Infektionen mit Wurmparasiten verursachen nicht nur Erkrankungen beim Menschen sondern auch bei Haus- und Nutztieren. Ein Befall mit Parasiten geht in Nutztierbeständen mit erheblichen wirtschaftlichen Schäden einher. Darüber hinaus werden Parasiten zusehends resistenter gegen herkömmliche Medikamente. Martina Ondrovics und ihre Kollegen am Institut für Parasitologie an der Vetmeduni Vienna haben nun eine Arbeit veröffentlicht, in der sie die Grundlage für die Entwicklung neuer Arzneimittel gegen einen häufigen Darmparasiten, Oesophagostomum dentatum, beim Schwein legen konnten. Die Publikation wurde im online Journal PLOS ONE veröffentlicht.

Die wissenschaftliche Arbeit von Martina Ondrovics ebnet den Weg für zukünftige Forschung an der Parasitenbekämpfung. Neue Medikamente können auf Grundlage der erarbeiteten Daten designt werden. Ondrovics erklärt: "Wir benötigen dringend neue Angriffspunkte für die Entwicklung wirksamer Medikamente. Parasitäre Würmer werden zusehends resistenter gegen herkömmliche Behandlungsstrategien. Die von uns identifizierten Proteine sind in grundlegende biologische Entwicklungsprozesse involviert. Das macht sie zu idealen Kandidaten für die Entwicklung neuartiger Arzneimittel."

Der Lebenszyklus des Knötchenwurms

Der so genannte Knötchenwurm, Oesophagostomum dentatum, diente den Wissenschaftern als Forschungsobjekt. Dieser Rundwurm infiziert speziell den Dickdarm von Schweinen und führt zu Durchfällen, Gewichtsverlust und verlangsamtem Wachstum bei den Tieren. In einigen Fällen kann ein Befall sogar zum Tod der Paarhufer führen. Der Parasit wird zunächst vom Schwein über das Wühlen in der Einstreu aufgenommen. So gelangen die Larven in den Verdauungstrakt der Schweine und wandern von hier aus in den Dickdarm. Dort verursachen die Larven erbsengroße Knötchen in der Darmwand. Nach weiteren 6 bis 17 Tagen entwickeln sich die reifen und fortpflanzungsfähigen Parasiten, die dann wiederum ausgeschieden werden und so den Kreislauf schließen.

Bestimmte Stoffe hemmen Larvenentwicklung

Die Forscher untersuchten, welche Enzyme für die verschiedenen Entwicklungsstadien der Parasiten verantwortlich sind. Gemeinsam mit Kollegen an der Universität Melbourne, Australien, und der Washington School of Medicine, USA, identifizierten Martina Ondrovics und ihr Team um Anja Joachim vom Institut für Parasitologie, Proteine, die eine wesentliche Rolle bei der Larvenentwicklung der Parasiten spielen. Zusätzlich testeten die Forscher sieben Hemmstoffe, Hydrolase-Inhibitoren, an den Larven und konnten vier davon als wirkungsvolle Hemmer bestimmter Enzyme identifizieren. Diese Inhibitoren zeigten hemmende Wirkung auf Enzyme, die eine wesentliche Rolle bei der Larvenentwicklung spielen und somit für die Entwicklung neuer Medikamente interessant sein könnten.

Welche Proteine/Enzyme steuern die Larvenentwicklung?

Neben der hemmenden Wirkung auf bestimmte Enzyme, zeigten die Hydrolasen auch bedeutenden Einfluss auf die Erzeugung bestimmter Proteine in den Würmern. Ondrovics konnte nach der Behandlung der Larven mit den Hydrolase-Inhibitoren bei 22 Proteinen in den Parasiten signifikante Unterschiede in den produzierten Proteinmengen nachweisen. Die getesteten Hemmstoffe nehmen also auch direkt Einfluss auf die Reifung und das Wachstum der Larven. Die identifizierten 22 Proteine konnten verschiedenen biologischen Funktionen zugeordnet werden: Reproduktion, zelluläre Stoffwechselvorgänge, Wachstum, Entwicklungsprozesse, Fortbewegung, Reaktion auf Reize, Lokalisierung und biologische Regulation. Speziell während der Reifungsprozesse sind diese Proteine aktiv und dürften daher eine Schlüsselrolle bei der Larvenentwicklung spielen.

Der Artikel Proteomic analysis of Oesophagostomum dentatum (Nematoda) during larval transition, and the effects of hydrolase inhibitors on development von Martina Ondrovics, Katja Silbermayr, Makedonka Mitreva, Neil D. Young, Ebrahim Razzazi-Fazeli, Robin B. Gasser und Anja Joachim wurde online publiziert bei PLOS ONE und ist unter folgendem Link abrufbar:
http://www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0063955

Ondrovics' wissenschaftliche Arbeit wurde über ein DOC-fFORTE Fellowship der Österreichischen Akademie der Wissenschaften gefördert.