Mit dem Peitschenwurm gegen Asthma

08.08.2013

Professorin Susanne Hartmann baut an der Freien Universität das Forschungsgebiet Infektionsimmunologie auf

Würmer, die im menschlichen Darm oder in der Haut leben, erzeugen bei den meisten Menschen nichts als Ekelgefühle. Doch die Parasiten können auch nützlich sein: Sie sind offenbar in der Lage, das Immunsystem des Menschen auf intelligente Weise in Schach zu halten. Eine Eigenschaft, die genau jenen Patienten helfen könnte, bei denen die Abwehr „verrücktspielt“ und sich sogar gegen körpereigenes Gewebe richten kann statt gegen eingedrungene Krankheitserreger.

Als Folge des Abwehrchaos entstehen Allergien oder Autoimmunerkrankungen wie beispielsweise allergisches Asthma oder Colitis – eine entzündliche Darmerkrankung. Am Fachbereich Veterinärmedizin der Freien Universität machen sich Wissenschaftler die positive Eigenschaft der Parasiten zunutze, um neue Medikamente gegen Allergien und Autoimmunerkrankungen zu entwickeln.

Geleitet wird das Team von Professorin Susanne Hartmann, die seit 2011 das Forschungsgebiet Infektionsimmunologie am Fachbereich aufbaut. „Wir untersuchen, ob Mechanismen der Immunregulation infolge von Wurminfektionen genutzt werden können, um Allergien und Autoimmunerkrankungen zu heilen“, sagt Susanne Hartmann, die eine Heisenberg- Professur an der Freien Universität innehat. Mit dieser Professur ermöglicht die Deutsche Forschungsgemeinschaft herausragenden Wissenschaftlern, ein neues Fachgebiet an einer Hochschule ihrer Wahl zu etablieren.

Grundlegend für die Arbeit der Forschergruppe ist die Annahme dass die Zahl der Patienten mit Autoimmunkrankheiten und Allergien in den Industrieländern in den vergangenen Jahrzehnten so stark angestiegen ist, weil die Menschen durch die hohen Hygienestandards mit wenig Krankheitserregern konfrontiert werden.

Das Immunsystem hat praktisch nichts mehr zu tun. Wenn es dann mit eigentlich harmlosen Allergenen konfrontiert wird, kann es zu Überreaktionen kommen. Gestützt wird diese Annahme durch die Tatsache, dass Allergien und Autoimmunerkrankungen deutlich häufiger in reichen Ländern als in Staaten mit ärmeren Bevölkerungsschichten wie Entwicklungs- oder Schwellenländern auftreten. Dort hingegen sind Wurminfektionen weit verbreitet.

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Die Überreaktionen der körpereigenen Abwehr auf harmlose Stimuli könnten durch Wurminfektionen reguliert werden, sagt Hartmann: „Die Würmer halten das Immunsystem ihres Wirtes in der Balance, damit sie nicht von dessen körpereigener Abwehr angegriffen werden und schaffen sich so eine Umgebung, die ihnen das Überleben ermöglicht.“

Susanne Hartmann und ihr Team untersuchen Mechanismen, die es Würmern ermöglichen, viele Jahre im Körper ihres Wirtes zu überleben. Fadenwürmer zum Beispiel können bis zu 14 Jahre im Gewebe von Menschen existieren und dort ständig Nachkommen produzieren. „Ein Großteil der infizierten Patienten entwickelt eine Immunsuppression. Genau das ist auch das Ziel des Parasiten, denn eine Schwächung der Immunabwehr ist für beide besser: Für den Parasiten, weil er nicht angegriffen wird, und für den Wirt, weil keine pathologischen Immunreaktionen entstehen“, erläutert Hartmann.

Mit ihren Mitarbeitern untersucht die Professorin das Geschehen auf molekularer Ebene: Sie will herausfinden, mit welchen Molekülen die Parasiten das Immunsystem regulieren und auf welche Immunzellen des Wirtes sie abzielen. „Auch wenn erste Studien mit wenigen Patienten zeigen, dass das Verabreichen von Wurmeiern Erkrankungen mildern kann, wollen wir zur Behandlung von Asthma oder Colitis keine Wurminfektionen nutzen“, sagt Hartmann, „denn diese könnten ungewünschte Nebenwirkungen hervorrufen.“ Stattdessen zielt ihre Arbeit darauf ab, einzelne definierte Wurmmoleküle zu einem speziellen Medikament zu entwickeln.

