https://frosthead.com

Malarija, Zika in Dengue bi se lahko srečali v bakterijah proti komarjem

Znanstveniki v boju proti komarjem in smrtonosnim boleznim, ki jih prenašajo, niso verjetno zavezniki. Okužbe komarjev s sevi navadne bakterije lahko zmanjšajo sposobnost žuželk, da prenašajo in širijo nadloge, kot so denga, rumena mrzlica in Zika, kažejo laboratorijske študije.

Sorodne vsebine

  • Je krčenje gozdov prispevalo k širjenju Žike?
  • Zakaj komarji nekatere ljudi grizejo bolj kot druge?

In zdaj se zdi, da te bakterijske okužbe iz rodu mikrobov, znanih kot Wolbachia, že delujejo v naravi in ​​zmanjšujejo širjenje malarije, vsaj v zahodni Afriki, česar doslej v resničnem svetu še nismo videli.

"Zdi se, da Wolbachia deluje kot naravno sredstvo za zatiranje malarije, " pravi molekularna entomologinja Flaminia Catteruccia z univerze Harvard. »Pravi obseg tega učinka še vedno ni znan, saj smo testirali le majhen delež komarjev. Še vedno so zgodnji dnevi, vendar je obetavno novo orodje, ki bo lahko pomembno prispevalo k našemu boju proti izkoreninjenju malarije. "

Catteruccia in sodelavci so pregledali 221 ženskih komarjev Anopheles, glavnih prenašalcev afriške malarije, ki so jih zbirali iz domov v Burkina Faso. Pri 12 od njih so našli parazite malarije, kar je petodstotno razmerje v skladu s preteklimi študijami. Na drugi strani je bilo ogromno 116 komarjev okuženih z bakterijami Wolbachia, ki je bila vrsta neznana, preden jo je skupina leta 2014 opazila.

Toda pri enem samem komarju je bilo pozitivno testiranje tako na Wolbachia kot tudi na malarijo, kar kaže na to, da bakterije učinkovito preprečujejo, da bi se paraziti malarije ustavili v komarjih, kjer so prisotne bakterije, poročajo danes v Nature Communications .

Tudi komarji, okuženi z Wolbachia, so odlagali jajca in se razmnoževali hitreje kot njihovi kolegi, kar je verjetno pomagalo širjenju okužbe in njenim protimalarijskim koristim po lokalnem prebivalstvu. Vzorec 602 komarjev je pokazal, da je od 19 do 46 odstotkov (odvisno od vzorčnega leta) nosil sev Wolbachia wAnga .

"Drugi so Wolbachia postavili v komarje in so lahko dokazali, da ima učinek na omejevanje parazitov z malarijo, ko je prisoten. Toda to je bilo vse narejeno v laboratoriju, "pravi biolog Luciano Moreira, brazilska fundacija Oswaldo Cruz in globalna neprofitna organizacija Eliminate Dengue.

„Ta skupina je v Afriki našla populacijo, ki je bila naravno okužena, kar je zelo zanimivo. V mnogih delih Afrike je na primer malarija velik problem, medtem ko se na drugih mestih ne zdi tako velika težava. Mogoče je to zato, ker so komarji na teh območjih okuženi z Wolbachio . Tu so našli situacijo, ko se to lahko dogaja v resničnem svetu in je to zelo pomembno in vznemirljivo. "

Vložki so visoki. Komarji so med najsmrtonosnejšimi sovražniki lastne vrste. Ti škodljivci zaradi bolezni, ki jo prenašajo, vsako leto povzročijo približno 725.000 smrti. Približno 60 odstotkov teh smrti je posledica malarije.

Wolbachia je običajna bakterija z veliko različnimi sevi. Okuži milijone nevretenčarjev in več kot polovico vseh žuželk, vendar do nedavnega ni bilo znano, da se pojavljajo pri večjih vrstah komarjev.

Wolbachia ni nalezljiva kot virus prehlada. Prenaša se samo od matere do potomcev, bakterija pa ima nekaj zanimivih načinov za zagotovitev lastne prihodnosti.

Bakterije ugrabijo reproduktivni sistem komarjev. Kadar se samci parijo z samicami, ki nimajo istega seva, njihovi potomci niso sposobni preživeti. Bakterije učinkovito sterilizirajo moško spermo.

Okužene samice se lahko razmnožujejo z moškimi, ki imajo ustrezen sev Wolbachia, ali neokuženimi samci in bodo v obeh primerih prenesli Wolbachia svojim potomcem. To daje okuženim samicam reproduktivno prednost, ki jim omogoča, da vdrejo v populacijo, če se vnesejo in širijo okužbo.

Ni povsem jasno, katere fiziološke metode bakterije uporabljajo za preprečevanje drugih bolezni, ki bi se zgrnile v njihove gostitelje komarjev. "Te bakterije lahko nekako spodbudijo imunski sistem komarjev in ga naredijo učinkovitejše pri ubijanju malarijskih zajedavcev; ali pa se lahko potegujejo za vire (morda kritične maščobne kisline, kot je holesterol), ki jih potrebuje tudi plazmodij, "pravi Catteruccia.

