Malaria breitet sich wieder stärker aus – KI entschlüsselt den Tarnmechanismus des Parasiten
Die Malaria-Fälle steigen wieder. Ein Parasit mit vielen Varianten entgeht der Abwehr. KI soll gefährliche Verläufe nun besser sichtbar machen.
In vielen Regionen bleibt die Mücke der wichtigste Überträger von Malaria und erschwert die Eindämmung der Krankheit. © Freepik
Wer sich mit Malaria infiziert, spürt meist nach einigen Tagen bis Wochen zuerst Fieber, Schüttelfrost, Kopf- und Gliederschmerzen. Doch während der Körper gegen die Krankheit kämpft, dringt der gefährlichste Malariaerreger in rote Blutkörperchen ein, verändert ihre Oberfläche und kann sie an den Wänden kleinster Gefäße festkleben lassen.
Dadurch entgeht der Parasit der Immunabwehr – und das kann gefährlich werden. Bei manchen Menschen bleibt die Infektion vergleichsweise mild, bei anderen stören die verklebten Blutzellen den Blutfluss, im schlimmsten Fall auch im Gehirn. Forscher am Bernhard-Nocht-Institut für Tropenmedizin in Hamburg untersuchen nun, welche Tarnmechanismen dahinterstecken und wie KI helfen kann, gefährliche Verläufe früher zu erkennen.
Erreger nutzt Tarnmechanismus: Wie Malaria den Blutfilter des Körpers umgeht
Der gefährlichste Malariaerreger, Plasmodium falciparum, nutzt eine besonders wirksame Strategie: Er schleust Eiweiße in infizierte rote Blutkörperchen ein, die deren Oberfläche verändern. Diese Proteine heißen PfEMP1 und sorgen dafür, dass sich die Zellen an den Wänden kleiner Gefäße festsetzen können.
Für den Körper wird das gefährlich, weil die Milz normalerweise auffällige oder beschädigte Blutzellen aus dem Blut filtert. Bleiben infizierte Zellen jedoch in feinen Gefäßen hängen, entgehen sie diesem Kontrollsystem – und können zugleich den Blutfluss stören.
Hinzu kommt, dass der Parasit sein Erscheinungsbild immer wieder verändert. In seinem Erbgut liegen rund 60 Varianten dieser Oberflächenproteine bereit, von denen er jeweils nur eine nutzt und später wechseln kann. Die Immunabwehr muss sich dadurch ständig neu einstellen, was eine dauerhafte Bekämpfung erschwert.
Ob Malaria mild oder lebensgefährlich verläuft, hängt von Proteinen ab
„Uns interessiert besonders, warum manche Infektionen mild verlaufen, während andere lebensbedrohlich werden“, sagt Dr. Anna Bachmann vom Bernhard-Nocht-Institut. Entscheidend seien dabei die unterschiedlichen PfEMP1-Varianten, denn einige sorgen dafür, dass infizierte Zellen besonders stark an Gefäßwänden haften.
Das kann den Blutfluss behindern und im schlimmsten Fall auch das Gehirn betreffen, während andere Varianten eher mit milderen Verläufen zusammenhängen.
KI setzt das genetische Puzzle gezielt zusammen
Um diese Unterschiede genauer zu verstehen, analysieren die Forscher Blutproben von Erkrankten und untersuchen die RNA des Parasiten – also jene Baupläne, die gerade aktiv sind. Daraus lässt sich ablesen, welche Proteinvariante der Erreger im Körper nutzt.
Die Auswertung ist jedoch komplex, weil die Daten aus vielen kleinen Fragmenten bestehen, die erst richtig zusammengesetzt werden müssen, um ein vollständiges Bild zu ergeben. Moderne bioinformatische Methoden und KI helfen dabei, diese Fragmente den passenden Genen zuzuordnen.
Besonders schwierig sind die sogenannten var-Gene, da sie zu den variabelsten Genfamilien überhaupt gehören und klassische Auswertungen schnell an ihre Grenzen bringen.
„Wenn wir verstehen, welche Varianten wann und wo im Körper zu finden sind, können wir besser nachvollziehen, wie unterschiedliche Krankheitsverläufe entstehen“, so Bachmann. Langfristig könnte dieses Wissen helfen, Risiken früher zu erkennen und Patienten gezielter zu behandeln.
Neue Daten zeigen, wie stark das Immunsystem reagiert
Mit den neuen Analysen lässt sich nachvollziehen, welche Immunzellen bei schwerer Malaria besonders stark reagieren. In einer weiteren Untersuchung analysierten die Forscher einzelne Immunzellen bei erkrankten Kindern und stellten fest, dass bestimmte Zelltypen besonders stark aktiviert sind, während entzündliche Signalwege intensiver ablaufen.
Diese Reaktionen können mitentscheiden, wie schwer eine Malaria verläuft, weil ein übermäßig starkes oder fehlgeleitetes Immunsystem den Krankheitsverlauf zusätzlich beeinflusst. Künftig könnten Ärzte so besser einschätzen, bei welchen Patienten ein erhöhtes Risiko besteht – und entsprechend früher eingreifen.
Malaria bleibt weltweit eine große Bedrohung
Trotz medizinischer Fortschritte bleibt Malaria eine der bedeutendsten Infektionskrankheiten weltweit. Laut World Malaria Report der Weltgesundheitsorganisation (WHO) gab es im Jahr 2024 rund 282 Millionen Fälle und etwa 610.000 Todesfälle, wobei vor allem Kinder in Subsahara-Afrika betroffen sind.
Gleichzeitig wird die Bekämpfung zunehmend schwieriger, weil mehrere Faktoren zusammenkommen:
- zunehmende Resistenzen gegen Medikamente
- nachlassende Wirkung von Insektiziden
- veränderte Bedingungen durch den Klimawandel
- schwache Gesundheitssysteme in betroffenen Regionen
Prof. Thomas Otto, Leiter der Abteilung Digitale Infektionsbiologie, bringt die Herausforderung auf den Punkt: „Die genetische Vielfalt des Malariaparasiten ist enorm. Das macht ihn so schwer greifbar.“ Moderne Datenanalyse und KI sollen deshalb helfen, diese Vielfalt besser zu verstehen – und gefährliche Verläufe künftig früher zu erkennen.
Kurz zusammengefasst:
- Malaria breitet sich wieder stärker aus, weil Resistenzen zunehmen, Insektizide schlechter wirken und der Klimawandel neue Ausbreitungsräume schafft.
- Der Parasit täuscht das Immunsystem gezielt, indem er zwischen rund 60 Proteinvarianten wechselt und so immer wieder unerkannt bleibt.
- Künstliche Intelligenz hilft, diese Wechsel zu entschlüsseln, sodass sich schwere Krankheitsverläufe künftig besser erkennen und gezielter behandeln lassen.
Übrigens: Während Forscher den Malariaparasiten im Blut entschlüsseln, tauchen nun auch in der Arktis neue Überträger auf. Erstmals wurden Mücken in Island entdeckt. Was dieser Fund über den Klimawandel verrät und warum er als Warnsignal gilt, mehr dazu in unserem Artikel.
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