Nowy pomysł na walkę z boreliozą – zatrzymać bakterie jeszcze w ciele kleszcza

Bakterie wywołujące boreliozę, podobnie jak te powodujące inną chorobę odkleszczową – anaplazmozę, wykorzystują cholesterol z komórek kleszcza do przetrwania. Zablokowanie im dostępu do tego składnika może uniemożliwić ich rozwój i przerwać cykl zakażenia, zanim dojdzie do ukąszenia człowieka.

Nowe metody zwalczania boreliozy i anaplazmozy

Jak ustalili naukowcy z Uniwersytetu Stanowego Waszyngtonu, bakterie wywołujące boreliozę i anaplazmozę wykorzystują mechanizmy komórkowe kleszcza, by pozyskać cholesterol – składnik niezbędny do ich wzrostu i funkcjonowania. Odkrycie to opisane w czasopiśmie „Proceedings of the National Academy of Sciences” może utorować drogę do nowych metod zwalczania tych chorób, zanim kleszcze w ogóle zdążą ugryźć.

Badacze skupili się na białku ATF6, które w normalnych warunkach pomaga komórkom rozpoznawać infekcje i na nie reagować. Zauważyli, że bakterie takie jak Anaplasma phagocytophilum (powodująca anaplazmozę) i Borrelia burgdorferi (wywołująca boreliozę) potrafią tak manipulować tym kleszczowym białkiem, by wspierać własny wzrost i zwiększać szanse na przetrwanie w organizmie pajęczaka.

Przebieg badania

Jak wyjaśnili autorzy, ATF6 aktywowane jest zawsze w odpowiedzi na stres spowodowany wniknięciem bakterii do organizmu kleszcza. Aktywacja ta uruchamia ekspresję genów odpowiedzialnych za przywrócenie równowagi w komórce, m.in. tych związanych z metabolizmem lipidów. Jeden z takich genów koduje białko stomatynę, która odpowiada za komórkowy transport cholesterolu. Anaplasma phagocytophilum czy Borrelia burgdorferi celowo tak modulują ATF6, by zmusić kleszcza do nadprodukcji stomatyny, a tym samym zwiększyć dostępność cholesterolu i przekierować go na swoje potrzeby. Muszą to robić, ponieważ składnik ten jest im niezbędny do wzrostu, a same nie potrafią go wytwarzać.

Kluczowe dla naukowców było odkrycie, że kiedy zablokuje się produkcję stomatyny, wzrost bakterii zostaje znacznie zahamowany. Ich zdaniem sugeruje to, że ukierunkowanie terapii na szlak ATF6–stomatyna mogłoby skutecznie blokować transmisję patogenów już na poziomie kleszcza, zanim zdąży zakazić człowieka.

„Większość dotychczasowych badań skupiała się na tym, w jaki sposób bakterie oddziałują na ludzi i zwierzęta, a nie na tym, jak przeżywają i rozprzestrzeniają się w kleszczach. To, co odkryliśmy, może otworzyć drzwi do zwalczania tych patogenów u kleszczy, zanim staną się zagrożeniem dla ludzi” – powiedziała główna autorka publikacji Kaylee Vosbigian.

Czym jest ArthroQuest?

W ramach projektu naukowcy opracowali również nowe narzędzie ArthroQuest. Jest to darmowa platforma internetowa, pozwalająca analizować genomy różnych pasożytniczych stawonogów, w tym kleszczy, komarów, wszy, meszek, roztoczy czy pcheł, pod kątem miejsc wiązania czynników transkrypcyjnych, takich jak ATF6. Do tej pory większość tego typu narzędzi genetycznych była dostosowana do ludzi lub organizmów modelowych, takich jak muszka owocowa, a nie do stawonogów przenoszących choroby.

Dzięki ArthroQuest naukowcy odkryli, że szlak regulowany przez ATF6, obejmujący stomatynę, może być powszechny u różnych gatunków pasożytujących na krwi. A ponieważ wiele patogenów przenoszonych przez stawonogi, jak np. Plasmodium (czynnik malarii), również potrzebuje cholesterolu od gospodarza, istnieje duże prawdopodobieństwo, że i one wykorzystują podobne mechanizmy. (PAP)