Znajdź zawartość

Ze śliną żerujących kleszczy mogą się przenosić patogeny. By to uniemożliwić, naukowcy postanowili doprowadzić do tego, żeby pajęczaki zaczęły wytwarzać mniej śliny. Na północnym wschodzie USA znacząco rośnie liczba przypadków boreliozy. Większość metod zabijania kleszczy w sektorze rolniczym polega na wykorzystaniu neurotoksycznych insektycydów. Trudno je skutecznie stosować w obszarach zamieszkanych, dlatego chcieliśmy zidentyfikować nowy sposób kontrolowania kleszczy przenoszących choroby - podkreśla dr Daniel Swale z Uniwersytetu Stanowego Luizjany. Wiemy, że gruczoły ślinowe są kluczowe dla biologicznego sukcesu kleszczy, co sugeruje, że mogą one być potencjalnym celem dla pestycydów działających za pośrednictwem nowego mechanizmu - dodaje doktorantka Zhilin Li. Mając to na uwadze, naukowcy wpadli na pomysł, że gdyby dało się zahamować produkcję śliny przez kleszcze, można by w ten sposób powstrzymać je od żerowania. Swale i Li skoncentrowali się na prostowniczym (wewnątrzprostowniczym) kanale KIR (ang. inwardly rectifying potassium channel); wcześniej wykazano, że spełnia on ważną rolę w układach wydzielniczych stawonogów. W ramach ostatnich eksperymentów kleszcze karmiono krwią, która zawierała związki oddziałujące na KIR: VU0071063 lub pinacydyl. Okazało się, że wydzielanie śliny zmniejszało się o co najmniej 95%, a objętość przyjmowanego pokarmu (krwi) spadała ok. 15-krotnie. Co ważne, kleszcze, które żerowały na krwi wysyconej którymś z tych związków, ginęły w ciągu 12 godzin. To okienko czasowe ma spore znaczenie, gdyż zazwyczaj na transmisję patogenów za pośrednictwem śliny kleszczy potrzeba przynajmniej 12 godz., a niekiedy czas ten wydłuża się nawet do 40 godz. Analizując ekspresję w śliniankach, naukowcy stwierdzili, że KIR są dynamicznie regulowane i że są krytyczne dla wstępnej, ale nie dla późniejszych faz żerowania. Opisywane badania prowadzono na sztucznych systemach. Teraz akademicy zamierzają sprawdzić, czy zabieg zapobiegnie transmisji patogenów w czasie żerowania na gryzoniach. Swale i Li dodają, że przed zgonem kleszcze wyglądały na chore i ospałe. Ich zachowanie było nieskoordynowane, pajęczaki miały problemy z przemieszczaniem. Amerykanie przypisują to nierównowadze potasowo-sodowo-chlorkowej. Normalnie gdy kleszcze żerują, ich ślina "oddaje" nadmiar wody i jonów do krwi gospodarza. W tym jednak przypadku mimo że kleszcze produkowały mniej śliny, oddawały więcej jonów. Sądzę, że ich układ nerwowy nie pracował prawidłowo, co skutkowało wysoką śmiertelnością - wyjaśnia Li. Z abstraktu wystąpienia naukowców na jesiennej konferencji Amerykańskiego Towarzystwa Chemicznego wynika, że ekipa testowała hipotezę, że obniżona aktywność wydzielnicza gruczołów ślinowych zmniejszy spożycie krwi i że zmieniona osmoregulacja zwiększy śmiertelność związaną z niemożnością poradzenia sobie z bogatą w kationy ssaczą krwią. Generalnie naukowcy założyli, że funkcja ślinianek kleszczy zależy od nabłonkowego transportu jonów potasu i chemiczna modulacja KIR będzie miała dla nich katastrofalne konsekwencje.   « powrót do artykułu

