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Grafik: MPIDS
Bei den einzelligen Trypanosomen ist die Geißel auf der gesamten Länge der Zelle mit ihr verbunden.
Grafik: MPIDS

Oben: Die Trypanosomen, die sich torkelnd fortbewegen, sind gekrümmt, was auf einen flexiblen Zellkörper schließen lässt. Unten: Die zielgerichteten Schwimmer haben eine gestrecktere Form und sind somit steifer.

 
Infektiologie 27. Juni 2011

Schlafkrankheit: Was Erregern „Beine macht“

Wissenschaftler untersuchten, wie der Erreger der Schlafkrankheit sich fortbewegt. Drei verschiedene Arten der Fortbewegung konnten sie identifizieren. Zudem konnten sie zeigen, dass diese mit der Form und Steifheit der Parasiten zusammenhängen.

Trypanosomen, die Parasiten, die die afrikanische Schlafkrankheit auslösen, haben einen ziemlich komplizierten „Körperbau“: Die Geißel, die vermutlich als Hauptmotor dient, hängt nicht schwanzartig am Zellkörper, sondern ist auf der gesamten Länge der Zelle mit ihr verbunden. Mit Geschwindigkeiten von 20 bis 40 Mikrometern pro Sekunde können die Erreger so durch die Blutbahn ihrer Opfer schwimmen.

Eine Forschergruppe vom Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation (MPIDS) sowie den Universitäten Würzburg, Göttingen und Basel konnte nun zeigen, dass Trypanosoma brucei brucei, der Rinder befällt, zu drei verschiedenen Fortbewegungsarten fähig ist. Die Parasiten ließen sich in drei Gruppen einteilen: Während sich die einen mehrere Sekunden lang in ein und dieselbe Richtung bewegten, torkelten die anderen herum und kamen so kaum von der Stelle. Eine dritte Klasse wechselt zwischen beiden Fortbewegungsmustern.

Die zielgerichteten Schwimmer wiesen eine gestreckte Form auf und waren somit steifer als ihre torkelnden Trypanosomen. Letztere waren eher gekrümmt, was auf einen flexibleren Zellkörper schließen lässt. Der Grund für diese anatomischen Unterschiede innerhalb einer Gruppe von Trypanosomen ist bisher unklar. „Es ist denkbar, dass es sich um verschiedene Stadien im Lebenszyklus des Parasiten handelt“, sagt Thomas Pfohl von der Universität in Basel. Die gezielte Vorwärtsbewegung könnte zur letzten Phase gehören, in der sich der Erreger in das Gewebe des Opfers bohrt. Eine andere Erklärungsmöglichkeit wäre, dass die Einzeller speziell bei der Suche nach Nahrung die gerichtete Bewegungsstrategie wählen.

Vor einigen Jahren bereits hatten die Forscher entdeckt, dass rasches Schwimmen den Trypanosomen hilft, Antikörpern zu entgehen. Denn die Strömung, die dabei über die glatte Oberfläche der Erreger streicht, reißt die Antikörper stromabwärts in Richtung Zellmund, wo sie „gefressen“ werden. In einem nächsten Schritt wollen die Wissenschaftler deshalb untersuchen, in welcher „Gangart“ diese Überlebensstrategie besonders gut oder besonders schlecht funktioniert. „Möglicherweise sind die Trypanosomen, die wahllos hin und her torkeln, angreifbarer als ihre stromlinienförmigeren Kollegen“, so Pfohl. Das genaue Verständnis der Bewegungsmuster könnte helfen, die Parasiten gezielt zu bekämpfen.

Uppaluri, S. et al.: PLoS Comput Biol 7(6): e1002058; doi:10.1371/journal.pcbi.1002058

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