Malaria Flashcards
Welche Strategien werden genutzt um Malaria zu bekämpfen? Was sind ihre Grenzen?
Vektor Kontrolle/ Bekämpfung:
Bettnetze, die Moskitos abhalten
Indoor Insektenspray
Medikamente: z.B. Artemisinin
Schnelltests
Grenzen: Resistenzbildung gegenüber Medikamenten wie Chloroquin, DDT, Pyrethroid
Impfung nicht möglich
Welche Eigenschaften von Plasmodium Sporozoiten sind notwendig für die erfolgreiche Infektion?
- Motilität zur Invasion der Speicheldrüse der Mücke, Durchwandern der Haut zu Blutgefäßen/Lymphgefäßen und Durchdringen der Leberzellen
- Entwicklung und Proliferation in den Hepatocyten
- Eindringen in Hepatocyten mit Hilfe von TRAP
Beschreibe den Weg von Plasmodium Sporozoiten, vom Moskito bis hin zur Entwicklung des Blutstadiums.
- Sporozoiten gelangen über Speicheldrüse in die Haut des Wirts
- dort wandern sie in nahe Blut- und Lymphgefäße
- Sporozoiten müssen innerhalb von 15-30 min. (über Kupffer Zellen) Hepatocyten invadieren
- Bildung einer parasitophoren Vakuole, in der sich Shizonten entwickeln
- aus jedem Shizonten werden tausende Merozoiten, die Erys befallen
Warum sind pre-erythrozyte Stadien relevant für die Impf-Entwicklung? Und welche pre-erythrozyte Impf-strategien werden
verfolgt?
Welche Nährstoffe kriegen Plasmodium vom Leber-Stadium von ihrem Wirt? Und weshalb sind sie wichtig?
Metaboliten: Lipide, Nukleotide, Aminosäuren, Glukose
- Lipide:
Cholesterol: können es selbst nicht synthetisieren –> Aufnahme vom Wirt in die Merosome; Entwicklung
des Parasiten
Liponsäure: Wachstum in Leberzellen, Mitochondrien können nicht selbst synthetisieren (Apicoplast schon) - Aminosäuren: Arginin für Parasitenwachstum
Was sind die drei schweren Komplikationen einer falciparum Malaria?
- Zerebrale Malaria :
Reizbarkeit, Verlust der Reflexe, neurologische Symptome ähnlich wie Meningitis, Koma, 20% Sterblichkeitsrate - Starke Anämie :
Progressiver, starker Hämatokritrückgang, schlechte Sauerstoffversorgung für Organe und Gewebe - Nierenversagen :
Schwindende Urinmenge, hohes Spiegl von Harnstoff im Serum, Hyperventilation, Koma, schlechte Prognose
Welche Plasmodium falciparum Stadien sind im peripheren Blut nachweisbar und warum?
- Merozoiten sind kaum oder nur sehr schwer nachweisbar
- Siegelringstadium kann nachgewiesen werden, da sie angefärbt werden können und die Struktur recht eindeutig ist
- Trophozoiten Stadium und Schizogonie sind nur sehr schwer nachweisbar
- Gametozyten sind aufgrund der Verformung unter dem Mikroskop nachweisbar (Bananenförmig), aber ist die Infektion schon
weit fortgeschritten
Wie kann man sich den langsamen Aufbau einer natürlich erworbenen Immunität gegen Malaria erklären?
- Mehrfach Infektion mit Malaria kann zu einer Immunität bzw. TeiliImmunität führen.
- Erklärung für Sterblichkeit bei (sehr) junger Bevölkerung
- PfEMP1 hat eine zentrale Rolle. Es ist in der Erythrozyten Wand verankert und wird von 60 Genen (var-Genen) sequenziert,
wobei jedes Gen ein anderes PfEMP1 erzeugt. Wird eine Immunität gegen einen PfEMP1 erworben, kann diese vom Parasiten
unterlaufen werden, in dem ein anderes PfEMP1 kodiert wird. - Eine Immunität bzw. Teilimmunität wird also erlangt, wenn gegen alle oder den Großteil der PfEMP1 nach wiederholter
Plasmodium Infektion, Antikörper (AMA1 und -RH5 Antikörper) gebildet wurden. Diese Immunität geht allerdings meist
verloren, sollte es zu keinen weiteren Plasmodium Infektionen mehr kommen
Wie kann der Plasmodium- Parasit den Erythrozyten remodellieren?
- In den ersten Stunden: Ringstadium Parasit entwickelt sich innerhalb von Parasitischen Vakuole
- 5-10h: Frühe Trophozoiten maurische Spalten werden gebildet und Netzwerk(TVN =tubovesikulares Netzwerk) wird nach außen gebildet
- 10-20h: mittleres bis spätes Stadium Trophozoiten Ausbildung von Knöpfchen
>40h: Schizonten Bildung
(großer Ressourcenaufwand: viele Proteine bilden die Transit haps für die PfEMP1 zur Verankerung der RBCs an Blutgefäßwand)
Was sind die molekularen Mechanismen der Sequestration von Plasmodium falciparum Infizierten Erythroyzten?