Kleszcze mogą się żywić wyłącznie krwią dzięki symbiotycznym bakteriom, które zapewniają im niezbędne witaminy z grupy B. Bez symbiontów kleszcze nie dożyłyby dorosłości i nie mogłyby się rozmnażać. Badania przeprowadzone przez naukowców z CIRAD i CNRS pokazały też, że bakterie odziedziczyły szlaki produkcji witaminy B po patogennym przodku. W odróżnieniu od komarów, kleszcze są całkowitymi hematofagami, co oznacza, że na wszystkich etapach rozwoju żywią się wyłącznie krwią. Taka dieta ma jednak swoje minusy, bo choć krew zawiera sporo pewnych związków, jest stosunkowo uboga w witaminy B. By wyjaśnić, jak kleszcze przystosowały się do wyłącznie "krwistej" diety, Francuzi badali społeczność bakteryjną modelowego gatunku Ornithodoros moubata. Okazało się, że największą jej część stanowili przedstawiciele rodzaju Francisella. Sekwencjonowanie genomu bakteryjnego potwierdziło, że symbiotyczne Francisella potrafią produkować biotynę (witaminę B7), ryboflawinę (witaminę B2) i kwas foliowy (witaminę B9). Wykazano także, że wyeliminowanie Francisella hamuje rozwój kleszczy, zaś suplementacja witaminami zapewnianymi przez bakterie przywraca normalny wzrost. Dodatkowe analizy zademonstrowały, że symbiotyczne Francisella są spadkobiercami patogennych bakterii, których genom uległ stopniowej degradacji. Nietknięty pozostał tylko podzbiór oryginalnych cech funkcjonalnych. Autorzy publikacji z pisma Current Biology podkreślają, że pojawienie i różnicowanie się kleszczy (obecnie znamy ponad 900 gatunków) było w dużej mierze uwarunkowane wspomnianą symbiozą. « powrót do artykułu

Kleszcze z gatunku Haemaphysalis flava zostały jako pierwsze sfilmowane żywe pod skaningowym mikroskopem elektronowym (SEM). To nie lada osiągnięcie, zważywszy, że próbki umieszcza się w próżni i bombarduje wiązką elektronów. By próżnia nie doprowadziła przypadkiem do wybuchu, przed umieszczeniem w mikroskopie próbki pochodzenia biologicznego poddaje się liofilizacji niskotemperaturowej. W takiej właśnie komorze liofilizacyjnej podłączonej do pompy próżniowej Yasuhito Ishigaki z Kanazawa Medical University natrafił na żywe kleszcze. Nawet po półgodzinie, gdy większość powietrza już odessano, pajęczaki czuły się całkiem dobrze. Zadziwiony wytrzymałością pasażerów na gapę, Japończyk umieścił 20 osobników (8 dorosłych samic i 12 nimf) w SEM. Nie przygotowywał ich w jakiś specjalny sposób, tylko przykleił do taśmy przewodzącej (normalnie, ponieważ pozostała po liofilizacji substancja organiczna raczej nie odbija szybkich elektronów, ale je hamuje, trzeba zastosować powlekanie cienką warstwą metalu, np. złota). Akademik zrezygnował z metalowej powłoki (tzw. repliki), gdyż wiedział, że w przeszłości naukowcom i bez niej udawało się obserwować martwe kleszcze. We wnętrzu mikroskopu elektronowego musi panować wysoka próżnia, by elektrony nie rozpraszały się na cząsteczkach powietrza. Podczas eksperymentu zespołu Ishigakiego ciśnienie wysokiej próżni wynosiło 1.5×10−3 Pa. Pajęczaki poruszały odnóżami, a po wyjęciu z mikroskopu rozchodziły się na wszystkie strony. Wydaje się jednak, że "deszcz elektronów" zebrał swoje żniwo. Choć wszystkie osobniki przeżyły co najmniej 2 dni, bez kąpieli w ujemnie naładowanych cząstkach mogłyby żyć kilka tygodni. W niektórych przypadkach H. flava wydawały się podejmować próby ucieczki przed wiązką elektronów. Z dwojga złego lepsza jest próżnia, bo wszystko wskazuje na to, że kleszcze potrafią na długo wstrzymać oddech. Badanie Japończyka nie uzupełnia w jakiś znaczący sposób naszej wiedzy o kleszczach. W dotyczących ich studiach SEM wykorzystuje się już od lat 70. Teraz zdobyliśmy jedynie garść szczegółów związanych lokomocją tych pajęczaków. W 2008 r. ogłoszono, że niesporczaki potrafią przetrwać w kosmicznej próżni (tym samym stały się one pierwszymi zwierzętami, u których zidentyfikowano tę umiejętność). W ich przypadku "kontakt" miał jednak miejsce w stanie anhydrobiozy, a kleszcze w ogóle nie przygotowywały się do wyzwania.