Als Vorteile solcher biologischen Therapeutika erhofft sich das Team um Susanne Hartmann eine hohe Wirksamkeit und eine bessere Verträglichkeit im Vergleich zu herkömmlichen Medikamenten: „Wenn man ein Medikament aus dem entwickelt, was in Millionen von Jahren entstanden ist, ist dies vermutlich extrem wirksam und hat weniger Nebenwirkungen, denn die Pathogene – in diesem Fall die Würmer – und ihre Immunregulatoren sind durch die Evolution optimal an ihre Wirte angepasst.“

Aus Wurmmolekülen könnten Medikamente entwickelt werden

Hartmann betreibt Grundlagenforschung, die für die pharmazeutische Industrie so interessant ist, dass eine amerikanische Firma kürzlich ein Kooperationsabkommen und einen exklusiven Lizenzvertrag mit der Freien Universität schloss. Dabei geht es um eine Studie zum sogenannten Schweinepeitschenwurm – ein Parasit, der in der Natur ausschließlich Schweine befällt.

Bereits heute vertreibt eine deutsche Firma die Eier des Schweinepeitschenwurms als Medikament gegen Autoimmunkrankheiten beim Menschen. Momentan werden mehrere klinische Studien in Europa und den USA durchgeführt, um ein solches Medikament zu testen. Die Amerikaner wollen mithilfe von Hartmanns Arbeitsgruppe an der Freien Universität ein Medikament aus einzelnen Proteinen von Wurmsekreten entwickeln.

Ihre Studien zum Schweinepeitschenwurm gäben Anlass zur Hoffnung, dass der Parasit in der Bekämpfung von allergischem Asthma tatsächlich hilfreich sein könne, sagt Hartmann. So habe ihr Team zeigen können, dass die Gabe von Larvenprodukten des Schweinepeitschenwurms in Mäusen typische Asthma-Symptome massiv unterdrückt. „Die Ergebnisse waren faszinierend: Das entzündliche Geschehen verschwand fast vollständig.

Die Erklärung der Forscher dafür ist, dass die Wurmprodukte eine massive Immunregulation auslösen, die dann auch die asthmatischen Immunreaktionen drosseln. Durch einen sogenannten Übertragungseffekt würden auch andere, unabhängig vom Wurmbefall im Körper auftretende entzündliche Reaktionen blockiert“, erklärt Hartmann. Ob dies beim Menschen genauso funktioniert sei noch ungeklärt. Nur so viel steht fest: An Aufgaben wird es den Wissenschaftlern im neuen Forschungsbereich Infektionsimmunologie auch in Zukunft nicht mangeln.


Zur Person

Forschung für bessere Medikamente: Professorin Susanne Hartmann baut am Fachbereich Veterinärmedizin der Freien Universität Berlin das Gebiet Infektionsimmunologie auf. In dieser Forschungsrichtung untersuchen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, wie Infektionserreger mit dem Immunsystem befallener Wirte interagieren.

Die Inhaberin einer Heisenberg-Professur lernte das Gebiet während ihres Biologiestudiums in Tübingen und Oxford kennen. Bei den Professoren Anne Keymer und Peter Wenk schrieb sie ihre Diplomarbeit über Proteinmangelernährung bei Infektionen durch Pärchenegel, eine Saugwurm-Gattung.

Die Ergebnisse ihrer Experimente verblüfften und faszinierten sie: „Bei einer durch Mangelernährung geschwächten Immunabwehr fielen die immunologisch bedingten Entzündungsreaktionen deutlich geringer aus.“ Anlass genug für Susanne Hartmann, das Zusammenspiel zwischen Angriff und Abwehr im menschlichen Körper zum Thema ihrer weiteren wissenschaftlichen Arbeit zu machen.

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