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Trypanosomen

Erreger der Schlafkrankheit – Einzigartig detaillierte Aufnahmen zeigen Lebensräume im Wirt

| Autor/ Redakteur: Robert Emmerich* / Dr. Ilka Ottleben

Einem Forschungsteam vom Biozentrum der Universität Würzburg sind bislang einzigartig detaillierte Aufnahmen vom Erreger der Schlafkrankheit in seinem Wirt gelungen. Sie zeigen, in welch vielfältiger Weise sich die Parasiten in einer Tsetsefliege bewegen, bevor sie einen Menschen infizieren. Gegen die Schlafkrankheit gibt es bislang keine Impfung. Verfügbare Medikamente haben teils extreme Nebenwirkungen.

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3D-Modell des Proventrikulus, eines speziellen Organs der Tsetsefliege: Die Verteilung der Trypanosomen ist anhand der fluoreszierenden Zellkerne in Gelb visualisiert.
3D-Modell des Proventrikulus, eines speziellen Organs der Tsetsefliege: Die Verteilung der Trypanosomen ist anhand der fluoreszierenden Zellkerne in Gelb visualisiert.
(Bild: Lehrstuhl Zoologie I/eLife)

Würzburg – Die wurmförmigen Erreger der Schlafkrankheit schwimmen einzeln im Darm der Tsetsefliege zwischen Blutzellen umher, welche die Fliege von einem infizierten Säugetier aufgenommen hat. Hier beginnen sie ihre wochenlange Reise durch verschiedene Organe der Fliege. An anderen Stellen haben sie sich zu wabernden Massen vereint – so dicht, dass von den Strukturen der Fliege nichts mehr zu sehen ist.

Trypanosomen: So heißen die Erreger der Schlafkrankheit. In der Speicheldrüse der Fliege heften sie sich in großer Zahl an der Drüsenwand fest, bewegen sich aber trotzdem heftig schlängelnd. Dort warten sie darauf, dass die Tsetsefliege einen Menschen oder ein Tier sticht und sie mitsamt dem Speichel ins Blut des Opfers entlässt.

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Trypanosomen – Lebensräume in der Tsetsefliege dreidimensional kartiert

Solche und andere Vorgänge hat ein Forschungsteam vom Biozentrum der Universität Würzburg in hoch aufgelösten Bildern und Videos festgehalten. Mehr noch: Mittels Lichtblattmikroskopie wurden sämtliche Lebensräume der Parasiten in der Fliege dreidimensional kartiert.

„Aufnahmen dieser Art hat es bisher noch nicht gegeben“, sagt Tim Krüger. Erst mit ihrer Hilfe könne nun die erstaunlich komplexe Mikroumgebung der Trypanosomen bei der weiteren Erforschung der Infektion angemessen berücksichtigt werden. Krüger untersucht die Erreger am Lehrstuhl für Zell- und Entwicklungsbiologie im Team von Professor Markus Engstler.

Peitschenartiger Zellfortsatz dient den Trypanosomen als Antrieb

Trypanosomen sind einzellige Lebewesen, die sich mit einem peitschenartigen Fortsatz, der sogenannten Flagelle, fortbewegen. „Sie sind sehr dynamisch und hören nie damit auf, mit der Flagelle zu schlagen“, erklärt Krüger. „So können sie in den unterschiedlichsten Umgebungen effektiv schwimmen und navigieren.“ Das schaffen die Erreger nicht nur in der Fliege, sondern auch im Blutstrom, in der Haut, im Fett, im Gehirn und anderen Organen von Mensch und Tier.

In ihrer aktuell veröffentlichten Studie zeigt das Würzburger Team detailliert und dreidimensional den Körperbau aller schwimmenden Entwicklungsstadien der Trypanosomen in der Tsetsefliege. Es analysiert das Schwimmverhalten in den verschiedenen Geweben und stellt unter anderem bildgebende Methoden vor, mit denen sich ganze Schwärme der Erreger in der Fliege verfolgen und quantitativ analysieren lassen.

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