Ne glede na razlog, postaja vse bolj jasno, da so te metode lahko učinkovite.

V začetku tega meseca je Moreira bila soavtorica študije Cell Host & Microbe, ki je pokazala, da Wolbachia preprečuje širjenje virusa Zika. Njegova skupina je krmila človeško kri, okuženo z Zika, komarjem, nekateri z okužbami Wolbachia in nekateri brez. Tisti z Wolbachia so končali z veliko manj okužb Zike.

Catteruccia in sodelavci so tudi od komarjev, okuženih z Žiko, nabrali sline in jih vbrizgali drugim. Med 80 komarji brez Wolbachia jih je 68 (85 odstotkov) pridobilo okužbo z Zika. Od 80, ki so prevažali Wolbachia, noben Zika ni sklenil pogodb.

To predhodno delo je bilo obetavno, a ne presenetljivo. Drugi projekti so pokazali pomemben vpliv na dengo, še eno bolezen, ki jo širi ista vrsta komarjev.

V desetletnem obdobju leta 2011 je Scott O'Neill z univerze Monash (Avstralija) v dva odstranjena denga sprožil roje komarjev Wolbachia, okuženih v dve severnoavstralski mesti.

Ne le, da so žuželke preživele, uspevale so. In še danes večina komarjev Aedes aegypti v regiji nosi Wolbachia .

"Pet let pozneje je populacija še vedno 85 ali 90 odstotkov pozitivna na Wolbachia, tako da se je res ohranil in niso opazili lokalnega prenosa denge na teh območjih, " pravi Moreira.

Eliminate Dengue trenutno izvaja podobne projekte v Indoneziji, Vietnamu in Kolumbiji. Moreira vodi eno od dveh majhnih lokacij v Riu de Janeiru v Braziliji.

"Izpuščali smo od avgusta lani do januarja letos in smo zdaj v fazi spremljanja, " pojasnjuje. "Vsak teden zbiramo komarje in naše številke kažejo, da je vsaj 80 odstotkov okuženih z Wolbachia, zato je okužba trajnostna in to je zelo obetavno."

Scott O'Neill dodaja, da Eliminate Dengue zdaj deluje na razširitvi lestvice z veliko večjimi, randomiziranimi preskusi v Indoneziji in Vietnamu.

"Hkrati se pripravljamo na velike napotitve več kot 1 do 3 milijone ljudi v Južni Ameriki, s ciljem, da se naučimo, kako logistično izvajati velike razmestitve, in da znižamo stroške uvajanja na manj kot 1 USD na osebo, " dodaja.

Medtem se lahko prva komercialna uporaba bakterije za boj proti bolezni, ki jo prenašajo komarji, zgodi prav v ZDA na dvorišču. EPA trenutno pregleduje vlogo MosquitoMate, biotehnološkega podjetja, ki upa Wolbachia kot ciljni pesticid proti azijskemu tigraškemu komarju ( Aedes albopictus ).

Metoda MosquitoMate je vzrejati samce z Wolbachio, nato jih izpustiti v naravo (ali na dvorišče lastnika doma), da se razmnožijo z lokalnimi samicami. Ker nobena od samic naravno ne nosi bakterij, bi morale biti vse te matice sterilne in upamo, da bodo populacije potopljene. Družba, ki so jo inkubirali na univerzi v Kentuckyju, je v zadnjih treh letih preizkusila pristop v treh različnih državah in poročala o nekaterih uspehih.

Obdobje javne pripombe na predlog se je končalo 31. maja in odločitev je v pripravi.

Seveda bakterije niso edina zanimiva možnost za obvladovanje bolezni, ki jo prenašajo komarji - veliko je drugih odvračil in boj proti hroščem bo verjetno vzel vsako orožje v človeškem arzenalu. Ker je v mesečni reviji Smithsonian Magazine opisana podrobnost zgodb, se lahko tehnike urejanja genov uporabijo za ustvarjanje komarjev, ki niso bolezni - ali pa celo žuželke v celoti izbrišejo. Toda ta metoda je zagotovo sporna in verjetno ne bo praktična morda celo desetletje.

Medtem pa se v naravi že lahko pojavljajo pretežno bakterije Wolbachia, ki se lahko lažje odločijo za nadaljnje dobičke.

"Če lahko najdemo naravno populacijo komarjev, ki imajo Wolbachia, lahko poskusimo te komarje prestaviti na druga območja, kjer je malarija velik problem, " pravi Moreira. "To je končni cilj, veliko ljudi poskuša najti rešitve za malarijo in druge bolezni. Mislim, da je Wolbachia zelo obetaven pristop."

Malarija, Zika in Dengue bi se lahko srečali v bakterijah proti komarjem