Naukowcy przygotowują nieoczekiwanego sojusznika w walce z komarami i śmiertelnymi chorobami, które niosą. Zakażenie komarów szczepami pospolitych bakterii może ograniczyć zdolność owadów do przenoszenia i rozprzestrzeniania plag, takich jak denga, żółta gorączka i Zika, jak pokazują badania laboratoryjne.
powiązana zawartość
- Czy wylesianie przyczyniło się do rozprzestrzeniania się Ziki?
- Dlaczego komary gryzą niektórych ludzi bardziej niż inni?
A teraz wydaje się, że te infekcje bakteryjne z rodzaju drobnoustrojów znanych jako Wolbachia działają już w naturze, ograniczając rozprzestrzenianie się malarii, przynajmniej w Afryce Zachodniej, coś, czego nie widziano wcześniej w prawdziwym świecie.
„Wydaje się, że Wolbachia działa jako naturalny środek zwalczający malarię”, mówi entomolog molekularny Flaminia Catteruccia z Uniwersytetu Harvarda. „Prawdziwy zasięg tego efektu jest wciąż nieznany, ponieważ testowaliśmy tylko niewielką część komarów. Wciąż są wczesne dni, ale jest to obiecujące nowe narzędzie, które może wnieść istotny wkład w naszą walkę z eliminacją malarii. ”
Catteruccia i współpracownicy zbadali 221 samic komarów Anopheles, głównych wektorów afrykańskiej malarii, które zostały pobrane z domów w Burkina Faso. Znaleźli pasożyty malarii u 12 z nich, co stanowi pięcioprocentowy wskaźnik zgodny z wcześniejszymi badaniami. Z drugiej strony ogromna liczba 116 komarów została zainfekowana bakteriami Wolbachia, które były nieznane u gatunku, zanim grupa zauważyła go w 2014 roku.
Jednak stwierdzono, że tylko jeden komar wykazuje pozytywny wynik testu na Wolbachię i malarię, co sugeruje, że bakterie skutecznie zapobiegają osadzaniu się pasożytów malarii w komarach, w których obecne są bakterie, informują dziś w Nature Communications .
Samice komarów zakażone Wolbachią składały również jaja i rozmnażały się szybciej niż ich odpowiedniki, prawdopodobnie pomagając w rozprzestrzenianiu się infekcji i jej korzyściach przeciwmalarycznych wśród lokalnych populacji. Próbka 602 komarów wykazała, że od 19 do 46 procent (w zależności od roku próbnego) nosiło szczep Wolbachia wAnga .
„Inni wprowadzili Wolbachię w komary i byli w stanie wykazać, że gdy jest obecny, ma wpływ na ograniczenie pasożytów malarii. Ale wszystko to zostało zrobione w laboratorium ”- mówi biolog Luciano Moreira z brazylijskiej fundacji Oswaldo Cruz i globalnej organizacji non-profit Wyeliminuj dengę.
„Ta grupa znalazła populację w Afryce, która została naturalnie zainfekowana, co jest bardzo interesujące. Na przykład w wielu częściach Afryki malaria jest ogromnym problemem, podczas gdy w innych miejscach nie wydaje się tak dużym problemem. Może dlatego, że komary na tych obszarach są zarażone Wolbachią . Tutaj znaleźli sytuację, w której może się to zdarzyć w prawdziwym świecie, co jest bardzo ważne i ekscytujące. ”
Stawki są wysokie. Komary należą do najgroźniejszych wrogów naszego gatunku. Z powodu chorób, które niosą, szkodniki te powodują około 725, 000 zgonów rocznie. Około 60 procent tych zgonów jest spowodowanych malarią.
Wolbachia jest pospolitą bakterią z wieloma różnymi szczepami. Zaraża miliony gatunków bezkręgowców i ponad połowę wszystkich owadów, ale do niedawna nie występował u głównych gatunków przenoszących choroby.
Wolbachia nie jest zaraźliwa jak zimny wirus. Jest przenoszony tylko z matki na potomstwo, a bakteria ma kilka interesujących sposobów na zapewnienie własnej przyszłości.
Bakterie przenikają do układu rozrodczego komarów. Kiedy samce łączą się w pary z samicami nieposiadającymi tego samego szczepu, ich potomstwo nie jest opłacalne. Bakterie skutecznie sterylizują nasienie mężczyzny.
Zainfekowane samice mogą rozmnażać się z samcami niosącymi pasujący szczep Wolbachia lub samcami niezakażonymi i w każdym przypadku przekażą Wolbachię swojemu potomstwu. Daje to zakażonym kobietom przewagę reprodukcyjną, która pozwala im najechać populację, jeśli zostanie wprowadzona i szeroko rozprzestrzenić zakażenie.
Nie jest do końca jasne, jakich metod fizjologicznych używają bakterie, aby udaremnić inne choroby, które wtłoczyłyby się w ich żywicieli komarów. „Bakterie te mogą w jakiś sposób stymulować układ odpornościowy na komary i zwiększać jego skuteczność w zabijaniu pasożytów malarii; lub alternatywnie mogą konkurować o zasoby [być może kluczowe kwasy tłuszczowe, takie jak cholesterol], które są również potrzebne Plasmodium ”, mówi Catteruccia.
