Evoluce nikdy nezahálí. Stejně jako jiné závody ve zbrojení, i koevoluční zápas mezi hostiteli a parazity vedl k nejedné podivuhodné adaptaci. Jak nedávno dokázali vědci pod vedením Michaely Zemkové z Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy, parazité dokonce pod tlakem imunitního systému hostitelů zcela přebudovali složení svých proteinů, aby snížili riziko nežádoucího odhalení.
Cysta prvoka Toxoplasma gondii v myším mozku. Autor snímku: Jitinder P. Dubey
Proteiny jsou základní složkou buněk všech organismů a důležitou částí virionů. I z tohoto důvodu je na rozpoznávání jejich vzorů založená značná část imunitní reakce. Nemohou se ale právě z těchto důvodů na jejich základě parazité „maskovat“ před obranyschopností hostitele, tj. ve své evoluci postupně „osekávat“ co nejvíc specifických bílkovinných úseků a zachovávat jen takové, které sdílí s hostiteli? První tuto hypotézu navrhl český parazitolog a evoluční biolog Jaroslav Flegr. Zuby si ale na jejím testování vylámalo několik generací badatelů. Podle nejnovějšího výzkumu byly patrně hlavním důvodem dosud ne zcela probádané aspekty imunitní reakce. Jak se totiž ukázalo při důkladném srovnání peptidických slovníků volně žijících a parazitických eukaryot, útočníkům bohatě dostačuje ochuzení v peptidech o délce pěti aminokyselin. Tuto limitaci si navíc vynahrazují v peptidech o jednu aminokyselinu delších, jejichž slovník mají v porovnání s volně žijícími zástupci naopak košatější.
V evolučních liniích, které vyvinuly efektivní imunitní metody, se část souboje přenesla do nitra těl hostitelů. Jednou z nejúspěšnějších metod je typicky obratlovčí obranyschopnost založená na rozpoznávání tělu vlastních a cizích úseků bílkovin. Většina našich buněk na svém povrchu vystavuje peptidy – krátké, jen několik aminokyselin dlouhé fragmenty proteinů; jakési vzorky bílkovin, které jsou uvnitř syntetizovány. T-buňky imunitního systému tyto fragmenty „ohmatávají“ a porovnávají s proteiny, které jsou tělu vlastní. Při svém zrání v brzlíku byly totiž zachovány jen ty T-buňky, které nerozeznávají tělu vlastní sekvence bílkovin. Rozeznatelný bílkovinný fragment tudíž s největší pravděpodobností značí infekci, která je následně buňkami imunitního systému eliminována.
S využitím moderních statistických, bioinformatických a lingvistických metod vědci srovnali peptidické slovníky 38 parazitických prvoků a mnohobuněčných parazitů s jejich 33 volně žijícími příbuznými. Parazitický slovník byl až na výjimky prokazatelně ochuzený o peptidy s délkou pěti aminokyselin. Jak naznačují i další výzkumy, právě tato délka je patrně nejdůležitější při vystavování peptidů na povrchu buněk. O něco málo jsou parazitické slovníky ochuzené také u čtyřaminokyselinových peptidů, více mají naopak bílkovinných úseků o délce šesti aminokyselin. Jistou roli v šířce slovníku hrají i další faktory (například mnohobuněčnost), ale parazitismus se ukázal jako faktor zdaleka nejdůležitější. Výsledky stvrdilo párové srovnání několika volně žijících a sesterských parazitických linií. Parazité měli slovník v uvedeném stylu vždy redukovaný.
Výzkum prozatím nezahrnoval bakterie a viry. I tak může mít ale objev dalekosáhlé praktické důsledky. Koneckonců, jen na malárii, kterou způsobují prvoci rodu Plasmodium, umírají ročně miliony lidí. Další upřesnění detailů fungování imunitního systému může vést ke vzniku nových léčebných postupů a zdokonalení starších při boji proti patogenům, národům a autoimunitním onemocněním. Zcela zásadní jsou rovněž indicie, které z výzkumu vyplývají pro vývoj nových očkovacích látek. V neposlední řadě také výzkum vrhl nové světlo na některé zákonitosti molekulární evoluce a potažmo základů evoluce vůbec.
Zdroj: Zemková M, Zahradník D, Mokrejš M & Flegr J (2017): Parasitism as the Main Factor Shaping Peptide Vocabularies in Current Organisms. Parasitology, online.
Jan TOMAN