijk dat iedereen ter wereld toegang heeft tot dit soort data."

read more (ENG)

Over de publicatie in Nature Communications

Composition and stage dynamics of mitochondrial complexes in Plasmodium falciparum – Felix Evers, Alfredo Cabrera-Orefice, Dei M. Elurbe, Mariska Kea-te Lindert, Sylwia D. Boltryk, Till S. Voss, Martijn A. Huynen, Ulrich Brandt en Taco W. A. Kooij. DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-021-23919-x.
 

• Meer weten over deze onderwerpen? Klik dan via onderstaande buttons door naar meer nieuws.

  Nieuws homepage Patientenzorg en Nieuws en verhalen