Vrátili jste se z koupaliště s nepříjemnou svědivou vyrážkou? Je možné, že vás napadly larvy ptačích schistosom – cerkárie. Mezi nejvýznamnější světová pracoviště, jež se studiu těchto parazitů věnují, patří také Helmintologická laboratoř Přírodovědecké fakulty UK. V současnosti vyvíjí metodu, která by snadno a rychle přítomnost cerkárií ve vodě odhalila. Tým studuje také tropické příbuzné těchto parazitů, již způsobují člověku vážné onemocnění, jemuž ročně podlehne více než 200 tisíc lidí.
Cerkárie je vývojové stádium motolic, v našem případě ptačích schistosom. Tedy parazitů, kteří ke svému životu potřebují vodní plže a ptáky. Vyskytují se ve sladkých i slaných vodách po celém světě. V mírném pásu si jich všimneme zejména při letním koupání ve stojatých vodách.
Cerkárie se do vody uvolňují z mezihostitelských plžů, aby se dostaly kůží do těla vodních ptáků, kde dokončí svůj životní cyklus. Když se do takového rybníka, kde cerkárie jsou, přijde vykoupat člověk, parazit se místo do labutě nebo do kachny může omylem zavrtat do kůže plavce. I když lidský imunitní systém tyto nezvané návštěvníky rychle zlikviduje, na kůži se objeví nepříjemná svědivá vyrážka. Cerkáriovou dermatitidu, jak se onemocnění nazývá, může doprovázet také únava či zvýšená teplota nakaženého. První příznaky se objevují už desítky minut po nákaze. Ohrožení jsou i jiní savci, třeba pes, který do rybníka skočí se svým majitelem.
Výzkumu parazitů, kteří znepříjemňují život lidem napříč světem od Velkých severoamerických jezer přes Island nebo Evropu až po Nový Zéland, se věnuje také Tomáš Macháček z Helmintologické laboratoře Přírodovědecké fakulty UK.
Vy asi trávíte v létě hodně času u vody, že? Potkali jsme se zrovna chvilku poté, co se vaše kolegyně vrátily z terénu…
Jako parazitologové, kteří se zabývají cerkáriovou dermatitidou, jsme u vody poměrně hodně. Bohužel to ale většinou nejsou vody, kde bychom se chtěli koupat (smích). Já vždycky z legrace říkám, že mě mládežnictvo bere do terénu za odměnu, když je nezlobím (smích). Většinu času už bohužel trávím v laboratoři nebo u počítače, ale právě mladí, kteří se touto problematikou zabývají aktivněji třeba v rámci diplomových projektů a disertací, jsou v terénu poměrně často. Záleží na tom, jaká máme hlášení a jaké podezřelé lokality se objeví. Spolupracujeme na tom úzce se Státním zdravotním ústavem. To je totiž ta primární instituce, která dostává hlášení o výskytu vyrážek po koupání. Naší snahou je tam pak dojet a prověřit, zda na lokalitě, ze které lidé hlásí vyrážku, opravdu cerkárie jsou. A data posléze výzkumně využít.
To máte nějaké pohotovostní týmy, které čekají na hlášku o nákaze, aby pak popadly vybavení a vyrazily do terénu?
Zprávy o vyrážkách přicházejí typicky během víkendu nebo ze začátku týdne, což odpovídá tomu, kdy se lidé asi nejvíc koupou. My se na postižené lokality snažíme vyjet co nejdřív. Záleží na tom, jak je kdo dostupný a také na vzdálenosti. Nevyjíždíme ke všem hlášením. To není v našich silách a ani to není náš úkol jakožto univerzitní laboratoře. Monitoring a vyšetřování lokalit primárně patří do kompetence orgánů ochrany veřejného zdraví (zejména krajských hygienických stanic, pozn. red.), Státního zdravotního ústavu nebo akreditovaných laboratoří. Pro nás je ale nesmírně zajímavé se na ta místa dostat a sbírat tam terénní data.
Vybíráme si lokality, na které zvládneme za jeden den vyjet a také se z nich včas vrátit. Přivezeme si s sebou totiž třeba i stovky živých vodních plžů, tedy šneků, jak jim běžně říkáme (smích). Chceme je udržet naživu, takže se o ně musíme hned po příjezdu postarat. To vyžaduje dalších několik hodin práce v laboratoři, nemluvě o následném vyšetření na přítomnost cerkárií. Snažíme se ale ostatním zmíněným institucím pomáhat, protože na to máme, troufám si tvrdit, vysokou expertízu. Zároveň na lokality rádi jezdíme proto, že si tam testujeme naše nové molekulární metody, které vyvíjíme. Přímo na místě si přefiltrujeme vodu a hledáme v ní parazitární DNA. Tím, že máme data z filtrace i přímo z nasbíraných plžů (což je tradiční metoda), můžeme je porovnat. Letos už jsme měli případy, kdy lidé měli typickou vyrážku, už od pohledu jsme viděli, že by v dané lokalitě mohla nákaza být, a přesto nám standardní metoda ukazovala, že plži jsou negativní. Výskyt parazitů je u nich totiž velmi nízký, nakažených je typicky jen zhruba jedno až pět procent. Naproti tomu naše molekulární metody parazitární DNA zachytily, protože jsou citlivější.
