Identifizierung von antiplasmodialen Substanzen mit Aktivität gegen das Schistosoma mansoni-Larvenstadium

Abstract

Die Schistosomiasis zählt zu den am häufigsten vernachlässigten Tropenerkrankungen (NTD) weltweit. Es handelt sich um eine akut und chronisch verlaufende, parasitäre Erkrankung, die durch eine Infektion mit Trematoden der Gattung Schistosoma hervorgerufen wird. Die Übertragung erfolgt durch infektiöses Süßwasser und führt zu einer erheblichen Verkürzung der Lebenserwartung sowie körperlichen und kognitiven Beeinträchtigungen. Praziquantel (PZQ) ist seit 1980 das am häufigsten eingesetzte Medikament zur Therapie und Prävention der Schistosomiasis und zurzeit die einzige Therapieoption. PZQ ist gegen den adulten Wurm, jedoch nicht gegen die juvenilen Entwicklungsstufen von Schistosoma ssp. wirksam. Reinfektionen in Endemiegebieten sind häufig und Behandlungen in einem frühen Entwicklungsstadium nicht möglich. Der weit verbreitete und langjährige Einsatz von PZQ, z.B. in großangelegten Kontrollprogrammen, birgt zudem das Risiko der Entstehung von PZQ-resistenten Schistosomen, was die Forschung nach neuen Therapiemöglichkeiten unerlässlich macht. Substanzen mit antiplasmodialer Aktivität haben in klinischen Studien eine Wirkung gegen die Schistosomiasis gezeigt und sind ein guter Startpunkt für neue, medikamentöse Therapiekonzepte. Sie sind auch von besonderem Interesse, da z.B. in sub-Sahara Afrika Koinfektionen von Schistosoma ssp. und Plasmodium ssp. vorhanden sind und eine gleichzeitige Therapie beider Infektionen von Vorteil ist. Der Lebenszyklus von Schistosoma ssp. lässt sich unter standardisierten Laborbedingungen mit Süßwasserschnecken als Zwischenwirt und der Maus als Endwirt vollständig abbilden. Für die Untersuchung der antiplasmodialen Substanzen auf antischistosomale Aktivität wurde ein dreistufiger Testansatz aufgesetzt. In einem ersten Schritt erfolgte das Screening der Wirkstoffe hinsichtlich ihrer Aktivität gegen das Larvenstadium Schistosomula von S. mansoni, welches sich in hoher Anzahl in vitro kultivieren lässt und Tierversuche vermeidet. In der vorliegenden, experimentellen Doktorarbeit wurden zwei wichtige Aspekte analysiert: Zum einen wurden 19 Substanzen aus der Malariatherapie und -forschung darauf untersucht, ob sie einen Effekt gegen das Schistosoma mansoni-Larvenstadium Schistosomula zeigten und ob sie eine definierte, antischistosomale Aktivität hatten. Als Ergebnis konnten acht Substanzen mit einer mittleren inhibitorischen Konzentration (IC50) < 10 µM als grundsätzlich vielversprechende Wirkstoffe mit antischistosomaler Aktivität für weiterführende Studien priorisiert werden: Mefloquin, Auranofin, Pyronaridin, Methylenblau, Primaquin, Amodiaquin, Ferroquin und WR99210. Diese Beispiele demonstrieren das Potential antiplasmodialer Substanzen für neuartige Therapien gegen die Schistosomiasis und sollten in weiteren klinischen Studien getestet werden. Zum anderen wurden zwei alternative Messmethoden zur Beurteilung der Lebendigkeit der Schistosomula nach Wirkstoffexposition getestet und verglichen. Die Mikroskopie gilt als Goldstandard zur Beurteilung von morphologischen Veränderungen, ist jedoch ein subjektives und deskriptives Messverfahren, welches keinen hohen Durchsatz an Substanzen zum Aktivitätsscreening erlaubt. Neben der Mikroskopie erfolgte die objektive Vitalitätsbeurteilung mittels Fluorometrie mit dem Zellaktivitätsmarker Resazurin und einem neu etablierten Laktat-Assay. Es zeigte sich, dass die beiden neuen Messverfahren schnelle, zuverlässige und konstante Resultate erbracht und in weiterführenden Versuchen reproduzierbare Ergebnisse geliefert haben. Sie stellen eine wertvolle Ergänzung zur Beurteilung der Lebendigkeit der in vitro Schistosomula-Kulturen neben der Lichtmikroskopie dar und sollten in zukünftigen Untersuchungen Anwendung finden.