Parasitenjägerin

Der Malariaerreger Plasmodium falciparum nutzt ausgeklügelte Tricks, um das Immunsystem zu überlisten und während der Trockenzeit unbemerkt im Körper zu überdauern. Silvia Portugal spürt dem parasitären Überlebenskünstler nach - und hofft damit auch die Armut in Malariaregionen zu lindern

Auf dem Tisch liegt ein fast vollendetes Puzzle, es zeigt Elefanten in der Savanne, nur wenige von insgesamt 1000 Teilen fehlen noch. "Für zu Hause war mir das zu groß", sagt Silvia Portugal. Die Frau mit den großen braunen Augen, weißes Sommerkleid, bunte Halskette, wirkt gelassen und energisch zugleich. Um erst gar keine bemühte Parallele zwischen Puzzeln und Forschen aufkommen zu lassen, fügt sie hinzu, das Spiel entspanne sie einfach.

Das nächste Stress-Antidot liegt noch originalverpackt auf dem taubenblauen Sofa. Eine Winterlandschaft von Pieter Bruegel, der Kontrast zur flirrenden Sommerhitze draußen könnte kaum größer sein. Der Blick aus dem Fenster fällt auf eines der historischen Backsteingebäude der Charité. Das Max-Planck-Institut für Infektionsbiologie, ein Neubau mit weitläufigen Labortrakten, wurde im Jahr 2000 auf dem Campus der Charité in Berlin-Mitte errichtet.

Als Silvia Portugal im Juli 2020, mitten in der Pandemie, ihre Stelle als Leiterin der Lise-Meitner-Gruppe "Biologie von Malaria-Parasiten" antrat, guckte sie abends manchmal die TV-Serie "Charité": "Es ist sehr inspirierend, an einem Ort zu sein, an dem Robert Koch geforscht hat." Silvia Portugal ist Infektionsbiologin. Im Zentrum ihrer Forschung steht ein Parasit, Plasmodium falciparum, der Erreger der Malaria tropica, der für den Menschen gefährlichsten Malaria-Art. Sie geht hinüber ins Labor, um den nur aus einer Zelle bestehenden, aber dennoch komplexen Parasiten in Augenschein zu nehmen. Mit routinierten Handgriffen schiebt die Wissenschaftlerin einen vorbereiteten Blutausstrich unter das Mikroskop. Die blau eingefärbten Erreger sind deutlich zu sehen, erkennbar an der typischen Bananenform, die Plasmodium falciparum in einem jungen Stadium aufweist. Ein großer Teil der Erythrozyten - der roten Blutkörperchen - in dieser Probe ist bereits vom Erreger befallen.

"Solch eine Konzentration ist meistens tödlich", konstatiert Silvia Portugal. Der Parasit kapert und zerstört die roten Blutkörperchen während seiner massenhaften Vermehrung, im schlimmsten Fall werden die Organe des Erkrankten nicht mehr versorgt. Saugt eine Mücke am Blut eines Infizierten, vermehren sich die Parasiten im Darm des Insekts und werden bei der nächsten Blutmahlzeit mit dem Speichel der Mücke wieder auf andere Menschen übertragen.

Der Parasit kapert und zerstört die roten Blutkörperchen; im schlimmsten Fall werden die Organe des Erkrankten nicht mehr versorgt.

Der geschlechtliche und ungeschlechtliche Vermehrungszyklus des Parasiten wird in Malariaregionen zum Teufelskreis. Mehr als 200 Millionen Menschen erkranken weltweit jedes Jahr an Malaria, etwa 600.000 von ihnen sterben an der Krankheit, darunter sehr viele Kinder. Bis zu 95 Prozent aller Infektionen treten auf dem afrikanischen Kontinent auf.

Eine dauerhaft wirksame Impfung gibt es bisher nicht, die Prophylaxe ist mit heftigen Nebenwirkungen verbunden und gegen einige Medikamente ist der Parasit inzwischen resistent. Dennoch: "Malaria ist eine behandelbare Krankheit", sagt Silvia Portugal. Sie selbst und ihr Team schützen sich auch dadurch, dass sie ausschließlich während der Trockenzeit in Mali forschen. Zusammen mit der neu gegründeten Partnergruppe des Max-Plank-Instituts für Infektionsbiologie am Malaria Research and Training Center (MRTC) in Bamako, Mali, untersucht das Team von Silvia Portugal seit 2021 regelmäßig eine Kohorte von etwa 250 Kindern.

Malaria wird während der Regenzeit von weiblichen Exemplaren der Anopheles-Mücke übertragen. Ohne stehende Gewässer, Tümpel und Pfützen keine Mücken, ohne Mücken keine Infektionen. Und ohne menschlichen Wirt keine Fortsetzung des Perpetuum mobile der Vermehrung.

Doch wie überlebt der Erreger die Trockenzeit? Warum kommt es zu Beginn der Regenzeit sofort wieder zu Krankheitsausbrüchen? Und wie interagiert der Parasit mit dem menschlichen Immunsystem? Diesen Fragen geht die 1980 in Póvoa de Varzim in Portugal geborene Wissenschaftlerin seit mehr als zehn Jahren nach. Kontinuierlich liefert sie wertvolle neue Erkenntnisse über die Strategien des Erregers. Schon in ihrer Zeit als Leiterin einer Nachwuchsgruppe am Deutschen Zentrum für Infektionsforschung, Abteilung Parasitologie am Universitätsklinikum Heidelberg wurde ihre Arbeit mit einem mit 1,5 Millionen Euro dotierten Starting Grant des Europäischen Forschungsrates gefördert. Portugal trug wesentlich dazu bei, das "Versteckspiel" des Parasiten während der Trockenzeit aufzudecken.

