Vielversprechender neuer Wirkstoff gegen Malaria entdeckt

Kooperationserfolg Hamburg und Hamilton, Kanada

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler um Prof. Tim Gilberger am Zentrum für Strukturelle Systembiologie (Centre for Structural Systems Biology, CSSB) in Hamburg sowie Prof. Gerry Wright am Michael G. DeGroote Institute for Infectious Disease Research an der McMaster University in Hamilton, Kanada, haben einen vielversprechenden neuen Wirkstoff gegen den Malaria-Erreger entdeckt. Die Forschungsergebnisse sind nun in der Fachzeitschrift Cell Chemical Biology veröffentlicht worden. Damit werden neue Ansätze für die Entwicklung von Medikamenten gegen Malaria – eine der tödlichsten Infektionskrankheiten in Subsahara Afrika, aufgezeigt.

Zu sehen ist die chemische Formel des potenziellen neuen Malaria-Wirkstoffs.

©BNITM | Tim Gilberger

Doppelte Herausforderung: Medikamenten-Resistenz und Klimawandel

Die globale Verbreitung von Resistenzen gegen Malariamedikamente beeinträchtigt eine schnelle und effektive Behandlung. Zudem könnte der Klimawandel dazu führen, dass sich die Malaria-Gebiete ausdehnen. Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) schätzt, dass Malaria allein im Jahr 2019 für mehr als 400.000 Todesfälle und 229 Millionen Infektionen verantwortlich war.

Unter der gemeinsamen Leitung von Prof. Tim W. Gilberger (Bernhard-Nocht-Institut für Tropenmedizin / Universität Hamburg) und Prof. Gerry Wright (Michael G. DeGroote Institute for Infectious Disease Research, McMaster University in Hamilton, Kanada)gelang es, durch die Kombination unterschiedlicher Expertisen einen äußerst wirksamen Hemmstoff gegen Malariaparasiten aus Bodenbakterien zu gewinnen.

Suche nach der Nadel im Heuhaufen

Die von den Forschenden untersuchte Wirkstoff-Familie - Duocarmycine - ist in der Krebsforschung bekannt, es handelt sich jedoch für den Menschen um extrem giftige Substanzen. Ihr Einsatz zur Behandlung ist daher mit erheblichen Nebenwirkungen verbunden.

Das nun vom Hamburg-McMaster-Team entdeckte Molekül, genannt PDE-I2, ist jedoch für menschliche Zellen deutlich weniger toxisch, tötet aber selektiv und effizient den Malariaparasiten ab. „Wir haben hier einen neuen Ansatz gefunden. Wir blicken auf einen Teil der Chemie, auf den noch niemand zuvor geblickt hat," sagt Prof. Wright.

Das gemeinsame Projekt begann 2010, als Prof. Gilberger ein Labor an der McMaster University führte. Nach seinem Umzug nach Hamburg 2014 führte er den vielversprechenden Ansatz fort. In den folgenden Jahren schickte das Wright-Labor Tausende chemische Fraktionen von Hamilton nach Hamburg, die das Team Gilberger auf ihre Anti-Malaria-Aktivität testete und validierte.

Abbildung über die Wirksamkeit von PDE-I2. — PDE-I2 ist wirksam, nicht toxisch und wirkt stadienspezifisch gegen P. falciparum ©BNITM | Tim Gilberger

Visualisierung des Phenotyp-Screening von Anti-Malaria-Extrakten — Phenotyp-Screening von Anti-Malaria-Extrakten ©BNITM | Tim Gilberger

Nach Jahren des Experimentierens isolierten die Forschenden schließlich das richtige Molekül. „Diese Verbindung ist eine nützliche Struktur für die experimentelle Wirkstoffentwicklung gegen Malaria", sagt Prof. Gilberger. Er freue sich darauf, die Effizienz der Verbindung weiter zu erforschen und ihre Wirkungsweise genauer zu bestimmen.