Viimase 20 aasta jooksul on teadlaste huvi puukide uurimise vastu märgatavalt kasvanud. Varem uuriti puuke valdavalt kui haigustekitajaid. Nüüd uuritakse üha enam puukide enda bioloogiat ja füsioloogiat ning püütakse mõista nende rolli haiguste edasikandumises. 

Umbes 2000ndate keskpaigast alates hakati rohkem uurima, kuidas puugid haigusi edastavad nt sülje ja toitumisega seotud mehhanismidega, milline on nende elutsükkel, toitumiskäitumine ja peremeesvalik ning millist osa mängivad puukide sees elavad mikroorganismid. Samuti hakati aktiivselt otsima molekulaarseid ja geneetilisi sihtmärke, et mõjutada puukide arengut või takistada haigustekitajate ülekannet.

Sellel fookusemuutusel on mitu põhjust. Esiteks ei andnud traditsioonilised haigustekitaja-vastased strateegiad alati soovitud tulemusi. Samal ajal on puukide arvukus ja levik Euroopas viimase 30 aasta jooksul märkimisväärselt kasvanud. Seda on soodustanud kliimamuutused, maakasutuse muutused ja bioloogilise mitmekesisuse vähenemine.

Kasvas ka arusaam, et puuk ei ole pelgalt passiivne haiguste levitaja, vaid aktiivne ja keeruline osaline nakkusprotsessis. Euroopa teadusrahastused, sealhulgas Horizon 2020 ja ECDC programmid, on viimastel kümnenditel järjest enam investeerinud puukide ökosüsteemilise rolli ja epidemioloogilise tähtsuse uurimisse.

Selle teadusliku huvi kasvu käigus on kujunenud välja mitu uurimissuunda:

• puukide mikrobioomi ja viroomi rolli uurimine haiguste ülekandes;
• puukide süljevalkude kaardistamine uute tõrjevahendite ja vaktsiinide arendamiseks;
• puukide leviku ja tiheduse mudeldamine seoses kliimamuutuste ja maastikumuutustega.

Uued lahendused jõuavad turule aeglaselt

Puukide uurimises on tehtud mitu läbimurret. Näiteks avastati võtmetähtsusega molekulid nagu Salp15 ja TROSPA ning kirjeldati puukide immuunradade (nt Toll-signaaliraja) rolli (vt täpsemalt allpool). Lisaks lahendati puukide mikrobioomi ja viroomi struktuur, mis mõjutavad patogeenide levikut. Samuti järjestati puukide täisgenoomid. See loob aluse sihipäraste tõrjevahendite ja vaktsiinide arendamiseks. 

Uued teadmised on loonud tugeva teadusliku vundamendi uute puugivastaste strateegiate väljatöötamiseks, kuid praktiliste toodete ja lahenduste turule jõudmine on olnud aeglane.

Selle peamised põhjused on puukide ning nende haigustekitajate keerukas ja kohanemisvõimeline elutsükkel, bioloogiliste sihtmärkide varieeruvus, vajadus tagada uute tõrjevahendite ohutus ja tõhusus erinevates ökosüsteemides ning loodushoiu ja keskkonnasäästlikkuse nõuded. 

Vaktsiinide arendamist takistavad sihtmärkide geneetiline mitmekesisus, peremeesorganismi immuunvastuse keerukus ning vaktsiinide ohutuse ja tõhususe tagamine erinevates liikides. Bioloogilise tõrje puhul on probleem selle mõju püsimine looduses ja sihtorganismide, nt mikroobide või parasiitliikide täpne kontroll. 

Lisaks raskendab rakendamist vajadus arvestada kliimamuutuste ja maastikumuutustega, mis mõjutavad puukide ning nende kandjate asurkondi. Seetõttu nähakse tulevikus kõige paljutõotavamate lahendustena mitme meetodiga strateegiaid: need ühendavad vaktsineerimise, mikrobioomi sihipärase mõjutamise ja elupaikade looduslikul tasakaalul põhineva kaitse.

