Wie sich Gene in Wurmparasiten aus- und anschalten lassen

Wurmparasiten verursachen weltweit schwerwiegende Infektionskrankheiten bei Mensch und Tier, was mit erheblichen gesundheitlichen und sozioökonomischen Belastungen einhergeht. Die Etablierung moderner Forschungsansätze wird dabei maßgeblich durch die komplexen Lebenszyklen der Parasiten erschwert. Die Ei- und Larvenstadien dieser Parasiten können im Laboraufbau nur mit hohem Aufwand aufrechterhalten werden. Darüber hinaus fehlten bislang geeignete Molekularwerkzeuge zur präzisen genetischen Analyse dieser Organismen. Forschenden der Universität Gießen ist es nun zusammen mit US-amerikanischen Forschenden gelungen, die CRISPR/Cas-Genschere erfolgreich für den Saugwurm Schistosoma mansoni zu etablieren. Das ist der Erreger der potenziell tödlich verlaufenden Schistosomiasis (Bilharziose).

Funktionsanalyse mittels CRISPR/Cas im Ei-Stadium

Obwohl genomische Sequenzierungsdaten vieler Parasiten vollumfänglich vorliegen, mangelte es bisher an funktionellen Validierungsmethoden. „Es fehlt jedoch an Techniken, die die funktionale Untersuchung von spezifischen Genen erlauben, um beispielsweise ihre Bedeutung für die Entwicklung von Parasiten oder ihr Überleben in Menschen und Tieren zu entschlüsseln“, so Prof. Christoph G. Grevelding. „Auch die für die zielgerichtete Veränderung von Genen und Genomen etablierte Genschere CRISPR/Cas wurde bislang noch nicht in der Wurmforschung eingesetzt. Das ist auf die Komplexität der Parasitenbiologie zurückzuführen.“

Einen methodischen Durchbruch erzielte Max Möscheid durch die Entwicklung eines Protokolls zur CRISPR/Cas-Anwendung direkt in Schistosomeneiern, ohne deren biologische Vitalität zu beeinträchtigen. Die daraus schlüpfenden Larven lassen sich reibungslos in den Infektionszyklus reintegrieren, wodurch funktionell editierte adulte Würmer für nachfolgende Analysen gewonnen werden.

Anwendungspotenziale in Therapie und Grundlagenforschung

Die praktische Machbarkeit demonstrierte eine parallele Studie unter der Leitung von Prof. Brindley. Durch den zielgerichteten Einbau und die Expression eines Antikörper-Gens mittels CRISPR/Cas konnte Schistosoma mansoni zur Abgabe therapeutisch wirksamer Substanzen veranlasst werden. Dieser Ansatz eröffnet neue Wege zur Erforschung sogenannter Living-Foundry-Therapeutika, bei denen Parasiten als biologische Vektoren und Produktionssysteme für Wirkstoffe dienen.

„Neben der praktischen und perspektivisch therapeutischen Anwendung ermöglicht die CRISPR/Cas-Technik zukünftig, Fragestellungen zur Grundlagenforschung an Schistosomen in einer Weise zu bearbeiten, die zuvor so nicht möglich gewesen ist“, sagt Prof. Grevelding. „Zudem kann die neue Technik auch als Schablone für die CRISPR/Cas-Etablierung bei anderen Wurmparasiten dienen, für deren Erforschung dieses Werkzeug für funktionale Analysen noch fehlt.“

Quelle

Justus-Liebig-Universität Gießen (10/2026)