Genveränderte Würmer erzeugen Medikamente im menschlichen Körper

St. Louis (U.S.A.). Hakenwürmer (Ancylostomatidae), eine Familie der Fadenwürmer (Nematoden), sind Darmparasiten, die vor allen in den Tropen Hunderte Millionen Menschen infizieren. Bei gesunden Erwachsenen sind die Symptome meistens nur leichte Verdauungsbeschwerden. Kinder und geschwächte Menschen können bei einer dauerhaften Infektion mit vielen Würmern aber auch Blutarmut, Herzprobleme und andere gefährliche Gesundheitsprobleme entwickeln, die bis zum Tod führen können.

In der Wissenschaft ist es schon seit Langem bekannt, dass Hakenwürmer im menschlichen Körper unterschiedliche Moleküle freisetzen, die den Parasiten das Zusammenleben mit dem Wirt ermöglichen. Forscher der Washington University School of Medicine (WashU Medicine) haben diese evolutionäre Anpassung der Hakenwürmer nun verwendet, um Medikamente im Körper des Wirts zu produzieren und freizusetzen.

"Der Hakenwurm hat Millionen von Jahren damit verbracht, zu perfektionieren, wie er sein langfristiges Überleben in einem menschlichen Wirt sichert und wie er Moleküle aus seinem Körper in unsere transportiert. Wir fragten uns: Was wäre, wenn wir den rund 1.000 Substanzen, die der Wurm ohnehin bereits absondert, noch ein weiteres Molekül hinzufügen könnten, das für Menschen therapeutisch nützlich ist? Diese Studie zeigt, dass dies nicht nur ein Konzept ist. Es funktioniert.“

Genanalyse der Hakenwürmer

Wie die Forscher erklären, mussten sie zunächst die zellulären Prozesse der Hakenwürmer bis hin zu den Genen analysieren. Sie konnten dadurch eine Position im Genom identifizieren, wo sie ein Gen mit einer „Bauanleitung“ für ein Medikament, in diesem Fall einen Antikörper, der Tetrodotoxin, ein potenziell tödliches Nervengift, eingebaut haben. Zudem mussten sie bei der Genveränderung der Hakenwürmer sicherstellen, dass dadurch keine benachbarten Gene gestört werden, damit der Wurm weiterhin lange im Körper des Wirts leben kann, und dieser das Gegengift im Wirt freisetzt.

Gegengift im Wirt freigesetzt

Die Forscher haben Hamster mit Tetrodotoxin, das von Kugelfischen und anderen Meerestieren gebildet wird, vergiftet. Anschließend haben sie die Tiere mit den genmanipulierten Hakenwürmern besiedelt. Blutproben der Tiere zeigen, dass das Tetrodotoxin daraufhin teilweise neutralisiert wurde, während die Giftkonzentration sich bei Hamstern, die von unveränderten Würmern besiedelt waren, nicht verändert hat. Das Experiment zeigt somit, dass die veränderten Würmer tatsächlich den Antikörper produzieren und in den Blutkreislauf des Wirts ausschütten.

„Was wir hier gezeigt haben, ist, dass das Konzept von Anfang bis Ende funktioniert – man kann ein Gen einfügen, der Wurm produziert das Protein, das Protein verlässt den Wurm, und es ist im Wirt funktionell aktiv. Von diesem Ausgangspunkt aus können wir die Plattform weiter optimieren und sorgfältig überlegen, welche Krankheiten am meisten von einem Verabreichungssystem profitieren würden, das kontinuierlich, gezielt und langfristig wirkt. Das ist eine grundlegend andere Art biologischer Arzneimittelfabrik, und wir glauben, dass sie Möglichkeiten eröffnet, die mit anderen Plattformen nur sehr schwer zu erreichen sind.“

Behandlung von chronischen Krankheiten

Laut den Forschern könnten entsprechend veränderte Hakenwürmer in Zukunft zur Behandlung unterschiedlicher chronischer Krankheiten verwendet werden, darunter entzündliche Darmerkrankungen wie Morbus Crohn und Colitis ulcerosa sowie chronische Krankheiten, die nur eine geringe, aber kontinuierliche Wirkstoffkonzentration benötigen.

Bevor die ersten klinischen Studien mit Menschen stattfinden können, sind aber noch komplexe Sicherheitsprüfungen nötig. Die Forscher wollen zudem die Würmer so verändern, dass diese sich nicht im Körper des Wirts fortpflanzen können, damit es nicht zu großen Infektionen kommen kann.

Quellen:

Pressemitteilung der Washington University School of Medicine (WashU Medicine) 

Studie im Fachmagazin Nature Communications, doi: 10.1038/s41467-026-73447-9