Říjen 2005

Vědci vítězí nad klíšťaty - vakcínou

Eva Boburkova

V roce 2010 by mohla být k dispozici vakcína proti nebezpečné nákaze přenášené klíšťaty, lymské borelióze. Dva vědecké týmy - rakouský a americký - s pomocí českých parazitologů pracují na vývoji středoevropské vakcíny proti lymské borelióze. V Rakousku již byly povoleny klinické testy, a tak na podzim začnou zkoušky na dobrovolnících. Půjde-li vše dobře, od roku 2010 by lidé měli mít možnost se proti zákeřným parazitům spolehlivě bránit očkováním.

Klíšťaty přenášené choroby jsou strašákem letních pobytů v přírodě. Na rozdíl od klíšťové encefalitidy však proti lymské borelióze dosud neexistuje obrana v podobě očkování. Lymskou boreliózu způsobují spirochety - známé jako borelie (objeveny teprve roku 1982) - a na vakcíně se usilovně pracuje již mnoho let. Není divu, infekce postihuje klouby, kůži i nervový systém a může mít i velmi závažné zdravotní následky - od obrny lícních nervů po poškození srdce. Je znám i případ mladého pacienta, kterému spirocheta "sedla" na srdce a žít mu dnes pomáhá kardiostimulátor.

Čím se tak liší encefalitida a borelióza, že první vakcína už funguje tak dlouho, ale ke druhé je tak dlouhá cesta?

Naneštěstí jsou borelie zvláště rafinované organismy.

Jednoduchá střela

"Původcem klíšťové encefalitidy je virus, který svou strukturou patří spíš k těm jednodušším. Je to taková jednoduchá střela," vysvětluje děkan Biologické fakulty Jihočeské univerzity a biochemik z Parazitologického ústavu Akademie věd Libor Grubhoffer, "má poměrně malý genom a v jeho obalu je pouze jediná bílkovina, která může provokovat imunitní systém postiženého organismu. Třeba virus neštovic má takových bílkovin několik desítek."

Proto nebylo ani nijak složité vyvinout proti tomuto patogenu vakcínu. Zato borelie jsou velmi rafinované. Profesor Grubhoffer, který se věnuje klíštěcím parazitům, líčí: "Neznám jiný tak náročný mikroorganismus. Boreliím musíte v laboratoři doslova podstrojovat, aby byly ochotny se dělit, replikovat. Situaci komplikuje i obrovská variabilita těchto bakterií."

Dosud je popsáno 11 podezřelých druhů, z nichž čtyři nade vši pochybnost způsobují lymskou boreliózu. Ve střední Evropě jsou jednoznačně usvědčené tři, nejčetnější je druh Borrelia afzelii. Mezi nimi, jak dodává profesor Grubhoffer, navíc patrně dochází k výměně genetického materiálu, organismus se tedy stále proměňuje. To vše práci na účinné a spolehlivé vakcíně velice ztěžuje.

Neúspěšná vakcína

Spolupráce našich odborníků na výzkumu klíšťatových parazitů s americkými začala vlastně již v letech 1992 - 93. Tehdy parazitolog Libor Grubhoffer vycestoval na studijní pobyt do Spojených států na Arizonskou univerzitu v Tucsonu. Společné zájmy v oblasti biochemie, molekulární biologie a fyziologie krev sajících členovců, komárů a klíšťat, pak stály také za zrodem spolupráce s Jihogeorgijskou univerzitou. Právě sem před 30 lety přišel dnes již legendární badatel v oblasti klíšťat a nákaz klíšťaty přenášených James Oliver jr. a vybudoval zde na americkém venkově jedno ze světových center výzkumu klíšťat. (Začátkem 70. let se mu podařilo sem přesunout i americkou národní sbírku klíšťat, která čítá na 865 druhů. Největší - nasáté - měří 4 cm.)

Dalším expertem na studium spirochet lymské boreliózy, se kterým spolupracuje laboratoř Libora Grubhoffera, je Benjamin Luft, šéf infekční kliniky a laboratoří na Státní univerzitě v New Yorku, zaměřených zejména na výzkum vakcín. Benjamin Luft usiloval mnoho let o vývoj vakcíny proti americkému typu lymské boreliózy. V konkurenčním boji před lety prohrál a v Americe šla na trh jiná vakcína.

Jamesi Oliverovi trvalo několik let, než přesvědčil americkou lékařskou obec o tom, že se na území jihovýchodní části a potažmo dalších oblastí USA vyskytuje mnoho různých variant borelií, podobně jako v Evropě, byť s drobnými genetickými rozdíly. A to také zpochybnilo uplatnění původní americké vakcíny. Dopadla neslavně - v roce 2002 ji výrobci byli nuceni stáhnout z trhu lidských přípravků.

Od té doby i Spojené státy na účinnou vakcínu proti lymské borelióze čekají. Další pokračování příběhu vakcíny proti lymské borelióze je typickým dokladem toho, jak mezinárodní je dnešní věda.

Do boje!

