Forschung mit und in Afrika

Im Interview: Privatdozentin Minka Breloer

24. November 2011 Deutsch-Afrikanisches Kooperationsprojekt

Privatdozentin Dr. Minka Breloer leitet am Bernhard-Nocht-Institut für Tropenmedizin (BNI) die Arbeitsgruppe "Helminthen-Immunologie". Gemeinsam mit PD Dr.Norbert Brattig aus der Abteilung für Tropenmedizinische Grundlagenforschung vertritt sie das BNI als Partner in dem deutsch-afrikanischen Kooperationsprojekt "Analysis of Host-Parasite Cross-Talk based on the Bovine Model for Human Onchocerciasis, Onchocerca ochengi", das die DFG seit 2009 fördert. Hier arbeiten vier deutsche Partnerinstitute an der Universitäten Münster, Tübingen sowie dem DESY und dem BNI mit kameruner Partnern von der Universität in Ngaoundere und dem "Institute Agricultural Research for Development“ (IRAD) in Wakwa zusammen.

Zebu Rinder in Ngaundere, Kamerun

Was ist der thematische Hintergrund des Projekts?

Wir beschäftigen uns mit parasitären Würmern. Sie unterscheiden sich von anderen Krankheitserregern durch ihre Größe – im Vergleich zu Viren oder Bakterien sind sie riesig. Würmer entern ihren Wirt (also uns Menschen) und parasitieren dort trotz ihrer Größe teilweise über Jahre und Jahrzehnte. Das schaffen sie nur, indem sie aktiv unsere Immunantwort dämpfen. Unser Immunsystem hat negative Regelkreise "eingebaut", um Immunantworten rechtzeitig zu beenden und das Überschießen von Immunreaktionen zu verhindern. Die Würmer können diese vorhandenen Regelkreise benutzen, indem sie dämpfend wirkende Immunzellen überaktivieren. Dadurch gelingt es ihnen, unserer Immunantwort zu entkommen. Wir fragen uns, wie genau der Wurm mit dem Immunsystem des Wirtes interagiert und wie andersherum der Wirt die Entwicklung des Wurmes beeinflusst. Diese Kommunikation zwischen Parasit und Wirt untersuchen wir in dem Modell des Wurms Onchocerca ochengi, der Zebu-Rinder befällt. Weil O. ochengi mit dem humanpathogenen Onchocerca volvulus, dem Erreger der Flussblindheit, genetisch sehr eng verwand ist, lassen sich die Ergebnisse aus diesem System meines Erachtens noch besser auf den Menschen übertragen, als Erkenntnisse die in den Mausmodellen von Fadenwurminfektionen gewonnen wurden, mit denen ich bisher arbeite.

Wie gehen Sie die Fragestellung an?

Wir vermuten, dass die Würmer Eiweißmoleküle freisetzen, die dafür sorgen, dass das Immunsystem abgeschaltet wird. In Kamerun haben unsere Partner eine Rinderherde mit über 20 Jungtieren erworben die auf einer Weide an einen Fluss bei Ngaoundere grasen, wo O. ochengi endemisch ist und von Mücken der Gattung Simulium übertragen wird. Für mich, die ich bisher ausschließlich am Mausmodell arbeite, ist das sehr faszinierend. Zunächst haben unser Partner vor Ort aus den infizierten Rindern die Würmer präpariert und die von Ihnen freigesetzen Eiweißmoleküle (Exkretorische/Sekretorische Proteine oder ESPs) geerntet. In Deutschland haben unsere Experten für Biochemie dieses Eiweißmolekülgemisch mit modernsten Methoden in die einzelnen Komponenten aufgetrennt und die Natur der Proteine über Massenspektrometrie bestimmt. Unsere molekularbiologischen Experten können dann ein solches identifiziertes Protein rekombinant, also im Reagenzglas herstellen. Diese Proteine bekommt meine Arbeitsgruppe dann zur immunologischen Charakterisierung in die Hände. Dabei untersuchen wir einerseits in verschiedenen Modellen mit Immunzellen aus der Maus ob und wie diese Proteine Immunantworten dämpfen können. Andererseits gehen wir mit genau diesen Proteinen auch wieder zurück zu den infizierten Rindern nach Kamerun und untersuchen ob diese auch Ziele einer schützenden Immunantwort sein könnten. Dazu wurden bei den Rindern vor der Infektion und zu diversen Zeitpunkten nach der Infektion Blutproben genommen. Vor Ort werden unsere Kameruner Partner untersuchen, welche Proteine von Antikörpern oder von Immunzellen der Rinder erkannt werden.

