Het team van de faculteit Diergeneeskunde ontdekte dat de bacterie een eiwit genaamd ATF6, dat cellen helpt infecties te detecteren en erop te reageren, kan manipuleren om de eigen groei en overleving in de teek te ondersteunen. De bevindingen, gepubliceerd in het tijdschrift Proceedings of the National Academy of Sciences , zouden kunnen dienen als startpunt voor de ontwikkeling van methoden om de bacteriën in teken te elimineren voordat ze worden overgedragen op mensen en andere dieren.

“Het meeste onderzoek heeft gekeken naar hoe deze bacteriën interacteren met mensen en dieren, en niet hoe ze overleven en zich verspreiden via teken”, aldus Kaylee Vosbigian, promovendus en hoofdauteur van de studie. “Onze bevindingen zouden de deur kunnen openen naar een aanpak van deze ziekteverwekkers bij teken, voordat ze ooit een bedreiging voor de mens vormen.”

Vosbigian en haar adviseur, Dana Shaw, de corresponderende auteur van de studie en universitair hoofddocent aan de afdeling Veterinaire Microbiologie en Pathologie, richtten hun onderzoek op Ixodes scapularis , ook wel bekend als de zwarte teek, die verantwoordelijk is voor de verspreiding van zowel Anaplasma phagocytophilum als Borrelia burgdorferi , de verwekkers van anaplasmose en de ziekte van Lyme. Beide ziekten komen steeds vaker voor en kunnen ernstige ziekte veroorzaken bij mens en dier.

Het team ontdekte dat wanneer ATF6 wordt geactiveerd in tekencellen, dit de productie van stomatine stimuleert, een eiwit dat helpt bij het transport van cholesterol door cellen als onderdeel van normale cellulaire processen. De bacteriën gebruiken dit proces tegen hun tekengastheer en gebruiken de cholesterol – die ze nodig hebben om te groeien en hun eigen celmembranen te bouwen, maar die ze zelf niet kunnen produceren – om hun eigen overleving en succes te ondersteunen.

“Stomatine speelt verschillende rollen in de cel, maar een van de belangrijkste functies is het helpen transporteren van cholesterol naar verschillende gebieden”, aldus Vosbigian. “De bacteriën maken hier gebruik van en stelen in feite de cholesterol die ze nodig hebben om te overleven.”

Toen de onderzoekers de aanmaak van stomatine blokkeerden, waardoor de beschikbaarheid van cholesterol werd beperkt, werd de bacteriegroei aanzienlijk verminderd. De onderzoekers denken dat dit aantoont dat het aanpakken van de ATF6-stomatineroute kan leiden tot nieuwe methoden om de ziektecyclus bij teken te onderbreken voordat overdracht plaatsvindt.

Als onderdeel van het onderzoek ontwikkelde Vosbigian ook een nieuwe onderzoekstool genaamd ArthroQuest, een gratis, webgebaseerd platform dat wordt gehost door WSU en waarmee wetenschappers het genoom van teken, muggen, luizen, zandvliegen, mijten, vlooien en andere geleedpotigen kunnen doorzoeken op transcriptiefactorbindingsplaatsen – genetische schakelaars zoals ATF6 die de genactiviteit controleren.

“Er zijn niet veel instrumenten beschikbaar om genregulatie bij geleedpotigen te bestuderen”, aldus Vosbigian. “De meeste zijn gebouwd voor mensen of modelsoorten zoals fruitvliegjes, die genetisch gezien heel anders zijn dan teken.”

Met behulp van ArthroQuest ontdekte het team dat ATF6-gereguleerde regulatie van stomatine veel voorkomt bij bloedzuigende geleedpotigen. Aangezien het kapen van cholesterol en andere lipiden veel voorkomt bij door geleedpotigen overgedragen pathogenen, vermoeden de onderzoekers dat veel van hen ook ATF6 misbruiken.

“We weten dat veel andere door vectoren overgedragen pathogenen, zoals Borrelia burgdorferi en de malariaveroorzakende parasiet Plasmodium , afhankelijk zijn van cholesterol en andere lipiden van hun gastheren”, aldus Shaw. “Het feit dat deze ATF6-stomatineroute ook bij andere geleedpotigen voorkomt, zou dus relevant kunnen zijn voor een breed scala aan ziektesystemen.”

Het onderzoek werd deels gefinancierd door een R01-subsidie ​​van de National Institutes of Health en een intramurale startsubsidie ​​van het College of Veterinary Medicine.