"Profesor Luft se na mě v roce 1998 obrátil, že se po prohraném souboji o americkou vakcínu proti lymské borelióze chystá vytáhnout do boje proti středoevropské lymské borelióze a že k tomu nutně potřebuje slušnou laboratoř v samém epicentru, která by mohla spolehlivě testovat tzv. kandidátní vakcíny." Tak se označují umělé molekuly, které vznikají pospojováním různých částí povrchových molekul (v tomto případě) borelie potenciálně správným způsobem tak, aby provokovaly obrannou reakci očkovaného jedince.

A tak budějovičtí biologové tyto kandidátní vakcíny testovali v předem projednaných pokusech na speciálním kmeni myší, dostatečně vnímavém vůči původci lymské boreliózy. Vědci speciální myši očkovali kandidátskými vakcínami, pak na ně nasazovali klíšťata, postupně odebírali myším krev, sledovali přitom množství borelií v krvi, kultivovali je ze vzorků kůže a ledvin - aby získaná data byla co nejúplnější.

Kdy pomůže očkování?

Během čtyř let v českobudějovickém Parazitologickém ústavu otestovali sedm kandidátských vakcín. Mezitím se do práce na vývoji vakcíny proti lymské borelióze středoevropského typu pustil i vídeňský tým výzkumníků, vedený doktorem Ianem Liveym. Rakousko má již dlouhou tradici ve výzkumu a výrobě vakcíny proti klíšťové encefalitidě (je oblíbenou vakcínou i u nás). Ani zde však nemají patřičné zkušenosti s laboratorními chovy klíšťat. Tu mají českobudějovičtí parazitologové.

Livey a Luft - to jsou dnes dva úzce spolupracující týmy. A při klíštěcích experimentech se spoléhají i na českobudějovickou laboratoř. "Naším vkladem byla i znalost lokalit s vysokým výskytem klíšťat nakažených původcem lymské boreliózy. V jižních Čechách víme, kam jít a kde nasbírat klíšťata, z nichž nakaženo je až 80 procent - z toho i tři čtvrtiny druhem Borrelia afzeli. Za těchto podmínek se lze spolehnout, že ochranný účinek prokázaný v experimentu u kandidátních vakcín se uplatní i v reálné situaci," vysvětluje profesor Libor Grubhoffer.

Globální vakcína

O prvních výsledcích informoval Benjamin Luft již v roce 2001. Na prestižním parazitologickém kurzu v Českých Budějovicích tehdy přednášel o chimérických vakcínách. To jsou vakcíny, kde jsou úseky dvou nebo více imunitně aktivních proteinů (bílkovin) sešity dohromady a vytvářejí tak "umělý" antigen (schopný vyvolat v těle tvorbu protilátek). Luft je podle profesora Grubhoffera na stopě globální vakcíny. Té, která nebude pouze regionální, ale ochrání očkovaného člověka proti lymské borelióze v Číně, stejně jako v USA a Evropě.

Ian Livey pracuje se svým týmem v Rakousku na vakcíně proti lymské borelióze, jež je založena na jednom konkrétním proteinu bakterie lymské boreliózy. Té podle Grubhoffera zůstává handicap regionálnosti. "Bude spolehlivě chránit, ale jen v našem středoevropském prostoru. Testy na zvířatech dopadly výborně, a proto kolega Livey získal povolení rakouských úřadů na klinické testy. Měly být na dobrovolnících započaty na podzim," vysvětluje. Jednodušší rakouská vakcína by tak mohla být k dispozici v roce 2010. Cesta chimérických vakcín se jeví jako správná cesta ke globální vakcíně, nicméně je mnohem složitější. Kdy bude hotova?

"To je zatím ve hvězdách. Velká diskuse na téma globální vakcíny se rozvinula v červnu tohoto roku, kdy jsme u nás na univerzitě v Českých Budějovicích pořádali první ročník mezinárodní Letní školy molekulární vektorové biologie. Právě zde oba zmínění badatelé referovali také o chystaných vakcínách proti lymské borelióze.

Testy na zvířatech dopadly výborně, zkoušky na dobrovolnících začnou na podzim. Vakcína, která bude spolehlivě chránit v našem středoevropském prostoru, má být k dispozici v roce 2010. V jižních Čechách víme, kam jít a kde nasbírat klíšťata, z nichž nakaženo je až 80 procent.

Na území bývalého Československa se kvůli klimaticky lepším podmínkám zejména na jižní Moravě a na Slovensku vyskytuje dohromady na 21 druhů tvrdých a měkkých klíšťat. Řada jich je však velmi přísně hostitelsky specializovaná (třeba jen na netopýry či některé druhy ptáků). Měkká klíšťata neboli klíšťáci naštěstí nepřenášejí ani borelie lymské nemoci, ani virus klíšťové encefalitidy. Není však pravda, že klíšťata nežijí v nadmořské výšce nad 600 metrů. V laboratoří Parazitologického ústavu AV již vyšetřovali i klíšťata nasbíraná na Šumavě u Borových Lad, či dokonce v Krkonoších ve výšce 1 200 metrů nad mořem.