Wie wirkt Chloroquin gegen den Malaria-Parasiten? Warum wird das Medikament nicht mehr eingesetzt?
Die genaue Wirkungsweise von Chloroquin ist nicht vollständig geklärt, da es nicht nur an einem Enzym oder Stelle angreift,
sondern an mehreren. Ein Wirkmechanismus von Cq ist die Inhibierung der Polymerisation zu Häme, innerhalb der Vacuole
des Parasitens, was in einer Vergiftung des Parasiten endet. Aber auch der Angriff auf Enzyme, die außerhalb der Vakuole
liegen, wurden nachgewiesen.
Cq wird kaum noch eingesetzt, da sich seit den 1957er Jahren eine Resistenz von Plasmodium falciparum gegen Chloroquin,
gebildet hat. Dabei entstand ein Transporter der CQ, nach der Aufnahme, wieder nach Draußen schleust.
Welche Gen-Polymorphismen schützen gegen die schweren Verlaufsformen der Malaria
*Hämoglobin S (Sichelzellenanämie)= Durch Mutation der ß-Kette des Hämoglobins kommt es zur einer Sichel Verformung des
Erythrozyten und der Parasit kann sich schlechter in den Zellen halten.
*Hämoglobin C= Aminosäure Austausch von G zu K an Position 6 der ß-Kette des Hämoglobins, kann bis zu 86% Schutz vor
schwerer Malaria bieten und ist besser verträglich als HbS
*α+-Thalassämie = Wegfall eines der beiden Globin Gene hat zur Folge, dass alpha- Ketten verringert für Hämoglobin
hergetsellt werden. Dadurch verkürzte Überlebenszeit der Erythrozyten, deshalb ständige Neubildung und erhöhter Schutz
vor schwerer Malaria.
*Glucose-6-Phosphat-Dehydrogenase-Mangel = Durch Mangel kommt es zu einer verkürzten Lebensdauer von Erythrozyten,
was einen Schutz vor schwerer Malaria von Rund 40% zur Folge hat.
Welche pathologischen Rollen spielen Zytokine bei der Malaria?
Zytokine sind Botenstoffe, die bei Reaktionen des Immunsystemen gebildet werden und unterandere Effekte auf
Entzündungsreaktionen haben.
TNF hat eine zentrale Rolle in der Pathogenese von Malaria.
Bei Malaria kommt es bei Kindern zunächst zu einer geringen TNF-alpha Ausschüttung und dadurch zu geringer Symptomatik.
Bei Folge-Infektionen werden mit Parasiten Antigenen hohe Level an TNFs freigesetzt was zu einer akuten Malaria führt.
Nach wiederholter Infektion kommt es zum Wechsel der regulatorischen T Zellen, die antiinflammatorische Zytokine
herstellt, was zu einem milderen Verlauf führt.
Malaria hat in der Evolution der Menschen einen hohen Selektionsdruck ausgeübt. Erklären Sie warum.
Malaria hat eine erhöhte Mortalität auf Kinder vor dem Fortpflanzungsalter bzw. Reproduktionsfähigen alter. Dadurch
entsteht ein enormer Selektionsdruck eine Malaria Erkrankung zu überleben. Dadurch haben sich einige Gen-Polymorphismen entwickelt, die vor einer schweren Malaria Erkrankung schützen können, aber dafür gesundheitliche Folgen
für den Genträger mit sich bringen. Ein Beispiel dafür ist die Sichelzellenanämie, welche die Lebenserwartung des Trägers
drastisch einschränkt, aber auch durch die Verformung der Erythrozyten, die Wahrscheinlichkeit einer schweren Malaria
Verlaufes herabsenkt (weitere Beispiele: Hämoglobin C, α+-Thalassämie, Glucose-6-Phosphat-Dehydrogenase-Mangel).
Dieser Nachteil wird in Kauf genommen, um einen Schutz zu erzeugen. Das zeigt den großen Druck der durch Malaria
ausgeübt wird und die Überforderung des Immunsystems den Parasiten zu bekämpfen. Eine solche massive Auswirkung eines
Pathogens auf das menschliche Genom ist einzigartig.
Welche Strategie für einen Malaria-Impfstoff würden Sie verfolgen? Warum?
Gute Frage. Vllt. ein Medikament entwicklen, dass temporär die Eigenschaften einer Sichelzellanämie hervorruft, wodurch befallene Erys in der Milz gefiltert werden und der Vermehrungszyklus im Blut unterbrochen wird.
Vorteil: Es herrscht kein direkter Selektionsdruck auf Plasmodium. Und eine Anpassung an das Medikament des Parasiten wäre schwierig.
Nachteil: nur akut einsetzbar und Symptome der Sichelzellkrankheit möglich, deswegen müsste zusätzlich die Sichelzellanämie behandelt werden, was zusätzliche Kosten bedeutet
