Koerte jaoks on maailma avastamine lõpmatu tekstuuride, lõhnade ja maitsete jada. Seetõttu puutuvad nad pidev alt kokku potentsiaalselt nakkusetekitajatega. Ent ilma täiendavate pingutusteta säilib tema hea tervis. Ja kuidas see võimalik on? Läbi defensiinide.
Tark loodus varustas keha nahaga väljast ja limaskestaga siseõõnsustesse. Sisemised limaskestad on vooderdised, mis kaitsevad keha võõrkehade eest. Kuid lisaks on neil kattekihtidel võime eritada aineid, mis avaldavad teistsugust kaitsetaset.
Limaskestade kaudu eritatavate ainete hulgas on nn antimikroobsed peptiidid. Need on osa suurest väikeste valkude perekonnast, sealhulgas defensiinidest, mis aitavad kaasa keha loomulikule kaitsele.
Kus toodetakse koeradefensiine?
Defensiinid ei ole ühte tüüpi molekulid, vaid pigem terve peptiidide perekond. Koertel (ja teistel imetajatel) tekivad defensiinid ja erituvad need erinevatesse vedelikesse. Neid leidub süljes, limas, rinnapiimas, pisarates, spermas, higis ja valgete vereliblede graanulites, veres.
Koera kaitsemehhanismid on multifunktsionaalsed
Defensiinidel on leitud laia spektriga antimikroobne toime mitmesuguste viiruste, bakterite ja seente vastu.
Oluline on märkida, et defensiinid on näidanud efektiivsust patogeenide vastu, mis on omandanud resistentsuse tavapäraste ravimite suhtes. Lisaks on selle dereguleerimist seostatud koerte atoopilise dermatiidiga.
Kuidas on defensiinide antibiootiline toime?
Nendel antimikroobsetel peptiididel on patogeenile erinevad toimeviisid, sealhulgas
- Soodustab patogeeni membraani muutumist. Defensiinid interakteeruvad tavaliselt bakterimembraaniga ja koonduvad üksteisega, need klastrid hõlbustavad "puurimismehhanismi" . Selle läbistav toime paneb sisemuse välja lekkima.
- Põhib rakuseina sünteesi. Rakusein on raku oluline struktuur, mis vastutab raku kujundamise ja lüüsi eest kaitsmise eest.
- Põhib nukleiinhapete ja valkude sünteesi. Isegi pärast rakumembraani või rakuseina katkemist võib teatud juhtudel patogeen jääda elujõuliseks. Sel juhul on rakusurma esilekutsumiseks hädavajalik nukleiinhapete või valgusünteesi inhibeerimine.
Ootamatu juhtum: defensiin, mis mõjutab koerte karvavärvi
Ootamatu ja intrigeeriv näide defensiinide multifunktsionaalsusest selgus koera karvkatte värvigeneetika uuringus.
Teadlaste meeskond uuris kahte loomapopulatsiooni: koduseid musti koeri ja metsikuid halle hunte Põhja-Ameerikas.
Kõigi mustanahaliste koerte puhul leidsid teadlased, et defensiin 103-l oli sama mutatsioon. Selle defensiin 103 mutantne vorm kutsub esile pigmendi tootmise, mis annab koerte karvkatte musta värvi.
Teis alt on hallid hundid (nagu nende nimigi ütleb) halli värvi metsloomad. Musta karvaga isendeid näib aga olevat järjest rohkem. Erinev alt hallidest huntidest on nende mustade huntide geenides mutantne defensiin 103.
Kuidas võis see mutatsioon ilmneda ka metsikute hallhuntide puhul? Teadlased viitavad sellele, et mingil hetkel toimus kodukoerte ja hallhuntide ristand.
Looduses puutub hunt kokku mitmete bioloogiliste ohtudega. Seega arvavad teadlased, et defensiin 103 mutant võib aidata kaasa nende ellujäämisele, tugevdades nende immuunsüsteemi. See võib seletada musta karvaga huntide arvu suurenemist hallhuntide populatsioonis.
Uus mehaanika vanade vaenlaste tapmiseks
On teatatud, et mõned defensiinid võivad tungida patogeensetesse bakteritesse. Sinna jõudes seostuvad defensiinid valguga nimega DnaK.
See bakteriaalne valk aitab bakteritel stressi juhtida. Bakteriaalne stress ei ole "halb päev kontoris" , vaid "mu keskkond üritab mind lahti rebida" .
Kui defensiinid seostuvad DnaK-ga, inaktiveerivad nad selle. Seega ei suuda bakterirakk enam reageerida vaenulikule ja stressirohkele keskkonnale ning selle tagajärjel sureb.
See võime kutsuda esile surma intratsellulaarse mehhanismi kaudu on ravimiarenduse valdkondade jaoks väga atraktiivne. Loodetakse, et selle mehhanismi täielikum mõistmine võib viia uute antibiootikumide väljatöötamiseni.
Defensiinid on nii strateegiliselt olulised, et kõigil organismidel on mingi variant. Neid peptiide võib leida selgrootutest ja isegi mõnest taimest. Nad on osa kaasasündinud immuunsüsteemist.
Uurimise ajal näib, et koerte ja teiste imetajate defensiinide perekonnal võib olla rohkem saladusi, mida paljastada.