Le zecche usano una tossina batterica per proteggersi dalle infezioni quando si nutrono sull’ospite

Scritto dalla Dottoressa Lee Haines, ricercatrice presso la Liverpool School of Tropical Medicine, Regno Unito

Immagina di rischiare di morire per un’infezione ogni volta che hai bisogno di mangiare. Se fossi una zecca, saresti nei guai perché il pasto richiede molto tempo – da 3 a 7 giorni. Cosa faresti per difenderti? Un team di ricercatori dell’Università della California, San Francisco sta cercando di scoprirlo. Il team ha precedentemente mostrato che la zecca Ixodes scapularis ha affrontato il problema “prendendo in prestito” dai batteri un gene che produce una tossina che uccide altri batteri¹.

Questo gene, chiamato domesticated amidase effector 2 (dae2), codifica per un potente enzima che degrada la parete cellulare batterica. Dato che le zecche inevitabilmente incontrano batteri che vivono sulla pelle dei mammiferi, i ricercatori hanno pensato che questi microbi potrebbero causare danni infettando la zecca o il sito del morso durante il suo pasto. Di conseguenza, sarebbe utile per la zecca produrre sostanze antibatteriche per prevenire le infezioni dannose. Gli autori hanno ipotizzato che Dae2 sia presente nella saliva delle zecche, per permettergli di uccidere direttamente i batteri della pelle.

Per verificare questa ipotesi, il team ha prima creato dei modelli 3D dell’enzima per confrontarne la forma con quella della sua proteina batterica ancestrale (Tae2)². Utilizzando programmi informatici per simulare il modo in cui Dae2 si lega alla parete cellulare batterica, insieme a test di laboratorio con batteri isolati dalle zecche e dalla pelle di mammifero, gli autori hanno ipotizzato che Dae2 potrebbe uccidere una gamma molto più ampia di batteri rispetto all’enzima ancestrale. Questa eccitante scoperta ha portato il team a testare l’attività di Dae2 contro altri microbi della pelle trovati all’interfaccia tra zecca e ospite durante il pasto, dimostrando che Dae2 ha un’ampia attività contro diverse specie di batteri della pelle².

Ma dove si verifica questo evento – nell’intestino dopo l’ingestione del pasto di sangue o durante il morso e la salivazione? Dae2 è prodotto in risposta al pasto sia nelle zecche adulte che nelle ninfe, ed è secreto nella saliva dell’animale. Utilizzando tecniche all’avanguardia per bloccare l’attività di Dae2 in vivo, gli autori hanno mostrato quanto questo enzima sia importante per la zecca. Le zecche con livelli ridotti dell’enzima Dae2, infatti, ingeriscono una quantità significativamente più piccola di sangue, soffrono di infezioni batteriche più elevate, e hanno un tasso di mortalità più elevato rispetto alle zecche con livelli normali di Dae2².

Tutte queste osservazioni supportano il fatto che l’enzima Dae2 è stato “riutilizzato” dalle zecche per proteggersi dai batteri pericolosi associati alla pelle dell’ospite. La zecca in questione è anche un vettore di Borrelia burgdorferi, il batterio che provoca il morbo di Lyme. Le ricerche future aiuteranno a capire meglio come il gene della tossina batterica sia stato acquisito dalla zecca, e come questo meccanismo potrebbe essere usato per controllare la malattia di Lyme o altri patogeni trasmessi dalle zecche.

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Fonti

[1] Chou S, Daugherty MD, Peterson SB, et al. 2015. Transferred interbacterial antagonism genes augment eukaryotic innate immune function. Nature 518(7537): 98‐101. doi: 10.1038/nature13965

[2] Hayes BM, Radkov AD, Yarza F, et al. 2020. Immune factor of bacterial origin protects ticks against host microbial commensals. bioRxiv April 11. doi: 10.1101/2020.04.10.036376