Wie wirkt sich das Projekt vor Ort in Kamerun aus?

Die Infektion von Rindern mit O. ochengi ist ein erhebliches Problem für die Rinderzucht vor Ort und der human pathogene Verwandte O. volvulus infiziert in Kamerun schätzungsweise 5 Millionen Menschen von denen etwa 30.000 aufgrund der Infektion erblinden. Wir sammeln in unserem Projekt wichtiges Wissen über den Verlauf von Wurminfektionen. Trotzdem möchte ich bei solchen Fragen immer darauf hinweisen, dass die DFG auch in den Deutsch-Afrikanischen Projekten zur Infektiologie nicht afrikanische Gesundheitspolitik fördert, sondern in erster Linie Projekte die wissenschaftlich exzellent sind. Indem wir die Kommunikation zwischen parasitärem Wurm und Wirt untersuchen, betreiben zunächst einmal Grundlagenforschung. Solche Arbeiten werden sich nicht unbedingt in kürzester Zeit auf die Gesundheitssituation vor Ort auswirken. Langfristig wird ein genaueres Verständnis dieser Wirt/Parasit-Kommunikation jedoch die Grundlage für die Entwicklung von besseren Behandlungen und Impfungen sein. Meines Erachtens kann tatsächlich nur die Grundlagenforschung mit ihrem "langem Atem" einen auf unerwartete Probleme und zukünftige Entwicklungen zum Beispiel durch das Auftreten neuer Infektionen oder Komplikationen vorbereiten.

Minka Breloer

Wie könnte ein Mehrwert aussehen?

Wir können mit unserem Projekt natürlich gute Impfkandidaten identifizieren und Wege zu Medikamenten mit weniger Nebenwirkungen aufzeigen. Viele Menschen leben ohne dramatische Symptome mit einer Wurminfektion, haben aber durch die immunsuppressive Aktivität des Wurms ein geschwächtes Immunsystem. Das kann dazu führen, dass Schutzimpfungen in diesen Menschen nicht funktionieren, wie wir kürzlich in einem Mausmodell gezeigt haben (Hartmann et al., 2011 Journal of Immunology) Wenn wir besser verstehen, wie genau der Wurm das Immunsystem abschaltet, dann können wir Schutzimpfungen entwickeln die unabhängig vom Infektionsstatus des Patienten wirken.

Wie sind Sie in das Projekt gekommen?

Ich habe früher rein immunologische Grundlagenforschung betrieben, mich jedoch immer für die Regulation unserer Immunantworten interessiert. Vor gut drei Jahren habe ich die Leitung einer Arbeitsgruppe übernommen, die sich mit pathogenen, also krankmachenden, Würmern beschäftigen sollte. Ich bin dann von der führenden Antragstellerin Professor Eva Liebau von der Universität Münster angesprochen worden, die ich schon aus dem Bernhard-Nocht-Institut für Tropenmedizin (BNI) kannte – denn ich hatte ohnehin begonnen, mich mit immunologischen Regelkreisen am Beispiel von Wurminfektionen bei Mäusen auseinanderzusetzen. Ich wurde also für die immunologische Expertise ins Boot geholt. Vielleicht bin ich ein gutes Beispiel dafür, wie sich so der Horizont eines Wissenschaflters im Rahmen eines Verbundprojektes erweitern kann, denn ich hätte ohne das Projekt sicher niemals Zugang zu wurminfizierten Rindern oder ESP von O. ochengi gehabt.

