Průlomový objev českých vědců týkající se klíšťat

Ochranu má v těle klíštěte na starosti jimi objevena bílkovina feritin 2.  Když vědci vyblokovali v organismu klíštěte gen pro klíštěcí fertin 2, došlo u nich k závažnému narušení příjmu potravy. Tento objev, jehož výsledky jsou kryty patentem, otevírá cestu k vývoji vakcíny proti klíšťatům.

Klíšťata jsou po komárech druzí nejčastější přenašeči nebezpečných infekčních onemocnění zvířat i člověka. Na člověka mohou přenést např. klíšťovou encefalitidu nebo lymskou boreliózu. Klíšťata se živí výhradně krví svých hostitelů (savců, ptáků a vzácně i plazů a obojživelníků). Klíšťata, která nasají až stonásobek své původní váhy, se musejí umět vypořádat s ohromným nadbytkem železa přítomného v krvi. Železo je sice v malé míře nezbytné pro každý živý organismus, ale v nadbytku zabíjí.  Klíšťata si proto vyvinula důmyslný systém hospodaření se železem.

Největším zdrojem železa v krvi je krevní barvivo hemoglobin. Po strávení bílkovinné části hemoglobinu zbude část zvaná hem, jež obsahuje železo. Hem je sám o sobě také toxický a klíšťata se ho ve větší míře zbavují ve speciálních buněčných organelách zvaných hemosomy. Neustálý nadbytek hemu, způsobil, že klíšťata ztratila během evoluce schopnost jeho syntézy. Malé množství hemu, které klíště potřebuje například pro své dýchací enzymy, transportuje ze střeva do jiných částí těla a ukládá jej hlavně ve vajíčkách pro budoucí generaci. Nejnovější data pocházející z výzkumu dědičné informace klíštěte Ixodes scapularis ukazují, že klíště vedle schopnosti syntézy hemu ztratilo i schopnost jeho rozkladu. Nabízí se proto otázka: Kde bere klíště volné, v hemu nevázané ionty železa potřebné pro tvorbu některých životně důležitých enzymů?

Detaily hospodaření s železem, jež nepochází z hemoglobinu, zůstávaly zahaleny tajemstvím. To se podařilo odhalit biologovi Ondřeji Hajduškovi za přispění jeho kolegů Daniela Sojky, Petra Kopáčka, Veroniky Burešové, Zdeňka Franty, Ivo Šaumana a Libora Grubhoffera. Tým z Přírodovědecké fakulty Jihočeské university a Parazitologického ústavu Biologického centra AV ČR v. v. i., přizval ke spolupráci na tomto projektu americkou specialistkou na metabolismus minerálních látek Joy Winzerlingovou z University of Arizona. O významu jejich objevu svědčí fakt, že studii českobudějovických vědců otisknul prestižní vědecký časopis Proceedings of the National Academy of Sciences USA.

Prozatím vědci věděli, že klíště ukládá nadbytečné železo uvnitř svých buněk v bílkovině zvané feritin 1. Produkce tohoto proteinu je řízena dalšími bílkovinami označovanými jako IRP. Hajdušek a kol. zkoumali hospodaření se železem u klíštěte obecného (Ixodes ricinus), jež je v České republice nejběžnější. Toto klíště je přenašečem lymské boreliózy i klíšťové encefalitidy. Čeští vědci objevili u klíštěte obecného dosud neznámou bílkovinu, kterou označili jako feritin 2.  Na rozdíl od již dříve známého klíštěcího feritinu 1 je nově objevený feritin 2 vylučován do tělní tekutiny klíštěte (tzv. hemolymfy) a nepodléhá regulaci bílkovinami IRP. Funkci feritinu 1, feritinu 2 a bílkoviny IRP studovali českobudějovičtí biologové pomocí metody tzv. RNA interference, která dovoluje specificky zablokovat tvorbu zvoleného proteinu.  Zjistili tak, že feritin 1 potřebují klíšťata pro úspěšné kladení vajíček. Protein IRP významně přispívá k tomu, aby se z nakladených vajíček vylíhly larvy.

U molekuly feritinu 2 prokázali čeští vědci klíčovou roli v dopravě železa z trávicího traktu klíštěte do jiných částí těla – do slinných žláz a do vaječníků. Klíšťata zbavená možnosti syntetizovat feritin 2 nebyla s to správně hospodařit s železem a měla narušené rozmnožování a vývoj. Za zvláště důležité považují autoři studie, že klíšťata se zablokovaným genem pro feritin 2 měla velké potíže se sáním krve. Zřejmě to souvisí s tím, že se klíšťatům hromadilo ve střevě železo, které nebylo dopravováno do jiných částí těla.  Více než polovina klíšťat bez feritinu 2 při pokusu o sání krve uhynula.

Nově objevený feritin 2 se tak ukázal jako slibná molekula, proti které by stálo zato vyvíjet vakcíny. Krev očkovaných zvířat by obsahovala  protilátky proti feritinu 2 a ty by mohly sajícímu klíštěti značně škodit. Tím by se snížilo riziko nákazy choroboplodnými zárodky, jež klíšťata přenášejí. Využití objevu pro vývoj vakcín a další praktické uplatnění mají českobudějovičtí vědci kryto patentem.