Złotawka madagaskarska (Myzopoda aurita) to nietoperz znany nauce od 1878 r., jednak jego zwyczaje i ekologię zaczęto dogłębniej badać dopiero niedawno. Okazało się, że choć chiropterologom udało się schwytać i zobaczyć wiele – może nawet kilkaset – samców, nie natknęli się jeszcze na żadną samicę. Nikt nie wie, gdzie mieszkają i jaki jest powód takiej segregacji płciowej. Złotawki należą do rodziny ssawkonogich. Teraz wiadomo, że widoczne na ich kończynach struktury służą do przyczepiania się do pionowych powierzchni z wykorzystaniem przywierania na mokro (na podobnej zasadzie zmoczony papier przykleja się do ściany). Poza tym ustalono, że ssaki te gustują przede wszystkim w chrząszczach i ćmach. O jedzeniu czegoś się już zatem dowiedziano, nieobecność samic nadal pozostaje jednak owiana tajemnicą... Prof. Paul Racey z Uniwersytetu w Aberdeen i współpracownicy z Madagaskaru, m.in. z Uniwersytetu w Antananarywie, przez kilka lat łapali w sieci nietoperze w okolicach wioski Kianjavato (znajduje się ona w pobliżu Parku Narodowego Ranomafana). Kiedyś złotawka madagaskarska była uznawana przez Międzynarodową Unię Ochrony Przyrody i Jej Zasobów za gatunek narażony, czyli podatny na wyginięcie, ponieważ na wyspie widziano zaledwie kilka egzemplarzy tego endemitu. Skoro jednak ekipa Raceya natrafiła na sporą populację M. aurita, nietoperza można było z czystym sumieniem przeklasyfikować. Choć naukowcy łapią latające ssaki w czterech okresach rocznie już od kilku lat z rzędu, nigdy jeszcze nie schwytali żadnej samicy. Tyle razy i w tylu różnych miejscach w Kianjavato rozpinaliśmy już sieci, że jesteśmy pewni, że ich tu nie ma. Sto kilometrów stąd w pobliżu wybrzeża odkryliśmy nawet nową populację, ale tam też są wyłącznie samce. Dotąd w Kianjavato zlokalizowano 133 gniazdowiska złotawek. Znajdują się one na tzw. drzewach podróżników (Ravenala madagascariensis), zwanych tak z powodu liści, które, wg podań, układają się w osi północ-południe. W poszczególnych zbiorowiskach znajdowało się od 9 do 51 osobników. Mimo że ich nie widać, samice muszą się chować gdzieś w pobliżu, ponieważ dwa razy do roku do Kianjavato przybywają młode, które nie są w stanie pokonywać dużych odległości ze względu na nie w pełni rozwinięte kości skrzydeł. Czemu samice wybrały segregację płciową? Być może wolą żyć w przyległych habitatach lepszej jakości. W Wielkiej Brytanii występują inne nietoperze, nocki rude, zwane też nockami Daubentona, u których samce i samice również nie mieszkają razem. Te ostatnie zasiedliły dolny odcinek rzeki, gdzie mogą znaleźć zasoby potrzebne do dobrego przebiegu ciąży i laktacji. Złotawki są wyjątkowe nie tylko pod względem trybu życia. U żadnego ze złapanych osobników nie wykryto też jakichkolwiek pasożytów. To dziwne, ponieważ u większości dzikich ssaków występują pasożyty zewnętrzne (ektopasożyty), np. pchły lub kleszcze. Profesor Racey uważa, że można to wyjaśnić morfologią liści drzewa podróżników, które są zbyt gładkie, czyli za śliskie dla stawonogów.

Ochrona naszych zwierząt przed pasożytami już niedługo może stać się znacznie prostsza - twierdzą przedstawiciele firmy Merck&Co. Poprawę mamy zawdzięczać nowym tabletkom, których profilaktyczne działanie ma się utrzymywać przez okrągły miesiąc. Substancją aktywną nowego leku jest kwas nodulisporowy (ang. nodulisporic acid), związek opatentowany przez Merck&Co. Wstępne testy wykazały, że jest on skuteczny w walce z pchłami i kleszczami, a do tego zapewnia wysoki poziom bezpieczeństwa jego stosowania. Badania wykazały, że do skutecznej walki z pasożytami wystarczy zaledwie jedna dawka kwasu nodulisporowego miesięcznie. Oprócz wysokiej skuteczności, atutem środka jest możliwość podawania go w formie tabletek. Jest to znacznie wygodniejsze od tradycynego wcierania środków przeciwpasożytniczych w skórę zwierząt, a dodatkowo zmniejsza się w ten sposób ryzyko niedostarczenia pełnej dawki leku. O wynikach badań nad preparatem poinformowało czasopismo Journal of Medicinal Chemistry.