Wie kooperieren Sie mit Ihren Partnern?

Sie haben ja schon bei der Beschreibung unserer Strategie gesehen, dass alle Partner ihre jeweilige Expertise (Veterinärmedizin, Parasitologie, Biochemie, Molekularbiologie und Immunologie) kombiniert einbringen müssen, um die Frage nach Wirts-/Parasit-Interaktion gemeinsam untersuchen zu können. Aufgrund der Förderung hatte ich persönlich die Möglichkeit, einen Doktoranden aus Kamerun, Manchang Tanyi Kingsley, für drei Jahre einzustellen und in meiner Arbeitsgruppe weiter zu bilden. Bezogen auf das Projekt haben wir vor allem an der Universität Münster viele Masterstudierende aus der Molekularbiologie, die für einige Monate nach Kamerun reisen – ebenso wie Kameruner Studierende hierher kommen. Neben der wissenschaftlichen Ausbildung halte ich die menschlichen Kontakte, die so geknüpft werden, für wichtig. Grade durch den persönlichen Kontakt der jungen Wissenschaftler am Anfang ihrer Karriere erneuert sich ein Netzwerk, das unheimlich tragfähig ist und weitere Kontakte auch über dieses Projekt hinaus zur Folge haben wird. Ein deutscher Wissenschaftler, der zum Beispiel aus der Zeit seiner Masterarbeit Wissenschaftler in Kamerun persönlich kennt und idealerweise gute Erfahrungen in der Zusammenarbeit gemacht hat, wird viel leichter eine effiziente Kollaboration aufbauen können wenn er einmal Arbeitsgruppenleiter oder Professor ist. Das sehe ich neben den wissenschaftlichen Erkenntnissen auch als einen der wichtigsten Erfolge dieses Projekts: Die persönlichen Bindungen zwischen Deutschland und Kamerun, die in dieser Kooperation geknüpft werden.

Wie erleben Sie Wissenschaft in Kamerun?

Für mich ist die Zusammenarbeit mit meinem Kameruner Doktoranden der erste langfristige Kontakt und dieser Austausch ist für mich sehr spannend. Wissenschaft wird in Kamerun offensichtlich ganz anders organisiert und finanziert als bei uns. In Deutschland sollen gute Wissenschaftler alle fünf Jahre ihr Forschungsinstitut wechseln und haben große Probleme eine unbefristete Anstellung zu finden, was aber beispielsweise eine Voraussetzung für Familienplanung sein könnte. Wenn man in Kamerun eine Anstellung ergattert, so habe ich verstanden, dann ist diese Anstellung oftmals sofort auf Lebenszeit. Die Wissenschaftler dort haben stattdessen enorme Probleme, das Geld, welches für die Forschung benötigt wird, einzuwerben. Es kommt vor, dass sie bei vollem Gehalt quasi untätig in ihren Laboratorien sitzen, weil sie keine Reagenzien kaufen können. Auch in dieser Hinsicht ist das Kooperationsprojekt natürlich ein Segen. Anfang 2012 fahre ich dann zum ersten Mal für voraussichtlich zwei Wochen zu unseren Kooperationspartnern nach Kamerun und kann mir dann auch persönlich ein umfassenderes Bild machen.

Welche Ideen haben Sie für die Zukunft?

Das Thema der Immunregulation zieht sich durch meine Forschung und ich finde es sehr spannend, nun in Kooperation mit einem afrikanischen Partner zu arbeiten. Meine Vision wäre aufwändigere immunologische Methoden wie die Durchflusszytometrie die wir hier in Deutschland nutzen, auch in Kamerun Schritt für Schritt zu etablieren. Die Kombination der "Kameruner Möglichkeiten", natürliche Wurminfektionen in mehr als 20 Rindern zu Untersuchen mit der Etablierung von modernen immunologischen Techniken vor Ort, würde den Kameruner Partnern ein Alleinstellungsmerkmal oder einen Vorteil verschaffen, um damit auch neue Kooperationen und Projekte anzustoßen.