Entwicklung eines auf HRP2 basierenden Malaria-Resitenztests

Im Laufe der vergangenen Jahrzehnte entwickelte sich die Medikamentenresistenz der Erreger der Falciparum- Malaria, die für den Tod von etwa 2 Millionen Menschen jährlich verantwortlich sind, zu einem der größten Probleme in der Therapie dieser gefährlichsten Form der Malaria. Im Bereich der Resistenzforschung haben sich in vitro Testverfahren zum allgemein anerkannten Standard entwickelt. Die seit über 20 Jahren verwendeten Verfahren sind jedoch extrem aufwendig und haben eine Anzahl von Nachteilen, die ihre Anwendung limitieren. In den letzten Jahren wurden unter Leitung von H. Noedl (Abteilung für Spezifische Prophylaxe und Tropenmedizin, Universität Wien) in Zusammenarbeit mit führenden Forschungsinstitutionen aus Thailand und den USA (USAMC-AFRIMS) die Grundlagen für ein neuartiges in vitro Testverfahren entwickelt. Dieses beruht auf der Bestimmung von Histidinreichem Protein II (HRP2) in Kulturproben mittels eines einfachen ELISA Tests. HRP2 wird von Plasmodium falciparum im Rahmen seiner Entwicklung und Vermehrung produziert und eignet sich somit hervorragend um Parasitenwachstum und dessen Hemmung durch Malariamedikamente nachzuweisen. Im Rahmen des Pilotprojekts (2000 bis 2001) wurden die Grundlagen für das neue Testverfahren unter idealen Laborbedingungen entwickelt. Die Tests erfolgten mit einer Anzahl von kulturadaptierten Parasitenstämmen, die nach der Blutabnahme in flüssigem Stickstoff konserviert, an kontinuierliche Kultur angepaßt, mit Erythrozytenkonzentrat verdünnt und schließlich getestet wurden. Dabei erwies sich das neue Testverfahren als äußerst sensibel und reproduzierbar und wesentlich einfacher und schneller in der Durchführung als irgendeine der bisher verfügbaren Methoden. Die ersten Ergebnisse deuten darauf hin, daß dieses Verfahren das Potential besitzen könnte die in vitro Resistenzbestimmung von Malariaparasiten zu revolutionieren. In seiner gegenwärtigen Form verlangt das Verfahren für seine Durchführung jedoch nach wie vor ein gut ausgestattetes Labor. Eines der Hauptkriterien für eine zukünftige weltweite Verbreitung des Verfahrens wird aber dessen Feldtauglichkeit sein. Ziel der vorliegenden Studie wird es daher sein in Zusammenarbeit mit USAMC-AFRIMS einen HRP2- basierenden Malaria-Resistenz-Test für die Anwendung unter Feldbedingungen zu entwickeln, sowie seine Funktionalität unter Beweis zu stellen. Darüber hinaus soll speziell für die Auswertung der Tests erforderliche Software entwickelt werden und gemeinsam mit aller für die Wiederholung der Tests erforderlichen Information über eine Projekt-Website dem Fachpublikum zugänglich gemacht werden. Das neue Verfahren soll eine einfache Testung der Wirksamkeit sowohl neuer als auch bekannter Malariamedikamente erlauben und die Vorteile traditioneller Tests vereinen, deren Nachteile jedoch weitgehend umgehen. Erste Ergebnisse deuten darauf hin, daß sich ein auf HRP2 basierendes Testverfahren hervorragend für die Anwendung unter Feldbedingungen eignen könnte. Ein solches Verfahren könnte bestehende Tests ersetzen und durch seine Einfachheit und Reproduzierbarkeit ungeahnte neue Perspektiven für die Resistenzforschung eröffnen.

Mit mehreren hundert Millionen klinischen Erkrankungen und über einer Million Todesfällen jedes Jahr bleibt Malaria auch im 21. Jahrhundert eine der schrecklichsten Geißeln der Menschheit. Seit der Entdeckung der ersten chloroquinresistenten Malariaparasiten nach dem Zweiten Weltkrieg hat sich die Medikamentenresistenz zu einem der größten Probleme bei der Kontrolle und Therapie der Malaria entwickelt. Seither entwickelten Malariaparasiten Resistenzen gegenüber praktische allen bekannten Malariamedikamenten. Das Ziel dieses Projektes war es ein hochsensibles neues Testverfahren für die frühzeitige Erkennung von Medikamentenresistenz unter Feldbedingungen zu entwickeln. Nur eine rechtzeitige Erkennung erlaubt es adäquate Gegenmaßnamen zu ergreifen und damit die Auswirkungen der Resistenz auf den Malariapatienten und die Ausbreitung der Malaria zu begrenzen. Basierend auf Erkenntnissen aus unserer vorangegangenen Grundlagenforschung über histidinreiches Protein 2 (HRP2) und der Entwicklung eines Labortests bei dem die Medikamentenwirkung mittles eines einfachen ELISA gemessen wird entwickelten wir einen neuen Feldtest. Im Vergleich zu früher verwendeten Tests, wie z.B. dem seit Jahrzenten verwendeten Isotopentest, ist das neue Verfahren mehr als einhundert mal empfindlicher und erlaubt daher die Testung von Patientenblut ohne auf hohe Parasitendichten angewiesen zu sein, ohne Einfrieren oder Adaptierung der Parasiten an Dauerkultur. Das Verfahren verwendet darueber hinaus kein radioaktives Material und ist deutlich guenstiger und daher wesentlich besser für die Forschung in von Malaria betroffenen Ländern geeignet. Die Forschung wurde unter Leitung von H. Noedl (Medizinische Universität Wien) in enger Zusammenarbeit mit dem Armed Forces Research Institute of Medical Sciences, Bangkok (Teil des Walter Reed Institute, Washington, DC; M. Fukuda and RS. Miller), dem Ministry of Public Health in Thailand und dem International Centre for Diarrheal Disease Research in Bangladesh (ICDDR,B) betrieben. Alle Vorgaben des Projekts konnten in dem gegebenen Zeitrahmen erfüllt warden. Das von uns neu entwickelte Testverfahren wird mittlerweile weltweit in der Malariaforschung angewandt (in Europa, Afrika, Asien, Amerika und Australien). Im Rahmen der Validierung des Verfahrens erwies es sich neben der Medikamentenresistenzforschung auch als äußerst hilfreich für klinische Prüfungen und in der Medikamentenentwicklung. Rückblickend kann das Projekt daher als großer Erfolg gesehen werden.