Eine von Forschern der Washington State University durchgeführte Studie hat ein Protein identifiziert, das offenbar eine entscheidende Rolle dabei spielt, wie sich ein schädliches Bakterium, das die Krankheit Anaplasmose verursacht, in Zecken etabliert, bevor es auf ahnungslose menschliche Wirte übertragen wird.
Bei der Untersuchung des von Zecken übertragenen zoonotischen Erregers Anaplasma phagocytophilum identifizierten die Forscher ein von den Bakterien abgesondertes Protein, das für ihr Überleben und ihre Ausbreitung in Zeckenzellen unerlässlich ist. Die Ergebnisse, die in der veröffentlicht wurden Tagebuch mBioversprechen ein tieferes Verständnis darüber, wie diese Bakterien in Zecken überleben und sich ausbreiten, und eröffnen möglicherweise Möglichkeiten für Strategien zur Verhinderung der Übertragung anderer durch Zecken übertragener Krankheiten auf Menschen und andere Tiere.
„Wenn wir die Mechanismen entschlüsseln können, die hier im Spiel sind, können wir möglicherweise dieses Protein blockieren und Zecken daran hindern, die Bakterien auf Menschen zu übertragen – wir könnten den gesamten Übertragungszyklus durchbrechen“, sagte Jason Park, Korrespondenzautor der Studie und wissenschaftlicher Mitarbeiter Professor am College of Veterinary Medicine der WSU.
Zecken stellen in den Vereinigten Staaten und anderswo eine erhebliche und wachsende Bedrohung für Mensch und Vieh dar. Frühere Forschungen zu diesen Bakterien konzentrierten sich hauptsächlich auf Säugetierwirte, während dem Verständnis, wie der Erreger in Zecken gedeiht und sich vermehrt, nur wenig Aufmerksamkeit geschenkt wurde.
Anaplasma phagocytophilum ist der Erreger der Anaplasmose, einer Krankheit, die durch Zeckenbisse, hauptsächlich von der Schwarzbeinigen Zecke und der Westlichen Schwarzbeinigen Zecke, auf den Menschen übertragen wird. Obwohl die Krankheit mit Antibiotika behandelbar ist, kann sie Symptome wie Fieber, Kopfschmerzen, Schüttelfrost, Muskelschmerzen und manchmal auch schwere Erkrankungen hervorrufen.
Nach Angaben der Centers for Disease Control and Prevention ist die Zahl der Anaplasmose-Fälle in den USA in den letzten zwei Jahrzehnten von 348 im Jahr 2000 auf 5.655 im Jahr 2019 gestiegen. Park vermutet, dass viele Fälle nicht gemeldet werden.
„Es ist einfach immer häufiger geworden“, sagte er. „Es wird irgendwie zu wenig diagnostiziert und erkannt, und es stellt eine zunehmende Bedrohung dar.“
Zecken infizieren sich mit den Bakterien, wenn sie ein infiziertes Tier fressen. Das Ziel der Bakterien im Inneren einer Zecke besteht darin, durch den Verdauungstrakt zu gelangen und die Speicheldrüsen zu infizieren, wo sie sich ansammeln und auf die Übertragung auf das nächste Säugetier warten, von dem sich die Zecke ernährt, wodurch der Zyklus fortgesetzt wird.
Die Forscher beobachteten, dass die Bakterien ein spezifisches sezerniertes Protein, AteA, nutzen, um Wirtszellen in Zecken zu injizieren und neu zu programmieren. Sekretierte bakterielle Effektorproteine sind in der Lage, die Signalwege des Wirts gezielt zu manipulieren, um dem Krankheitserreger zu helfen. Im Fall von AteA ist es für das Überleben der Bakterien in Zecken essentiell, indem es mit kortikalem Aktin, dem Strukturgerüst der Wirtszelle, interagiert.
„Wir sind immer noch dabei, genau zu charakterisieren, was das Protein tut, aber unsere Forschung hat bereits gezeigt, dass es das erste sekretierte Protein ist, das speziell für Zecken wichtig ist“, sagte Park.
Sobald die Bakterien einen Säugetierwirt erreichen, scheint das Protein keine Rolle mehr zu spielen, was darauf hindeutet, dass AteA speziell für Zeckeninteraktionen geeignet ist. Die Forscher gehen davon aus, dass es neben AteA auch Proteine gibt, die zum Überleben der Bakterien in Zecken beitragen.
Park erforscht nun, wie die Bakterien die Expression von Proteinen wie AteA sowohl bei Säugetier- als auch bei Zeckeninfektionen regulieren und wie sie zwischen ihren beiden Wirten unterscheiden.
„Woher wissen die Bakterien, dass es sich um eine Zecke oder ein Säugetier handelt?“ sagte Park. „Die Bakterien können das spüren, also gibt es einen genetischen Schalter.“
„Anstatt zu versuchen, eine Person zu behandeln, nachdem sie mit Anaplasma phagocytophilum infiziert ist“, sagte er, „können wir dafür sorgen, dass die Zecken die Bakterien nicht verbreiten können.“
Mehr Informationen:
Jason M. Park et al, Ein Anaplasma phagocytophilum T4SS-Effektor, AteA, ist für eine Zeckeninfektion essentiell, mBio (2023). DOI: 10.1128/mbio.01711-23