Co všechno s sebou vozíte do terénu? A jak chráníte sami sebe před případnou nákazou při sběru vzorků?
Vozíme s sebou „broďáky“ nebo „prsačky“, jak se jim říká, tedy vysoké gumové kalhoty ideálně až po prsa, abychom mohli do vody vstoupit a nenakazili se. K tomu potřebujeme také gumové rukavice. Pak máme obyčejný cedník, se kterým procházíme rákosiny nebo mělké vody a plže do něj sbíráme. Úlovky pak ukládáme do kbelíku. Když se naplní, odneseme ho někam do stínu, aby se nám mezitím šneci neuvařili.
Když jdeme testovat naše nové molekulární metody, musíme mít s sebou pumpu a sadu filtrů (s průměrem ok 0,45 a 5 μm), přes kterou vodu rovnou filtrujeme a na nichž se DNA zachytává.
Co se pak děje v laboratoři, když se vrátíte s nasbíranými plži?
Nejdříve je roztřídíme podle druhů. Pak je opláchneme a každého dáme zvlášť do skleničky s odstátou vodou. Na ni pak začneme svítit lampičkou. Světlo totiž stimuluje uvolňování cerkárií. Pozitivní plže si označíme a pod mikroskopem zkontrolujeme, zda jde skutečně o ty cerkárie, které jsou za vyrážku zodpovědné. Pozná se to tak, že mají ocásek s vidličkou na konci, dvě černě pigmentované oči a velmi specifický styl plavání.
Když ale máme nějaké pochybnosti a z plže se uvolňují nějaké neobvyklé cerkárie, přicházejí na řadu různé molekulárně-fylogenetické metody, podle kterých parazita jednoznačně určíme. Takové výsledky ale dostaneme až po několika dnech.
Co váš tým na ptačích schistosomech zajímá především?
V rámci terénního výzkumu se zabýváme hlavně možnostmi detekce původců cerkáriové dermatitidy, což má okamžitý přesah do reálného života. Aktuálně se snažíme testovat nové molekulární metody založené na vzorcích přefiltrované vody, což má řadu výhod.
Klasické sbírání plžů je časově ohromně náročné, zasahuje do ekosystému a vyžaduje jistou parazitologickou expertízu. Náš nový přístup spočívá v tom, že u rybníka vyfiltrujeme řekněme 10 litrů vody. Na filtru se kromě nečistot zachytí i DNA, která se uvolnila z parazitů. Pomocí různých molekulárních metod pak tuto parazitární DNA detekujeme. Šetří to čas i peníze a je to vlastně jednodušší. Kolega Jan Procházka s oblibou říká, že naším cílem je, aby test šel provést i v rychlovarné konvici. Při jedné z testovaných metod totiž klíčová reakce probíhá při stabilní teplotě 67 °C. Výsledkem je roztok, který se zbarví buď žlutě, nebo červeně podle toho, zda bude, nebo nebude pozitivní. Odpadlo by tak zdlouhavé určování pod mikroskopem nebo sekvenování.
Říkal jste, že už od pohledu dokážete odhadnout, jestli se ve vodě budou vyskytovat nebezpečné cerkárie. Může to nějak poznat i laik?
Pokud jde o vodu, která je chemicky ošetřovaná a chlorovaná, tak tam bych se vůbec nebál. Cerkárie totiž pro svůj vývoj bezpodmínečně potřebují vodního plže. A ten plž se musí odněkud nakazit, v našem případě od vodního ptáka – třeba kachny nebo labutě, což jsou definitivní hostitelé ptačích schistosom. Tedy přítomnost plžů a alespoň občasný výskyt ptáků jsou dva hlavní předpoklady, že by ve vodě nákaza mohla hrozit. Typicky „podezřelý“ také bývá výskyt vodní vegetace, na které se někteří plži rádi zdržují.
Z našich pozorování se zdá, byť to zatím nemáme statisticky ověřené, že ohrožená bývají i místa, která jsou čerstvě zrekultivovaná. Původně zabahněný rybník se vyčistí, vznikne krásné koupaliště s čistou vodou a vodní vegetací. To ptáky přiláká. A než se v ekosystému ustaví rovnováha, mohou tam převládnout druhy plžů náchylné k infekci a nákazu tam pak mohou sezónu či dvě držet.