Praegu kasutusel olevad puugitõrjevahendid

Euroopas kasutatakse puukide tõrjeks mitmeid aineid ja meetodeid, mis jagunevad kolme põhirühma: isiklikud puugitõrjevahendid, veterinaarsed ravimid ning keskkonna- ja populatsioonipõhised kontrollimeetmed. 

Isiklikuks kaitseks kasutatakse laialdaselt DEET-i ja ikaridiini sisaldavaid repellente ning permetriiniga töödeldud riideid. Seejuures viimase kasutamisel tuleb arvestada kassidele ohtliku mürgisusega. Looduslike alternatiividena on saadaval sidruneukalüptiõli (OLE) baasil valmistatud tooted, kuigi nende toimeaeg võib olla lühem. Lemmikloomade kaitseks kasutatakse veterinaarravimeid nagu fluralaneer (Bravecto) ja püriprole (Prak-tic), mis tagavad pikaajalise kaitse puukide ja kirpude vastu.

Lisaks kasutatakse keskkonnapõhiseid meetmeid: näiteks saab parasiitvaablase (Ixodiphagus hookeri) toel vähendada puukide asurkondi. Uuringud (vt lähemalt allpoolt) on näidanud sedagi, et elupaikade mitmekesisus aitab looduslikult piirata puukidega levivate haiguste, nagu puukentsefaliidi ja Lyme'i tõve, riski. Samuti aitavad looduslikud kiskjad, näiteks rebased ja nugised, reguleerida näriliste arvukust, mis omakorda vähendab puukide tihedust. 

Euroopas on heaks kiidetud või hindamisel 12 toimeainet puukide tõrjeks, kuid üha suuremat rõhku pannakse ka looduslike ja ökosüsteemipõhiste lahenduste arendamisele.

Looduslikud puugitõrjemeetodid

Keemilistele puugipeletitele pakuvad keskkonnahoidlikku alternatiivi eeterlikud õlid. Siiski võib nende tõhusus olla lühiajalisem ning sõltub kasutusviisist ja sihitud puugiliigist. Mitmed laborikatsed on näidanud, et teatud eeterlikud õlid, nagu sidruneukalüpt (Citriodiol), lavendel, geraanium, nelgiõli, tüümian ja pune, võivad pakkuda tõhusat kaitset puukide vastu. Näiteks nelgiõli, tüümian ja pune on kolmeprotsendilise lahusena näidanud 68–83-protsendilist tõrjetõhusust laboritingimustes, kuid välitingimustes võib tulemus varieeruda. 

Vaatamata looduslikule päritolule tuleb eeterlike õlide kasutamisel olla väga ettevaatlik. Need võivad põhjustada mürgistusi, allergilisi reaktsioone ja muid tervisehäireid, eriti väikelastel, rasedatel, astmaatikutel ja koduloomadel. Eeterlikud õlid on tugevalt kontsentreeritud ning nende otse nahale kandmine või suurtes kogustes sissehingamine võib tekitada nahaärritust, põletusi või mürgistusnähte. Seetõttu tuleks õlisid alati lahjendada, vältida kokkupuudet silmade ja limaskestadega ning enne laialdast kasutamist teha allergiatest. Terviseprobleemide korral tuleb kindlasti konsulteerida arsti või apteekriga.

Puukide looduslikud vaenlased

Punased sipelgad (Formica spp.) – Uuringud on näidanud, et punaste sipelgate olemasolu võib oluliselt vähendada puukide arvukust nende pesade ümbruses. Sipelgad eraldavad sipelghapet, mis toimib puukidele peletavalt, ning nad võivad ka puuke otseselt rünnata ja hävitada. See viitab, et sipelgad pakuvad ökosüsteemiteenust, aidates looduslikult reguleerida puukide asurkondi. 

Parasiitvaablane (Ixodiphagus hookeri) – Ixodiphagus hookeri on parasiit-herilane, kes muneb oma munad puukidesse, sealhulgas Ixodes ricinus liikidesse. Herilase vastsed arenevad puugi sees. Seda herilase liiki on leitud mitmes Euroopa piirkonnas, nt Slovakkias. Eestis puuduvad andmed selle liigi leviku kohta.

