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Lymphatische Filariose

Im Rahmen des Konsortiums GENESIS (GENEetics of Lymphatic FilariaSIS) und unseren Partnern, dem Institut für Medizinische Mikrobiologie, Immunologie und Parasitologie (IMMIP) des Universitätsklinikums Bonn und der Kwame Nkrumah University of Science and Technology (KNUST) in Kumasi, Ghana, beschäftigen wir uns mit der Aufklärung der genetischen Ursachen der lymphatischen Filariose.

Klinik und Genetik der lymphatischen Filariose

In Entwicklungsländern sind etwa 120 Millionen Menschen mit Filarien bzw. Fadenwürmern infiziert. Sie können zu einer lymphatischen Filariose führen, die die WHO zu einer der „most neglected diseases“ zählt. Die Mehrzahl Infizierter entwickeln keine oder allenfalls milde Symptome mit wiederholt auftretendem Fieber. Demgegenüber entwickelt ein Teil der Infizierten ein schwerwiegendes Krankheitsbild, das durch das Leitsymptom eines Lymphödems (LE) oder einer Hydrozele gekennzeichnet ist (s. Abbildung 1).

Abbildung 1: Larven der Fadenwürmer gelangen nach einem Mückenstich in den menschlichen Körper und entwickeln sich dort zu erwachsenen Würmern, die sich in den Lymphgefäßen ansiedeln. Meist befinden sich die Würmer in den Lymphgefäßen der Beine, zum Teil auch in der Brust, den Armen oder in den Genitalien. Durch die Besiedelung wird der Lymphabfluss ist gestört. Auf diese Weise entwickeln sich über Jahre zunehmende Schwellungen der betroffenen Körperteile. Die Würmer lösen auch fortlaufend Entzündungsreaktionen aus und schädigen das Lymphsystem erheblich. Nach Jahren geht die Schwellung überhaupt nicht mehr zurück und man spricht man von einem LE. Sie äußert sich zum Beispiel in einer sog. Elephantiasis, wenn die untere Extremität betroffen ist (a). Der Name beschreibt den enorm vergrößerten Beinumfang. Sofern der Hodenbereich des Mannes betroffen ist, kommt es zu Entzündungen und Schwellungen des Hodens, des Nebenhodens und der Samenstränge. Hierdurch kommt es zu Wasserverlagerungen in den Hoden (Hydrozele) und zu Lymphödemen des Hodensacks (Lymphscrotum). Bildmaterial zur Verfügung gestellt vom Institut für Medizinische Mikrobiologie, Immunologie und Parasitologie (IMMIP) des Universitätsklinikums Bonn.

Infolge der Infektion bilden etwa 7% aller Infizierten eine LE und etwa 30-50% aller infizierten Männer eine Hydrozele aus (u. a. Tisch et al. (2001) J Infect Dis). Dabei ist sowohl die LE als auch die Hydrozele negativ mit der Anzahl von Filarien im Körper korreliert. Daher wird vermutet, dass beide Krankheiten im Rahmen der Immunabwehr gegen den Parasiten auftreten und Ausdruck einer Inflammation sind (u. a. Pfarr et al. (2009) Parasite Immunol). Der genetischen Variabilität des Wirtes scheint dabei ursächlich Bedeutung zu zukommen. Entsprechend konnten formalgenetische Untersuchungen übereinstimmend zeigen, dass die Filarieninfektionen, die Filarienzahl im Körper und die Ausbildung einer LE und Hydrozele familiär gehäuft sind (u. a. Cuenco et al. (2009) J Infect Dis). Dabei handelt es sich um eine multifaktorielle Erkrankung, an deren Ausprägung eine Vielzahl von genetischen Risikofaktoren ursächlich beteiligt sind.

Mit dem Ziel, erste genetische Risikofaktoren für die lymphatische Filariose zu identifizieren, arbeiten wir gegenwärtig an einer genomweiten Assoziationsstudie (GWAS), die ein großes Fall-Kontrollkollektiv mit lymphatischer Filariose aus Ghana zum Gegenstand hat. Hierdurch sollen vertiefte Einblicke in die Pathophysiologie dieser schwerwiegenden Erkrankung gewonnen werden.

Ansprechpartner

Prof. Dr. Johannes Schumacher & Dr. Benedikt Bürfent

Ausgewählte Publikationen

Ehrens A, Lenz B, Neumann A, Giarrizzo S, Reichwald J, Frohberger SJ, Stamminger W, Buerfent BC, Fercoq F, Martin C, Kulke D, Hoerauf A, Hübner MP. Microfilariae Trigger Eosinophil Extracellular DNA Traps in a Dectin-1-Dependent Manner. Cell Rep. 2021 Jan 12;34(2):108621.

Buerfent BC, Gölz L, Hofmann A, Rühl H, Stamminger W, Fricker N, Hess T, Oldenburg J, Nöthen MM, Schumacher J, Hübner MP, Hoerauf A. Transcriptome-wide analysis of filarial extract-primed human monocytes reveal changes in LPS-induced PTX3 expression levels. Sci Rep. 2019 Feb 22;9(1):2562.

Buerfent BC, Ajendra J, Stamminger W, Gondorf F, Hoerauf A, Hübner MP. TGFβ depletion does neither modulate acute E. coli-induced inflammatory immune responses nor impair the protective effect by chronic filarial infection. GMS Infect Dis. 2019 Nov 12;7:Doc04.

Frohberger SJ, Ajendra J, Surendar J, Stamminger W, Ehrens A, Buerfent BC, Gentil K, Hoerauf A, Hübner MP. Susceptibility to L. sigmodontis infection is highest in animals lacking IL-4R/IL-5 compared to single knockouts of IL-4R, IL-5 or eosinophils. Parasit Vectors. 2019 May 20;12(1):248.

Buerfent BC, Ehrens A, Stamminger W, Hoerauf A, Hübner MP. Pre-stimulation of Bone-marrow Derived Eosinophils with CCL24 Alters Responses to TLR Ligands and Helminth Extracts. Proceedings of the 2nd Syiah Kuala International Conference on Medicine and Health Sciences. 2018; 1:5-9.