Erwachsene sind kein gutes Reservoir, da sie nach vielen durchgemachten Malariainfektionen schon viele Antikörper im Blut haben. Sehr kleine Kinder hingegen sterben häufig an der Erstinfektion. Doch in der Altersgruppe der infizierten älteren Kinder bleibt der Parasit unter dem Radar. Er ist da, aber auf einem so niedrigen Level, dass er keine klinischen Symptome verursacht.

Dabei stellte sich heraus: Infizierte, aber nicht erkrankte Menschen bilden ein wichtiges Übertragungsreservoir für den Parasiten zu Beginn der nächsten Regenzeit. Aufgrund der Feldstudien der vergangenen beiden Jahre ließ sich dies präzisieren: "Es sind vor allem etwas ältere, asymptomatisch infizierte Kinder, die dem Parasiten das beste Reservoir bieten. Erwachsene sind kein gutes Reservoir, da sie nach vielen durchgemachten Malariainfektionen schon viele Antikörper im Blut haben. Sehr kleine Kinder hingegen sterben häufig an der Erstinfektion. Doch in der Altersgruppe der infizierten älteren Kinder bleibt der Parasit unter dem Radar. Er ist da, aber auf einem so niedrigen Level, dass er keine klinischen Symptome verursacht." Dieses Versteckspiel, erkannte Silvia Portugal, ist nur möglich, weil der Parasit gelernt hat, die Schutzmechanismen seines Wirts in der Regenzeit auf geschickte Weise auszuhebeln.

“Er kann sich infolge seiner Vermehrung in den roten Blutkörperchen indirekt an die Wand der Blutgefäße heften, denn die infizierten roten Blutkörperchen werden durch den Einsatz von Proteinen des Parasiten klebrig und gelangen somit nicht in die körpereigene Filteranlage, die Milz, sie bleiben in der Blutbahn. Damit dieses Protein nicht vom Immunsystem entdeckt und blockiert wird, verfügt der Parasit über eine Auswahl von gleich 60 unterschiedlichen Haftproteinen, er kann sie wechselweise einsetzen. Wird ein Parasit vom Immunsystem entdeckt und blockiert, verwendet einer seiner Klone ein anderes Protein.”

In der Trockenzeit aber wählt Plasmodium falciparum eine andere, scheinbar paradoxe Strategie: Dann sorgt der Parasit dafür, dass die roten Blutkörperchen nicht so effizient an den Blutgefäßen haften wie in der Regenzeit. "Und das führt dazu, dass während der Trockenzeit einerseits mehr entwickelte Parasiten im Blut zirkulieren, andererseits aber die Milz die infizierten Zellen derart effizient beseitigt, dass die Zahl der Parasiten unter dem klinischen und immunologischen Radar bleibt", erklärt Silvia Portugal. Die ausgeklügelte Taktik hat nur ein Ziel: "Der Parasit sichert sein eigenes Überleben bis zur nächsten Regenzeit, indem er das Überleben seines Wirtes sicherstellt."

Nach dem Biologiestudium in Porto verbrachte sie ein Freiwilligen-Jahr in Botswana und arbeitete in einem Aids-Projekt.

Gilt ihre Aufmerksamkeit eher dem Parasiten als den Patient*innen? "Beiden", sagt sie. Ja, fasziniert sei sie schon von diesem Einzeller. "Aber ich bin kein Parasite-Aficionado wie manche meiner Studierenden", erzählt sie und lacht, "die haben schon mit zwölf Jahren Bücher über Plasmodium falciparum gelesen." Sie dagegen wollte in diesem Alter Meeresbiologin werden. Aufgewachsen an der Atlantikküste verliebte sie sich in die Filme von Jacques Cousteau und wollte über Wale und Nilpferde forschen.

Nach dem Biologiestudium in Porto verbrachte sie ein Freiwilligen-Jahr in Botswana und arbeitete in einem Aids-Projekt. "Ich wollte meine Ausbildung nutzen, um Menschen zu helfen", sagt sie, "aber ich war vielleicht nicht geduldig genug. Ich konnte schwer aushalten, dass es Menschen gibt, die sich nicht vor Infektionen schützen, auch wenn sie wissen, wie es geht." Die Erfahrung war dennoch ein wichtiger Impuls: "Ich wollte mich mit armutsbedingten Krankheiten beschäftigen." Auch Malaria verursacht Armut. Kinder fehlen in der Schule, Erwachsene können nicht arbeiten. 

 

Die Pro-Kopf-Einkommen in den Ländern mit hoher Malariaverbreitung gehören zu den niedrigsten der Welt.

Wird Malaria jemals verschwinden? "Dieser Parasit ist sehr erfahren, es gibt ihn schon so lange und er findet immer wieder Möglichkeiten, für ihn schwierige Bedingungen zu überbrücken. Ich weiß nicht, ob es notwendig ist, ihn gänzlich zu eliminieren. Es geht um das Level der Infektionen. Wenn wir die Überlebensstrategien des Malariaparasiten kennen und verstehen, können wir auch Interventionen gegen ihn entwickeln." Ist sie selbst nie in Sorge, sich doch noch mit Malaria zu infizieren, zumal sie die Feldforschung nun auch auf Gebiete ausweiten will, in denen die saisonale Trennung nicht so ausgeprägt ist? “Ich würde nicht sagen, dass ich ein besonders mutiger Mensch bin. Aber ich gehöre auch nicht zu denen, die sich vor einem Sprung von der Klippe jedes Risiko vor Augen halten - und dann dennoch springen. Ich springe einfach.”

Text: Christina Bylow

Stand: Dezember 2022