Objev klíštěcího feritinu 2, nového proteinu pro transport železa a kandidátní protiklíštěcí vakcíny

 Hajdušek O., Sojka D., Kopáček P., Burešová V., Franta Z., Loosová G., Grubhoffer L.

Při výzkumu klíštěte obecného (Ixodes ricinus), přenašeče klíšťové encefalitidy a lymské boreliózy, a způsobů jeho hospodaření s nadbytkem železa pocházejícím z krve hostitele byla objevena dosud neznámá bílkovina označená feritin 2. Oproti již dřív popsanému klíštěcímu feritinu 1 sloužícímu k vnitrobuněčnému uskladnění železa, je nově objevený feritin 2 vylučován do tělní tekutiny (hemolymfy) klíštěte. Funkce feritinu 1, feritinu 2 a železo-regulujícího proteinu (IRP) byla studována pomocí metody tzv. „RNA interference“, která umožňuje specificky zablokovat jejich tvorbu. V případě nově objeveného feritinu 2 se překvapivě ukázalo, že jeho hlavní úlohou je transport železa z trávicího traktu klíštěte do jiných orgánů, zejména do slinných žláz a vaječníků. Narušení metabolismu železa, mělo negativní dopad na rozmnožování a další vývoj klíšťat. Nejdůležitějším výsledkem bylo, že potlačením tvorby feritinu 2 došlo k omezení schopnosti klíšťat sát na hostiteli, přičemž více než polovina klíšťat během sání krve uhynula. Podobného efektu bylo dosaženo i při experimentální vakcinaci králíků rekombinantním feritinem 2, kde protilátky v krvi hostitele zablokovaly feritin 2 ve střevě klíštěte. Tento fakt, spolu se značnou molekulovou odlišností od feritinů savčích hostitelů, činí z nového klíštěcího feritinu 2 slibného kandidáta na účinnou proti-klíštěcí‘ vakcínu, která omezí schopnost sání klíšťat a díky jejich oslabení i sníží riziko přenosu patogenních původců infekčních onemocnění. Možnost veterinárního použití vakcíny na bázi feritinu 2 je chráněna českou i mezinárodní patentovou přihláškou. V rámci zahraniční spolupráce již proběhlo pilotní testování této vakcíny na hovězím dobytku a získané výsledky velmi podporují další vývoj směrem ke komercionalizaci této vakcíny a jejímu širokému uplatnění zejména v zemích, kde ztráty v chovech hospodářských zvířat způsobené sáním klíšťat jsou obrovské.

Česká patentová přihláška: Kopáček P., & Hajdušek O.: "Feritin 2 pro imunizaci organismu proti klíšťatům." Úřad průmyslového vlastnictví České republiky, PV 2008-402, (25.6.2008)

Mezinárodní patentová přihláška: Kopáček P., & Hajdušek O.: "Ferritin 2 for the host immunization against ticks." Úřad průmyslového vlastnictví České republiky, PCT/CZ2009/000085, (18.6.2009)

Panel A: Vliv RNA interference na schopnost klíšťat sát na hostiteli

gfp – skupina injikovaná kontrolní (GFP) dvouvláknovou RNA
fer1 KD – vliv umlčení intracelulárního feritinu 1 
irp KD – vliv umlčení železo-regulujícího proteinu (IRP) 
fer2 KD – vliv umlčení sekretovaného feritinu 2

Panel B: Modelové schéma metabolismu železa u klíšťat

Na základě našich výsledků a práce laboratoře Pedra L. Oliveiry (Rio de Janeiro) předpokládáme dvě rozdílné cesty pro metabolismus hemu (krevního barviva) a nehemového železa z hostitelské krve. Eliminací feritinu 2 dojde k narušení přenosu nehemového železa, které je důležité např. pro funkci enzymů dýchacího řetězce. Navíc dochází k akumulaci toxického železa ve střevě klíštěte. V důsledku toho je výrazně narušena schopnost sání a dalšího vývoje klíšťat.