Bez względu na przyczynę, staje się coraz bardziej jasne, że metody te mogą być skuteczne.
Na początku tego miesiąca Moreira był współautorem badania w Cell Host & Microbe, które wykazało, że Wolbachia zablokował rozprzestrzenianie się wirusa Zika. Jego grupa karmiła ludzką krwią zakażoną Ziką komary, niektóre z infekcjami Wolbachii, a niektóre bez nich. Osoby z Wolbachią skończyły z znacznie mniejszą liczbą infekcji Zika.
Catteruccia i koledzy pobrali również ślinę od komarów zainfekowanych Zika i wstrzyknęli ją innym. Spośród 80 komarów bez Wolbachii 68 z nich (85 procent) zachorowało na Zika. Spośród 80, którzy nosili Wolbachię, żaden nie zapadł na Zikę.
Ta wstępna praca była obiecująca, ale nie zaskakująca. Inne projekty wykazały znaczący wpływ na dengę, kolejną chorobę przenoszoną przez ten sam gatunek komara.
W ciągu dziesięciu tygodni w 2011 roku Scott O'Neill z Monash University (Australia) rozpętał roje zarażonych wolbachią komarów w dwóch miastach północnej Australii w ramach Eliminate Dengue.
Owady przetrwały nie tylko, ale i kwitły. I nawet dzisiaj większość komarów Aedes aegypti w regionie nosi Wolbachię .
„Teraz pięć lat później populacje są nadal w 85% lub 90 procentach pozytywne dla Wolbachii, więc tak naprawdę zostało utrzymane i nie widzieli żadnej lokalnej transmisji dengi na tych obszarach”, mówi Moreira.
Eliminate Dengue prowadzi teraz podobne projekty w Indonezji, Wietnamie i Kolumbii. Moreira prowadzi jedną z dwóch małych lokalizacji w Rio de Janeiro w Brazylii.
„Wydawaliśmy od sierpnia ubiegłego roku do stycznia tego roku i jesteśmy obecnie w fazie monitorowania” - wyjaśnia. „Co tydzień zbieramy komary, a nasze liczby pokazują, że co najmniej 80 procent jest zarażonych Wolbachią, więc infekcja jest trwała i jest to bardzo obiecujące”.
Scott O'Neill dodaje, że Eliminate Dengue pracuje teraz nad rozszerzeniem skali o znacznie większe, randomizowane próby w Indonezji i Wietnamie.
„Jednocześnie przygotowujemy się do dużych wdrożeń ponad 1 do 3 milionów ludzi w Ameryce Południowej w celu nauczenia się logistycznego przeprowadzania dużych wdrożeń, a także obniżenia kosztów wdrożenia poniżej 1 USD na osobę” - dodaje.
Tymczasem pierwsze komercyjne zastosowanie bakterii do walki z chorobami przenoszonymi przez komary może wystąpić tutaj, w Stanach Zjednoczonych, na skalę podwórkową. EPA bada obecnie wniosek MosquitoMate, firmy biotechnologicznej, która ma nadzieję sprzedać Wolbachię jako ukierunkowany pestycyd przeciwko azjatyckiemu komarowi tygrysiemu ( Aedes albopictus ).
Metoda MosquitoMate polega na rozmnażaniu samców z Wolbachią, a następnie wypuszczaniu ich na wolność (lub podwórku właściciela domu) w celu rozmnażania z miejscowymi samicami. Ponieważ żadna z samic naturalnie nie przenosi bakterii, wszystkie te skojarzenia powinny być sterylne i, mam nadzieję, że populacje spadną. Firma, która została inkubowana na University of Kentucky, przetestowała to podejście w trzech różnych stanach w ciągu ostatnich trzech lat i odnotowała pewne sukcesy.
Okres publicznego komentowania wniosku upłynął 31 maja i zapowiadana jest decyzja.
Oczywiście bakterie nie są jedyną intrygującą opcją kontrolowania chorób przenoszonych przez komary - istnieje wiele innych środków odstraszających, a zwalczanie błędów prawdopodobnie zabierze każdą broń w ludzkim arsenale. Ponieważ w tym miesiącu Smithsonian Magazine opisuje szczegóły historii, techniki edycji genów mogą być użyte do stworzenia wolnych od chorób komarów - a nawet do całkowitego wymazania owadów. Ale ta metoda z pewnością będzie kontrowersyjna i prawdopodobnie nie będzie praktyczna przez być może dekadę.
Tymczasem w dużej mierze nieznane bakterie Wolbachii mogą już działać na wolności i mogą być łatwiej kooptowane do dalszych korzyści.
„Jeśli uda nam się znaleźć naturalne populacje komarów z Wolbachią, możemy spróbować przenieść te komary na inne obszary, na których malaria jest ogromnym problemem”, mówi Moreira. „To jest ostateczny cel, wiele osób próbuje znaleźć rozwiązania dla malarii i innych chorób i myślę, że Wolbachia jest bardzo obiecującym podejściem.”