Puukide tõrjeks toimivad ka mõned taimed

Sookail (Rhododendron tomentosum) – Sookailu eeterlikud õlid sisaldavad ühendeid nagu mirseen ja palustrool, mis on näidanud tugevat puuke peletavat toimet. Uuringud Rootsis on kinnitanud, et sookailu ekstraktidel on puukide vastu märkimisväärne peletav mõju.

Lavendel, tüümian ja pune – Nende taimede eeterlikud õlid on osutunud tõhusateks puugitõrjevahenditeks. Näiteks nelgiõli, rooma tüümiani ja punase tüümiani õlid on kolmeprotsendilise lahusena näidanud vastavalt 83-, 82- ja 68-protsendilist tõrjetõhusust puukide vastu. 

Lisaks aitavad puukidega võidelda nende looduslikud kiskjad

Rebased ja nugised – Mõlemad mängivad olulist rolli puukidega levivate haiguste looduslikus kontrollis. Nad aitavad hoida madalal näriliste, näiteks metshiirte ja leethiirte arvukust, kes on puukide toiduperemehed. Kui näriliste arv on väiksem, väheneb ka puukide toitumisvõimalus ja nende asurkond. 

Mitmed uuringud Euroopast on näidanud, et piirkondades, kus kiskjate, nagu rebaste ja nugiste arvukus on suur, on ka puukide ja nendega levivate haiguste risk madalam. Sellist looduslikku reguleerimist nimetatakse ökosüsteemiteenuseks ja see pakub väärtuslikku, keemiavaba võimalust haiguste leviku piiramiseks looduses.

Uuemaid puugiuuringuid

Toon nüüd mõned näited puukide bioloogale keskenduvatest teadusuuringutest ning nende tulemustest. Osade uuringute eesmärk on kirjeldada ja saada rohkem teavet puukide eri valkude kohta. Samuti soovitakse mõista, kuidas saaks neid valke kasutada puukide ja puukidega edasikantavate haigustekitajate ohjamisel.

Valk Salp15 on võimalik sihtmärk vaktsiiniarenduses, kuna selle tasalülitamine võib vähendada puukide võimet edastada borrelioosi tekitajat Borrelia burgdorferi. Uuringud on näidanud, et Salp15-vastased antikehad võivad takistada Borrelia edasikandumist peremeesorganismile. ​Lisaks on Salp15 uurimine aidanud paremini mõista puukide ja peremeesorganismide keerukat suhtlust ning avastada uusi võimalusi puukide levitatavate haiguste ennetamiseks ja raviks.

Aastal 2013 avaldatud uuringus iseloomustati I. ricinus'e rekombinantse TROSPA valgu võimet seonduda erinevate Borrelia liikide OspA valkudega. See viitab, et ka TROSPA valk võiks samuti olla vaktsiini sihtmärk, mis võiks takistada Borrelia ülekannet puugilt peremeesorganismile. 

Vaktsiiniarenduses on kaalutud TROSPA kasutamist koos teiste puugi valkudega, nagu Salp15, et suurendada vaktsiini tõhusust. Näiteks on välja pakutud suukaudne vaktsiin, mis sisaldab TROSPA ja TROSPA-Salp15 rekombinantseid valke, et anda immuunkaitse loomadele, kes on Borrelia looduslikud reservuaarid. Selline vaktsiin võiks vähendada Borrelia levikut looduses ja seeläbi ka inimeste nakatumisriski. ​ 

Ferritiin-2 (FER2) on valk, mille peamine ülesanne on reguleerida raua ainevahetust puukide organismis. Uuringud on näidanud, et FER2 mängib olulist rolli puukide ellujäämises ja arengus – see aitab neutraliseerida vabade rauaioonide mürgist mõju ning toetab kudede normaalset toimimist, eriti seoses vere imemise protsessiga. 

Aastal 2016 ajakirjas Ticks and Tick-borne Diseases avaldatud uuringus uuriti FER2 võimalikku kasutamist biopestitsiidide arendamisel. Mõte seisneb selles, et kui FER2 talitlus puugis pärssida näiteks spetsiifiliste antikehade või RNA-interferentsi abil, võib see kahjustada puukide arengut ja vähendada nende ellujäämist pärast vereimemist.

