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Veröffentlicht: 29. September 2025

Ein Meilenstein für die Therapieforschung

Eine wegweisende Studie demonstriert, wie ein menschliches „Malaria-auf-dem-Chip“-Modell die dringend benötigte, aber tierleidfreie Suche nach neuen Malariatherapien vorantreibt. Anstatt auf grausame und unzuverlässige Tierversuche zu setzen, liefert diese innovative Technologie relevante Daten direkt aus einem System, das die menschliche Biologie nachbildet.

Jedes Jahr sterben über 600.000 Menschen an den Folgen einer Malaria-Infektion, die hauptsächlich durch den Parasiten Plasmodium falciparum verursacht wird. Trotz jahrzehntelanger Forschung stellt die Entwicklung neuer Medikamente eine große Herausforderung dar, weil verschiedene Parasitenstämme immer wieder Resistenzen entwickeln. Hinzu kommt, dass „Tiermodelle“, die in der Vergangenheit genutzt wurden, grundlegende biologische Unterschiede zum Menschen aufweisen und daher nur begrenzt aussagekräftig für die Forschung sind.

Eine neue Hoffnung bietet der vom Unternehmen Hesperos, Inc. entwickelte „Malaria-auf-dem-Chip“. Dieser Chip ahmt menschliche Organe nach, indem er Leber-, Milz- und Blutgefäßzellen miteinander verbindet. Forschende konnten infizierte rote Blutkörperchen in das System einbringen und die für Malaria typischen Krankheitsverläufe beobachten, inklusive der Schädigung der Blutgefäßinnenwand und der Immunreaktion. Das Modell bildete dabei die einzigartige Fähigkeit des Parasiten nach, sich in der Blutgefäßwand des menschlichen Blutkreislaufs zu verstecken, um der Filterung durch die Milz zu entgehen. Durch die Infektion des Systems mit verschiedenen Parasitenstämmen konnten die Wissenschaftler auch den gesamten Lebenszyklus der Erreger in den Zellen verfolgen und die Wirkung etablierter Medikamente wie Chloroquin, Artesunat und Lumefantrin testen.

Ein weiterer Durchbruch ist die Nutzung der gesammelten Daten für die Erstellung von sogenannten digitalen medizinischen Zwillingen. Mithilfe mathematischer Modelle, die die Wirkungsweise von Medikamenten im Körper abbilden, konnten die Entwickler des Malaria-auf-dem-Chip-Systems die Laborergebnisse auf tatsächliche Wirkungs- und Toxizitäts-Werte beim Menschen übertragen. Dieser innovative Ansatz macht es möglich, die Wirkung und Verträglichkeit von Medikamenten auch für besonders gefährdete Patientengruppen, wie Schwangere oder mangelernährte Kinder, virtuell zu untersuchen, ohne klinische Studien mit begrenzter Datenbasis durchführen zu müssen.

Die Studie zeigt, wie die Kombination von fortschrittlicher Labor-Technologie mit Vorhersagemodellen die biomedizinische Forschung in eine neue, humanbasierte Ära führt – eine Zukunft ohne Tierversuche.

Quelle

Rupar et al. Translation of a human-based malaria-on-a-chip phenotypic disease model for in vivo applications. Advanced Science 2025; 21:e05206