Neue Tests für P. Vivax Medikamenten- und Vakzinentwicklung

Außerhalb von Äquatorialafrika ist Plasmodium vivax, der Erreger der Malaria Tertiana, die am weitesten verbreitete Form der Malaria. Obwohl sie meistens nicht tödlich verläuft, ist die Malaria Tertiana doch eine der verheerendsten Infektionskrankheiten, die jährlich Millionen von Menschen befällt, und ist somit eine der wichtigsten Ursachen für den Entwicklungsrückstand und die Armut in den betroffenen Ländern. Die Entwicklung von Medikamenten und Impfstoffen für P. vivax hat bisher jedoch niemals den gleichen Stellenwert erlangt wie jene von P. falciparum. Daraus resultieren enorme Forschungsdefizite, insbesondere im Bereich der Grundlagenforschung. Eine der wichtigsten Grundlagen für aufbauende Forschung im Bereich der Medikamenten- und Vakzinentwicklung ist die Entwicklung von Labormethoden, die klinische Bedingungen für Parasitenwachstum und dessen Hemmung in einem genau kontrollierten Umfeld in vitro simulieren. Kürzlich gelang uns der Nachweis, dass mittels eines halbautomatischen, auf ELISA basierenden Testverfahrens das Parasitenwachstum bzw. dessen Hemmung bei P. falciparum auf einfache Weise möglich ist. Es ist nunmehr das vorrangige Ziel dieses Projekts, ein neues Kulturmodell und einen halbautomatischen, nicht auf Isotopen basierenden Wachstumshemmungstest für die Medikamenten- und Vakzinforschung bei P. vivax zu entwickeln. Der erste Schritte wird die Identifikation eines für den Test geeigneten Antigens sein. In kleinen Pilotprojekten konnte Plasmodium-Aldolase als in dieser Hinsicht vielversprechendes Molekül bereits identifiziert werden. Basierend auf den Erfahrungen aus der Entwicklung des HRP2 Tests für P. falciparum planen wir die Entwicklung eines ELISA-Verfahrens zur Messung der P. vivax Biomasse. Ein Double-site Sandwich ELISA bietet hierfür durch seine hohe Empfindlichkeit und Spezifizität bei gleichzeitig einfacher Handhabung die idealen Voraussetzungen. Infolge der bei P. vivax meist niedrigen Parasitendichten wird die hohe Empfindlichkeit des ELISA-Verfahrens für den Test von eminenter Bedeutung sein. Als Folge der selektiven Präferenz von P. vivax, nur Retikulozyten zu befallen, wird die Erstellung eines Kulturmodells für eine Kulturdauer von mehr als 48 Stunden eine besondere Herausforderung darstellen. Das Test- und Plattenlayout kann in weiten Bereichen vom HRP2 Medikamentensensibilitätstest und vom Bioassay übernommen werden. Nach Abschluss der Entwicklung des Kulturmodells und Wachstumshemmungstests wird das neue Testverfahren in Feldstudien in Thailand und Bangladesch im Vergleich zur morphologischen Wachstumsbestimmung validiert werden. Die Entwicklung neuer Testverfahren wird für die Grundlagenforschung ebenso wie für die Möglichkeit, Vivax- Malaria in endemischen Regionen in Zukunft kontrollieren zu können, von essentieller Bedeutung sein. Es ist zu erwarten, dass der neue Test zu einem Basiswerkzeug in der Malariaforschung werden und nachhaltigen Einfluss auf die Medikamenten- und Vakzinentwicklung bei P. vivax haben wird.

Außerhalb von Äquatorialafrika ist Plasmodium vivax, der Erreger der Malaria Tertiana, die am weitesten verbreitete Form der Malaria. Obwohl sie meistens nicht tödlich verläuft, ist die Malaria Tertiana doch eine der verheerendsten Infektionskrankheiten, die jährlich Millionen von Menschen befällt, und ist somit eine der wichtigsten Ursachen für den Entwicklungsrückstand und die Armut in den betroffenen Ländern. Die Entwicklung von Medikamenten und Impfstoffen für P. vivax hat bisher jedoch niemals den gleichen Stellenwert erlangt wie jene von P. falciparum. Daraus resultieren enorme Forschungsdefizite, insbesondere im Bereich der Grundlagenforschung. Eine der wichtigsten Grundlagen für angewandte Forschung im Bereich der Medikamenten- und Vakzinentwicklung ist die Entwicklung von Labormethoden, die klinische Bedingungen für Parasitenwachstum und dessen Hemmung in einem genau kontrollierten Umfeld in vitro simulieren. Im Rahmen dieses Projektes gelang es einen hochsensitiven Test für den Nachweis der Präsenz, der Parasitendichte und des Parasitenwachstums sowie dessen Hemmung zu entwickeln. Der Test basiert auf einem Enzymgekoppelten Immunadsorptionstest (ELISA), ist dadurch hochsensitiv, relativ preiswert, weitgehend automatisierbar, und benötigt im Gegensatz zu manchen früher verwendeten Tests kein radioaktives Material. Durch die relativ geringen Anforderungen an die Laborinfrastruktur lässt sich der Test auch komplett unter Feldbedingungen in malariaendemischen Ländern durchführen. Die Verwendung von neuen, speziell für diesen Test entwickelten Antikörpern, die hochspezifisch für das nachzuweisende Antigen sind führt zu hoher Sensitivität bei gleichzeitig hoher Spezifität. Die Ergebnisse des Tests zeigen eine ausgezeichnete Korrelation mit der Parasitendichte sowohl in Patientenproben als auch in Kulturproben bis zu einer Parasitendichte von 0.0005%. Als Folge der selektiven Präferenz von P. vivax, nur junge rote Blutzellen zu befallen, stellte die Entwicklung eines Kulturmodells für eine Kulturdauer von mehr als 48 Stunden eine besondere Herausforderung dar. Im Rahmen dieses Projektes wurden daher alleine 94 verschiedene Kulturmedien auf ihre Verwendbarkeit für die P. vivax Kultur getestet um eine optimale Zusammenstellung des Kulturmediums zu erreichen. Die neu entwickelten Testverfahren bedeuten die Verfügbarkeit eines neuen hochsensitiven Nachweisverfahrens für den Nachweis von Parasiten im Blut, für Medikamenten- und Vakzinentwicklung ebenso wie für die Feldforschung.