Železem proti klíšťatům
16. 5. 2009
Klíšťata jsou po komárech druzí nejčastější přenašeči nebezpečných infekčních onemocnění zvířat i člověka. Na člověka mohou přenést například klíšťovou encefalitidu nebo lymskou boreliózu. Klíšťata se živí výhradně krví svých hostitelů a jelikož nasají až stonásobek své původní váhy, musejí se umět vypořádat s ohromným nadbytkem železa přítomného v krvi. Železo je sice v malé míře nezbytné pro každý živý organizmus, ale v nadbytku zabíjí. Klíšťata si proto vyvinula důmyslný systém hospodaření se železem, jehož detaily zůstávaly dosud zahaleny tajemstvím. To se ale nyní podařilo odhalit mladému českému biologovi Ondřeji Hajduškovi za přispění jeho kolegů. Jejich práce zároveň povede k vývoji vakcín a tedy ke snížení rizika nákazy choroboplodnými zárodky, jež klíšťata přenášejí.
S jarní přírodou se neprobudili jenom ptáci, květiny a motýli. Na rozkvetlých loukách nebo v lesním borůvčí nás čekají i malí zákeřní roztoči – klíšťata. Po komárech jsou druhými nejčastějšími přenašeči infekčních nemocí ve světě, v České republice jsou ale jednoznačně na prvním místě.
Bojujeme proti nim různě – pomocí repelentů nebo očkování. Tým vědců z Parazitologického ústavu v Českých Budějovicích ale možná přišel na způsob, jak naši munici v tomto boji rozšířit. Našel mechanizmus, jak proti klíšťatům obrátit jejich vlastní metabolizmus.
Mgr. Ondřej Hajdušek, Parazitologický ústav AV ČR: Podařilo se nám popsat u klíštěte metabolizmus železa po sání. To znamená, jak železo z nasáté krve klíště zpracovává, používá, jak se přebytečného železa zbavuje. A přišli jsme na to, že jakýkoliv zásah do tohoto metabolizmu a zpracování železa vede k tomu, že klíšťata buď hůř sají, nebo přímo zasychají.
Strach z klíšťat máme hlavně proto, že přenášejí dvě nebezpečné nemoci: lymskou boreliózu a klíšťovou encefalitidu, neboli zánět mozkových blan. Proti encefalitidě existuje účinné očkování, přesto se v Česku nakazí asi šest set až tisíc lidí ročně. Hlavně u starších osob může být encefalitida smrtelná. Proti borelióze vakcína zatím neexistuje, je ale možné ji léčit antibiotiky. Výskyt boreliózy je podstatně vyšší než výskyt encefalitidy – ročně až čtyři tisíce případů. Od roku 1995 navíc výskyt obou nemocí narůstá.
Prý za to může globální oteplování, které umožňuje klíšťatům stěhovat se i do vyšších nadmořských výšek, kde pro ně dřív nebyly vhodné životní podmínky. V České přírodě žije jenom jeden druh klíštěte – klíště obecné. Jeho životní cyklus trvá jeden až dva roky a prochází při něm třemi stádii – larvy, nymfy a dospělce. Pro přechod do vyššího stádia se klíště potřebuje posilnit krví.
Mgr. Ondřej Hajdušek, Parazitologický ústav AV ČR: Hostitelskou krev potřebuje klíště buď u larvy a nymfy k tomu, aby se mohlo svléknout a přejít z jednoho stádia do druhého. U dospělých samiček to je k tomu, aby samička mohla produkovat tisíce vajíček a zajistit tak vznik dalších generací klíšťat.
Během sání, které trvá jeden až dva týdny, dostane klíště do svého těla asi jeden mililitr krve. Objem jeho těla se přitom zvětší víc než stonásobně. S krví se do klíštěcího organizmu dostává i obrovské množství železa, které je obsaženo v krevním barvivu hemoglobinu. Železo je v určité minimální dávce nutné pro fungování každého organizmu. Pokud je ale železa moc, je silně toxické. Klíšťata proto musela vyvinout speciální mechanizmus, jak se přebytečného železa zbavit. A tento mechanizmus se do detailu podařilo popsat vědcům z Parazitologického ústavu v Českých Budějovicích.
Mgr. Ondřej Hajdušek, Parazitologický ústav AV ČR:Nám se podařilo popsat klíštěcí proteiny, které se nazývají feritiny, a tyto proteiny slouží k tomu, aby se železo, které je ve volném stavu v buňce pro klíště toxické, do těchto feritinů zachycovalo a zde se detoxifikovalo, uchovávalo, popřípadě se pomocí těchto proteinů transportovalo do jiných tkání.
Důležitou roli tady hrají tří proteiny. Dva byly známé už dřív – feritin 1 a protein s názvem IRP. Podobné látky se vyskytují i u jiných organizmů. Ondřej Hajdušek ale objevil a popsal dosud neznámou látku, která je zřejmě typická pouze pro klíšťata – feritin 2. Všechny tyto látky se podílejí na tom, jak klíště hospodaří se železem. Vědci pak zkoušeli jednotlivé proteiny u klíšťat vyřadit z provozu a zkoumali, co to s nimi udělá. Používali k tomu metodu takzvané RNA interference. Ta spočívá v tom, že se do klíštěte vpraví takzvaná dvouvláknová RNA, která je stejná jako RNA proteinu, který se má vyřadit z provozu. Tato RNA pak zablokuje RNA v buňce a důležitý protein se nevytvoří.
Mgr. Ondřej Hajdušek, Parazitologický ústav AV ČR:V praxi to vypadá tak, že do nohy samičky klíštěte se vpíchne půl mikrolitru této dvouvláknové RNA a následně se klíšťata nechají sát na hostitelích a pozoruje se funkce daného proteinu.
Tak například po vyřazení proteinu IRP mají klíšťata problém s kladením vajíček a jejich larvy málo přežívají. IRP navíc řídí produkci feritinu 1, který vychytává nadbytečné železo. Klíšťata bez něj tak ve větší míře hynou. Klíšťata se zablokovaným feritinem 2 se zase nedokážou nasát a na hostitelích často zasychají. Právě feritin 2 je ale zajímavý z toho důvodu, že ho žádný jiný organizmus nemá. Vědci proto předpokládají, že tato látka by se dala využít pro přípravu speciální vakcíny proti klíšťatům.
prof. RNDr. Libor Grubhoffer, CSc., Parazitologický ústav AV ČR: Fungovalo by to tak, že feritin 2 by byl skutečně připraven v nějaké konkrétní podobě a byl by podstatou vakcinační dávky a v určitém schématu prováděných vakcinací by tedy bylo navozeno imunity. Ta by chránila po určitou dobu hostitele před klíštětem, před dlouhodobým sáním klíšťat na daném hostiteli.
Očkované zvíře by totiž ve svém těle vytvořilo protilátky proti feritinu 2, ty by do sebe spolu s krví nasálo i klíště. Protilátky by pak pro něj životně důležitý feritin zlikvidovaly a klíště by uhynulo. První testování už probíhá na hospodářských zvířatech v Mexiku. Vědci se totiž domnívají, že spíš než na ochranu lidí, by se tato vakcína používala právě u dobytka v oblastech s vysokým výskytem klíšťat. O užití u lidí by se uvažovalo pouze tehdy, pokud by se prokázalo, že vakcína zabraňuje i přenosu některých nemocí z klíšťat, například lymeské boreliózy. To je zatím otázkou dalšího výzkumu.
Autor: Tereza Pultarová