Lõpuks võib see piirata puukide võimet edastada haigustekitajaid (näiteks Borrelia või Babesia). Selline lähenemine oleks alternatiivne viis puukide arvukuse ja haigusriskide kontrollimiseks, ilma traditsiooniliste keemiliste pestitsiidideta, mis võivad põhjustada keskkonnakahjustusi ja resistentsuse teket. 

Teisalt on viimastel aastatel uuritud puukide molekulaarmehhanisme. 

Hiljutine 2024. aasta uuring näitas, et Euroopa puugi Ixodes ricinus sees töötab spetsiaalne immuunsüsteemi mehhanism nimega Toll-signaalirada. See rada aitab puugil end kaitsta bakterite ja teiste nakkuste eest. Samuti mängib see olulist osa puugi arengus juba embrüonaalses staadiumis ehk ajal, kui puuk alles areneb munast. Uuring näitab, et puukide immuunsüsteemi mõjutades võib olla võimalik takistada teatud haiguste levikut. Kui suudame näiteks tugevdada puukide enda loomulikku kaitset, võivad nad nakatada vähem inimesi ja loomi. 

Veel uurivad teadlased puukide tõrje seisukohast ka elupaikade mitmekesisust.

Science of the Total Environment ajakirjas avaldatud uuring kinnitas, et elupaikade mitmekesisus – näiteks segametsade ja niitude olemasolu – vähendab puukidega levivate haiguste, nt puukentsefaliidi riski. Monokultuurid ja killustatud elupaigad suurendavad aga näriliste ja puukide asustustihedust. Kuna närilised on tähtsad puukide peremehed ja haigustekitajate reservuaarid, suurendab see otseselt ka inimeste haigusriski.

Rootsi uuringud on samuti näidanud, et piirkondades, kus metsamaa vaheldub niitude ja võsastikega, on puukentsefaliidi esinemissagedus väiksem võrreldes aladega, kus on ainult tihe mets või ainult põllumaad. Saksamaal tehtud uuringutes on aga leitud, et metsa ja niidu segamaastik piirab nakatunud näriliste ja puukide tihedust ning vähendab Lyme'i tõve ja TBE juhtude esinemist inimestel. 

Viimaks on viimastel aastatel uuritud ka puukide mikrobioomi. 

Muu hulgas näitasid uuringud, et mikrobioomi koostis võib otseselt mõjutada seda, kui edukalt ja kiiresti puuk suudab haigustekitajat edastada peremeesorganismile: näiteks inimesele või loomale. Mõned bakterid puugi sees võivad isegi takistada Borrelia nakkuse levikut, samas kui teised võivad seda hoopis soodustada.

Näiteks viitavad uuringud, et Spiroplasma bakter võib tugevdada puugi immuunvastust või võistelda haigustekitajatega nagu Borrelia, vähendades nende nakatumise edukust. Spiroplasma leviku edendamine puukide asurkondades võiks vähendada haigustekitajate edasikandumist inimestele ja loomadele. 

Mõned Rickettsia-sarnased bakterid, mis elavad puukide sees, võivad aga mõjutada puukide paljunemist ja immuunsust. Mõnes uuringus on täheldatud, et kui puugis leidub rohkem Rickettsia baktereid, võib see vähendada Borrelia kandvust. Teisisõnu võiks õigete (mittepatogeensete) Rickettsia tüvede sihipärane suurendamine puukide sees vähendada ohtlike haigustekitajate levikut ning Lyme'i tõve ja puukentsefaliidi levikut Euroopas.

Seega mikrobioomi sihtimine, eelkõige Spiroplasma ja sõbralike Rickettsia tüvede kaudu, on ilmselt üks paljulubavamaid ja keskkonnasõbralikumaid tuleviku puugitõrje suundi Euroopas, sealhulgas Ixodes ricinus asurkondades. See strateegia ei hävita puuke ega teisi ökosüsteemi liikmeid, vaid vähendab nende haiguste edasikandmise võimet loomulikul viisil. Erinevalt keemilisest tõrjest, mis põhjustab sageli resistentsust ja keskkonnasaastet, võimaldab mikrobioomi mõjutamine saavutada pikaajalise ja püsiva mõju, panemata loodust ohtu.