Das Einführen von Medikamenten ins Gehirn ist schwierig. Vielleicht kann ein Parasit die Arbeit erledigen.

Ein die Welt verändernder Parasit könnte eines Tages Medikamente ins Gehirn liefern.

Toxoplasma gondii ist ein einzelliger Parasit, der bekanntermaßen dazu führt, dass Mäuse ihre Angst vor Katzen verlieren, aber auch tödliche durch Lebensmittel übertragene Krankheiten verursachen kann (SN: 1/14/20). Jetzt haben Forscher den Parasiten so verändert, dass er große therapeutische Proteine in die Gehirne von Mäusen und in menschliche Gehirnzellen liefern kann, die in Laborschalen gezüchtet wurden, berichtet ein internationales Team von Wissenschaftlern am 29. Juli in Nature Microbiology.

Solche Proteine und die Gene, die sie produzieren, sind oft zu groß für Viren — die gängigsten Überträger für die Gentherapie —, um sie zu transportieren (SN: 10/20/23). Falls der Parasit für den menschlichen Gebrauch sicher gemacht werden kann, könnte die Technik letztendlich dazu beitragen, eine Vielzahl neurologischer Erkrankungen zu behandeln.

Während Kritiker bezweifeln, dass der parasitäre Bösewicht jemals in einen hilfreichen Helden verwandelt werden kann, sind einige Forscher von der Idee fasziniert.

Mikroben wie Bakterien und Parasiten werden normalerweise als Schurken betrachtet, sagt Sara Molinari, eine bakterielle synthetische Biologin an der University of Maryland in College Park, die nicht an der Arbeit beteiligt war. Aber Mikroben haben "ziemlich ausgeklügelte Beziehungen zu unseren Körpern" entwickelt, sagt sie. "Die Idee, dass wir diese Beziehung nutzen können, um sie dazu zu bringen, Gutes für uns zu tun, ist tatsächlich bahnbrechend."

Aktuelle Methoden zur Verabreichung von Therapien an das Gehirn liefern oft unvorhersehbare Ergebnisse oder haben Schwierigkeiten, die schützende Barriere, bekannt als Blut-Hirn-Schranke, zu durchdringen, sagt Shahar Bracha, eine Bioingenieurin und Neurowissenschaftlerin am MIT (SN: 5/2/23).

Als Doktorandin an der Universität Tel Aviv suchte Bracha nach einer besseren Möglichkeit, Medikamente und therapeutische Proteine ins Gehirn zu bekommen. Dazu gehören Proteine, die fehlende oder nicht funktionierende Proteine bei Menschen mit degenerativen und entwicklungsbedingten genetischen Krankheiten ersetzen können, die das Nervensystem betreffen, wie beispielsweise Parkinson-Krankheit und Rett-Syndrom.

Dann hörte sie von T. gondii, das Mäuse rücksichtslos handeln lässt. "Es scheint, als hätte dieser Parasit alles gelöst, was wir für die Arzneimittelverabreichung brauchen", sagt Bracha.

Der Parasit, den Menschen unter anderem durch Lebensmittel wie rohes Fleisch, nicht vollständig gegartes Meeresgetier, ungewaschenes Obst und Gemüse sowie durch Katzenkot oder kontaminierte Erde bekommen können, hat sich entwickelt, um die Blut-Hirn-Schranke zu überqueren. Einmal dort angekommen, kann er Gehirnzellen infizieren und lebt lebenslang ruhig in ihnen. Er kann auch große Proteine in die Gehirnzellen pumpen, die er berührt, ohne die Zellen selbst zu überfallen.

Könnte T. gondii in ein therapeutisches Werkzeug umgewandelt werden?

"Am Anfang war es so etwas wie 'Hm, ich frage mich. Verrückte Idee'", sagt Bracha. "Aber je mehr ich über diese Idee gelesen habe, desto mehr konnte ich einen konkreten Plan entwickeln, um sie zu testen."

Bracha und Kollegen in Israel haben sich mit der T. gondii-Forscherin Lilach Sheiner an der Universität Glasgow in Schottland zusammengetan, um eine potenziell hilfreiche Version des Parasiten zu entwickeln.

Als Anita Koshy, eine Forscherin für Infektionskrankheiten an der University of Arizona College of Medicine in Tucson, die T. gondii studiert, zum ersten Mal hörte, dass jemand die Idee des Parasiten als Therapie ins Spiel brachte, dachte sie: "Es ist eine schreckliche Idee. Wer wird dem zustimmen?" Aber mehrere Jahre später, als Sheiner sie um Rat bat, hatte sich Koshys Denken weiterentwickelt und sie wurde Teil des Projekts, sagt sie.

Wenn man einen langfristigen Blick nimmt und lernt, T. gondii zu 'entrisikieren', hat der Parasit einige evolutive Aspekte, die ihn attraktiv machen, sagt sie.

Im Vergleich zu anderen Parasiten ist T. gondii bereits für die meisten Menschen mit gesunden Immunsystemen relativ harmlos. Etwa ein Viertel der Menschen weltweit hat Antikörper in ihrem Blut, die darauf hindeuten, dass sie zu einem bestimmten Zeitpunkt mit T. gondii infiziert waren. Die US-amerikanischen Zentren für Krankheitskontrolle und Prävention schätzen, dass mehr als 40 Millionen Menschen in den Vereinigten Staaten den Parasiten tragen.

Aber der Parasit ist nicht harmlos. In den Vereinigten Staaten ist er eine der häufigsten Todesursachen durch Lebensmittelübertragungskrankheiten und kann das Gehirn, die Augen und andere Organe schädigen und bei Menschen mit schwerer Erkrankung Hörverlust verursachen.

Menschen mit geschwächtem Immunsystem haben ein höheres Risiko, eine schwere Erkrankung zu entwickeln, wenn sie T. gondii ausgesetzt sind. Schwangere haben das Risiko von Frühgeburten und Fehlgeburten. Darüber hinaus kann der Parasit eine Vielzahl von Problemen für das Baby verursachen, darunter Blindheit, Hörverlust, Epilepsie und Gelbsucht. Jedes Jahr werden in den Vereinigten Staaten mehr als 200.000 Fälle von Toxoplasmose diagnostiziert, wobei etwa 5.000 einen Krankenhausaufenthalt erfordern. Schätzungsweise sterben jedes Jahr 750 Menschen an der Krankheit.

Koshys eigene frühere Forschung zeigt, dass die Gehirnzellen, in die der Parasit eine Nutzlast einspritzt, schließlich absterben.

Wenn Forscher den Parasiten zur Arzneimittelverabreichung einsetzen wollen, müssen sie herausfinden, wie er Krankheiten verursacht und diese Mechanismen deaktivieren, ohne T. gondii 's Fähigkeit zu beeinträchtigen, leise Gehirnzellen zu infizieren.