Białko ze śliny kleszcza może stanowić lek na miastenię – chorobę autoimmunologiczną, która charakteryzuje się osłabieniem i męczliwością mięśni szkieletowych (Annals of Neurology). Miastenia tak osłabia pacjentów, że wskutek zaburzeń oddechowych zostają podłączeni do respiratora. Niestety, konwencjonalne metody leczenia bywają toksyczne – opowiada Henry Kaminski, szef Wydziału Neurologii i Psychiatrii na Saint Louis University. Naprawdę potrzebujemy lepszych metod terapii, a nasze studium jest pierwszym krokiem w tym kierunku. Do objawów miastenii (łac. myasthenia gravis) należą: opadanie powiek, zmiana mimiki twarzy, opadanie żuchwy, co w znacznym stopniu upośledza gryzienie czy połykanie, uczucie słabości w obrębie nóg i rąk, chroniczne zmęczenie mięśni, rozmazane/podwójne widzenie oraz wspomniane zaburzenia oddychania. Pacjenci mają też problemy z emisją głosu. Stosowane dotąd leki, np. glukokortykosteroid prednizon, są skuteczne, powodują jednak sporo efektów ubocznych, m.in. cukrzycę, osteoporozę, przyrost wagi i jaskrę. Inne metody (np. plazmafereza – oczyszczanie osocza z dużych cząstek, w tym kompleksów immunologicznych) są drogie i wiążą się z wysokim ryzykiem zakażeń, zawałów i udarów. Wg specjalistów, miastenia jest wynikiem nadreaktywności układu dopełniacza, czyli zespołu kilkudziesięciu białek, które odpowiadają za walkę z bakteriami, grzybami i wirusami za pomocą lizy czy opsonizacji oraz za aktywację ogólnej odpowiedzi odpornościowej. U osób chorych na miastenię przeciwciała blokują receptory acetylocholinowe płytki nerwowo-mięśniowej, a więc w miejscu połączenia synaptycznego między neuronem ruchowym a komórką mięśniową. Prowadzi to do aktywacji dopełniacza, co nie dopuszcza do skurczu mięśni i objawia się ich osłabieniem. Z tego powodu lekarzom zależy na znalezieniu leków hamujących dopełniacz. Tego typu substancję - rEV576 - wykryto właśnie w ślinie kleszczy. Dzięki niej pajęczakom udaje się nie uruchomić reakcji odpornościowej wysysanego z krwi gospodarza. Zespół Kaminskiego przetestował rEV576 na dwóch grupach szczurów z łagodną i nasiloną miastenią. Okazało się, że stan gryzoni, którym podawano białko, się poprawił: udało się zmniejszyć osłabienie i zahamować utratę wagi. Amerykanie mają nadzieję, że rEV576 sprawdzi się także w przypadku ludzi, a ponieważ żerując na nas, kleszcze nie wywołują reakcji alergicznej, nie powinny wystąpić efekty uboczne.

O tym, że spędzenie ciąży w otoczeniu zwierząt cierpiących na choroby zakaźne zwiększa odporność potomstwa na to samo schorzenie, wiadomo już od dawna. Teraz, dzięki badaczom z Anglii, dowiadujemy się, że podobne zjawisko można zaobserwować u zwierząt-nosicieli pasożytów niezdolnych do bezpośredniego przenoszenia się pomiędzy osobnikami. Eksperyment przeprowadzili wspólnie badacze z uniwersytetów w Nottingham i Londynie. Hodowali oni ciężarne myszy, których klatki lokowano, w zależności od grupy, w sąsiedztwie klatek zamieszkiwanych przez myszy zdrowe lub zainfekowane przez pierwotniaki z gatunku Babesia microti. Mikroorganizmy te odpowiedzialne są za babeszjozę - pasożytniczą chorobę krwi, przypominającą objawami malarię. Niezwykle istotny dla przebiegu eksperymentu jest fakt, iż B. microti nie są zdolne do przenoszenia pomiędzy gryzoniami, jeśli nie zostaną przekazane za pośrednictwem kleszczy. Mimo to stwierdzono, że potomstwo matek przebywających w czasie ciąży w sąsiedztwie zwierząt zakażonych wykazywało szereg cech wskazujących na pośrednią ekspozycję na pasożyty. Po osiągnięciu przez potomstwo dojrzałości, stwierdzono u niego m.in. zwiększenie odporności przeciwko B. microti oraz obniżony poziom agresji. U matek, które spędziły ciążę w sąsiedztwie klatek zamieszkiwanych przez zakażone myszy, zaobserwowano z kolei powiększenie nerek oraz podwyższony poziom kortykosteronu, jednego z hormonów odpowiedzialnych za reakcję na stres. Zdaniem angielskich badaczy, odkrycie świadczy o wrodzonym przystosowaniu potomstwa do zwalczania babeszjozy. Miałoby to, według nich, zapewniać zwiększenie szans na osiągnięcie dojrzałości i przeżycie w niesprzyjającym środowisku. Autorzy wyciągają ze swoich badań jeszcze jeden istotny wniosek. [Wyniki] prowadzą nas do pytania o prawidłowość warunków hodowli w niektórych laboratoriach podczas przeprowadzania procedur badawczych, które mogą negatywnie wpływać zarówno na dobrobyt zwierząt, jak i na wiarygodność badań na zwierzętach - podkreślają w swojej publikacji, która ukazała się na łamach czasopisma Proceedings of the Royal Society B.