Pokud se vydáte koupat na rybník či přírodní koupaliště, určitě si vyberte spíše písčitou pláž než místa s rákosím. Cerkáriím a plžům, kteří je přenášejí, vyhovuje příbřežní zóna s vegetací. Dobré proto může být nezdržovat se dlouho v mělké vodě, kde se plži a cerkárie mohou hromadit. Naopak se zdá, že třeba pískovny s břehy bez kamenů a vodních rostlin, tedy s menší dostupností potravy, plži tolik nepreferují. Identifikace tzv. environmentálních faktorů, tedy konkrétních podmínek prostředí, které napomáhají šíření infekce, je jedna část naší práce.
A ta druhá?
Tou je experimentální výzkum v laboratoři. Zabýváme se tím, proč to někoho po nákaze svědí víc a někoho méně. Studujeme, jak se parazit chová a jaké mechanismy imunitního systému ho zastaví. Ve spolupráci s vědci z Pensylvánské univerzity jsme například zjistili, že kožní svědění nemá jen alergický původ. Ptačí schistosomy také dráždí nervová zakončení v kůži, což spouští jiné dráhy způsobující „nealergické“ svědění. Savčí schistosomy, které se vyskytují v Africe a způsobují u lidí vážné onemocnění, toto svědění záměrně vypínají. Jsou na člověka jako svého správného hostitele evolučně lépe adaptované. To také znamená, že savčí schistosomy v sobě pravděpodobně mají nějakou molekulu, která svědění zabraňuje. Nás zajímá, která to je. Otevírá se v tom obrovský biomedicínský potenciál. Pokud tuto molekulu objevíme, mohli bychom ji následně připravit v laboratoři a pak by se mohla stát například součástí mastí proti svědění.
Pojďme na závěr ještě zpět k ptačím schistosomám. Když se potvrdí, že v rybníku nebo v nádrži cerkárie způsobující dermatitidu jsou, jak se jich zbavit?
Pokud se jedná o malé umělé jezírko s fólií, dají se nakažení plži teoreticky vysbírat, někde na to zkoušeli nasadit i speciální podvodní vysavače. Ale v přírodních lokalitách je to takřka nemožné. Paraziti do té přírody zkrátka patří. Moje kolegyně Jana Bulantová s oblibou říká, že nejlepší prevencí je se tam nekoupat (smích).
Z dlouhodobého hlediska se dá přemýšlet o promyšlené úpravě daného biotopu. Zamezit přístupu ptactva, odstranit z břehů rákosí, upravit substrát dna, nechat nádrž přes zimu vymrznout, případně mechanicky vyžnout vodní vegetaci. Existují dokonce snahy nasadit šnekožravé ryby. Univerzální řešení ale neexistuje, každá lokalita je jiná. Vždycky je potřeba komplexní přístup, u kterého se ideálně musí potkat parazitolog, epidemiolog, hydrobiolog, ale třeba i provozovatel areálu, který musí posoudit provozní a ekonomickou stránku řešení.
Práce vašeho týmu má okamžitý reálný dopad. Navíc veřejnost neustále informujete o tom, co cerkárie způsobují – například na webu www.cerkarie.cz. Jsou pro vás důležité tyto aspekty vědecké práce?
Ta takzvaná třetí role univerzity je pro mě nesmírně důležitá. Ohromně mě baví a těší, že děláme výzkum, který má skutečný dopad na životy lidí. Když vám hygienická stanice zavře koupaliště, lidé jsou naštvaní, protože se nemají kde koupat, a provozovateli unikají zisky. My ale můžeme tento problém pomoct řešit, v lepším případě mu předcházet.
Pro studenty a studentky je myslím důležité i to, že se učí dovednosti, které pak můžou reálně uplatnit v praxi. Už během studia vidí, že projekty, na kterých v rámci diplomek či disertací pracují, mají smysl a dopad a že nejsou odtržené od reality nebo uzavřené v akademické slonovinové věži. Kontakty s odborníky z praxe, například z hygienických stanic nebo Státního zdravotního ústavu, pak mohou směřovat jejich další profesní uplatnění. Takové propojování univerzity s vnějším světem je nesmírně důležité a vzájemně prospěšné.
| RNDr. Tomáš Macháček, Ph.D. |
| Absolvoval Přírodovědeckou fakultu UK, kde se už od magisterského studia zaměřil na parazitologii. Jako postdoktorand působil na Klinice tropické medicíny a infekčního lékařství univerzitní nemocnice v německém Rostocku. Zabývá se migrací a patogenitou ptačích i savčích schistosom a možnostmi detekce a diagnostiky cerkáriové dermatitidy. Působí v Helmintologické laboratoři na katedře parazitologie PřF UK. Patří mezi velmi oblíbené vyučující PřF UK a kvalitní výuku považuje za nedílnou součást akademické práce. |