Klíště je vampýr, ale člověku saje krev vlastně jen omylem

Kolik lidí se u nás ročně nakazí lymskou boreliózou? "Přibližně 4 000 pacientů je u nás každoročně registrováno," říká Libor Grubhoffer, děkan Biologické fakulty JU a odborník na patogeny přenášené klíšťaty.

Klíště, které číhá na konci stébla trávy, až kolem projde zvíře či člověk, to je typický obrázek. Ale jaký je vlastně život tohoto tvora?

Životní cyklus klíštěte: vajíčkolarva-nymfa-dospělec trvá asi tři roky. Samci v podstatě moc k životu nepotřebují, mají velice pomalý metabolismus, dovedou hladovět několik let a přežívat. Jejich životní úlohou je pouze oplodnit samičku a na hostitele se přichycují jen proto, aby na něm vyhledali samici a spářili se s ní. Zato samička je vampýr, ta potřebuje k přežití a zajištění příští generace krev hostitele. Ve volné přírodě dochází k pohlavnímu aktu velmi často přímo při sání na zvířecích hostitelích. Představte si, jak přesně musí být všechno časově sladěno - aby byla samička oplodněna a zároveň dostávala energii v podobě krve postiženého jedince. Jaká je přitom pravděpodobnost, že se klíšťata a dejme tomu srnčí zvěř v tu správnou chvíli potkají? Velmi malá. Ale stačí to, tento vztah trvá po miliony let...

Kolik klíšťat vyjde naprázdno?

Snůška čítá desetitisíce vajíček, ale těch, kterým se podaří projít všemi fázemi životního cyklu a pokaždé se chytit hostitele, je pár procent. Je fascinující, že i to stačí k udržování cirkulace patogenů, virů a bakterií.

Jak dochází k infikování klíšťat?

Člověk je v celém tom koloběhu jen omylem. V přírodě jsou do něj zapojena zvířata - a ta jsou hostiteli borelií či virů klíšťové encefalitidy. Od nich se klíšťata nakazí. Zatímco virus jako doklad evolucí vybalancovaného vztahu poničí tkáně klíštěte jen natolik, aby přežilo, aniž se musí viru jakkoliv bránit, proti spirochetám-boreliím klíště vyvíjí aktivní obranu. Spirocheta se naváže na jeden receptor ve střevě a zde zůstává i během vývojové fáze nymfy a svlečení do stadia samičky. Okamžik, kdy samička klíštěte nasaje krev, je pak signálem pro spirochetu, aby přestala syntetizovat bílkovinu, která ji udržuje ve střevě, a začne produkovat bílkovinu, která jí umožní průchod střevní stěnou do slinných žláz. Tato cesta trvá několik dní. Přestože během této doby imunitní systém klíštěte zabije až 90 procent spirochet, ty, které uniknou, doplavou do kanálků slinných žláz a zde se patřičně pomnoží. A v této závěrečné fázi sání klíštěte pak dochází k průniku borelií a infekce do napadeného nešťastníka.

Když tedy objevíme a odstraníme klíště včas, riziko infekce je prakticky nulové?

Ano, ale s jistotou to platí pouze několik prvních hodin přípravné fáze, kdy se klíště zakousne do hostitele a fixuje v ráně (my říkáme zacementuje). Jakmile zahájí vlastní sání krve, pak už nelze příliš spoléhat na spekulace o časové distribuci patogenů v klíštěti. V této oblasti našeho poznání zbývá ještě řadu věcí upřesnit - zejména v případě borelií.

Kolik klíšťat je u nás nakažených?

Speciálně v jižních Čechách jsou místa, kde je 80 procent klíšťat nakažených boreliemi lymské nemoci, v případě klíšťové encefalidy je promořenost klíšťat v ohniscích této virové nákazy mnohem nižší a zpravidla nepřekračuje dvě procenta klíšťat.

Úspěšně dokončených sání na člověku však asi nebude mnoho...

Už sám proces zakousnutí je u klíštěte obrovsky složitý proti kousnutí komára - ti přilétnou, jednoduše otestují povrch, bodnou a zase se rychle snaží zmizet. Nasají trochu krve a už hledají jiného hostitele. Klíšťata musí sát dlouho. Sají, tráví, odpočívají, pak vrací natrávený obsah střeva zpátky do hostitele a znovu sají. Tvrdá klíšťata s chitinózním štítem, která nemohou příliš zvětšovat svůj objem, sají až sedm dní, než odpadnou. Teprve tehdy dostanou patřičný signál, že mají dost - energie i látek potřebných k tomu, aby samička klíštěte dokončila vývoj a nakladla vajíčka. A to se jim u člověka podaří minimálně.

A co komár, lze se od něj nakazit?

Kolegové z valtického pracoviště Ústavu biologie obratlovců AV ČR publikovali, že i komáři mohou přenést spirochety lymské boreliózy. Patrně však může dojít jen k tomu, že promiskuitní komáři, kteří sají na kdejakém hostiteli, přenášejí spirochety mechanicky. Nepodařilo se dosud potvrdit, že by borelie byla schopna - jako u klíštěte - se v těle komára pomnožit.

(MFDNES)