Znanstvenici pripremaju malo vjerojatnog saveznika u borbi protiv komaraca i smrtonosnih bolesti koje nose. Zarazavanje komaraca sojevima obične bakterije može obuzdati sposobnost insekata da nose i šire biče poput denge, žute groznice i Zika, pokazuju laboratorijske studije.
Povezani sadržaj
- Je li krčenje šuma pridonijelo širenju Žike?
- Zašto komarci grize neke ljude više od drugih?
A sada se čini da ove bakterijske infekcije, iz roda mikroba zvanih Wolbachia, već rade u prirodi smanjujući širenje malarije, barem u zapadnoj Africi, nešto što u stvarnom svijetu još nisu vidjeli.
"Čini se da Wolbachia djeluje kao prirodno sredstvo za kontrolu malarije", kaže molekularna entomologinja Flaminia Catteruccia sa Sveučilišta Harvard. „Pravi opseg ovog učinka još uvijek nije poznat budući da smo testirali samo mali udio komaraca. Još su rani dani, ali to je obećavajući novi alat koji može pružiti važan doprinos našoj borbi za iskorjenjivanje malarije. "
Catteruccia i njegove kolege pregledali su 221 ženku komaraca Anopheles, glavne nosioce afričke malarije, prikupljene iz domova u Burkina Faso. Pronašli su parazite protiv malarije u 12 njih, što je omjer pet posto u skladu s prošlim studijama. S druge strane, ogromnih 116 komaraca bilo je zaraženo bakterija Wolbachia, koja je bila nepoznata vrsta prije nego što ju je skupina primijetila 2014. godine.
No, pronađeno je da je samo jedan komarac pozitivno testirao i Wolbachia i malariju, sugerirajući da bakterija učinkovito sprečava da se paraziti malarije uspostave u komarcima u kojima je prisutna bakterija, izvijestili su danas u Nature Communications .
Ženke komaraca zaražene Wolbachijem također su polažile jaja i razmnožavale se brže od svojih kolega, što je vjerojatno pomoglo širenju infekcije i njenim anti-malarijskim blagodatima u lokalnom stanovništvu. Uzorak od 602 komaraca pokazao je da od 19 do 46 posto (ovisno o godini uzorka) nosi Wolbachia soj wAnga .
„Drugi su Wolbachia uveli u komarce i mogli pokazati da kad je prisutan utječe na ograničavanje parazita protiv malarije. Ali to je sve učinjeno u laboratoriju, "kaže biolog Luciano Moreira, brazilska Oswaldo Cruz fondacija i globalna neprofitna organizacija Eliminate Dengue.
„Ova je skupina pronašla populaciju u Africi koja je bila prirodno zaražena, što je vrlo zanimljivo. Na primjer, u mnogim dijelovima Afrike malarija predstavlja veliki problem, dok na drugim mjestima to ne predstavlja veliki problem. Možda je to zbog toga što su komarci na tim područjima zaraženi Wolbachijem . Ovdje su pronašli situaciju u kojoj se to može dogoditi u stvarnom svijetu, a to je vrlo važno i uzbudljivo. "
Ulozi su visoki. Komarci su među najsmrtonosnijim neprijateljima naše vlastite vrste. Zbog bolesti koje prenose, ti štetnici godišnje uzrokuju oko 725 000 smrtnih slučajeva. Oko 60 posto tih smrti posljedica je malarije.
Wolbachia je uobičajena bakterija s mnogo različitih sojeva. Zarazuje milijune beskralješnjaka i više od polovice svih insekata, ali do nedavno se nije znalo da se pojavljuje kod glavnih vrsta komaraca koji prenose bolest.
Wolbachia nije zarazna poput virusa prehlade. Prenosi se samo s majke na potomstvo, a bakterija ima zanimljive načine osiguranja vlastite budućnosti.
Bakterije otimaju reproduktivni sustav komaraca. Kad se mužjaci spajaju sa ženkama koje ne nose isti rod, njihovo potomstvo nije održivo. Bakterije učinkovito steriliziraju mušku spermu.
Zaražene ženke mogu se razmnožavati s mužjacima koji nose odgovarajući soj Wolbachia, ili neinficiranim mužjacima, te će u oba slučaja prenijeti Wolbachia na svoje potomstvo. To daje zaraženim ženkama reproduktivnu prednost koja im omogućuje da napadnu populaciju ako se uvedu i šire širenje infekcije.
Nije posve jasno koje fiziološke metode bakterije koriste da bi spriječile druge bolesti koje bi se okupile u njihove domaće komarce. „Ove bakterije mogu nekako potaknuti imunološki sustav komaraca i učiniti ga učinkovitijim u ubijanju parazita protiv malarije; ili se mogu natjecati za resurse (možda kritične masne kiseline poput kolesterola) koje je također potreban Plasmodium ", kaže Catteruccia.
Bez obzira na razlog, postaje sve jasnije da te metode mogu biti učinkovite.
Ranije ovog mjeseca Moreira je bila koautorica studije Cell Cell Host & Microbe koja je pokazala da Wolbachia blokira širenje Zika virusa. Njegova skupina hranila je komarce ljudskom krvlju zaraženom Zika, neke s infekcijama Wolbachia, a neke bez. Oni s Wolbachijem završili su s daleko manjim brojem Zika infekcija.
Catteruccia i njegove kolege također su sakupljali pljuvačku komaraca zaraženih Zika-om i ubrizgavali ih drugima. Među 80 komaraca bez Wolbachia, njih 68 (85 posto) je steklo infekciju Zika-om. Od 80 koji su nosili Wolbachia, nijedan Zika nije ugovorio ugovor.
Ovaj preliminarni rad bio je obećavajući, ali ne i iznenađujući. Drugi su projekti pokazali značajne utjecaje na dengu, drugu bolest koju širi ista vrsta komaraca.
Tijekom razdoblja od deset tjedana 2011. godine, Scott O'Neill sa Sveučilišta Monash (Australija) izbacio je rojeve komaraca Wolbachia u dva gradića sjeverne Australije u sklopu Eliminate Dengue.
Ne samo da su insekti preživjeli, već su uspijevali. Čak i danas većina komaraca Aedes aegypti u regiji nosi Wolbachia .
"Sada, pet godina kasnije, populacija je i dalje 85 ili 90 posto pozitivna na Wolbachia, tako da se on zaista održava i nisu vidjeli lokalni prijenos denge na tim područjima", kaže Moreira.
Eliminate Dengue sada radi slične projekte u Indoneziji, Vijetnamu i Columbiji. Moreira vodi jednu od dvije male lokacije u Rio de Janeiru u Brazilu.
"Puštali smo izdanja od kolovoza prošle do siječnja ove godine i sada smo u fazi praćenja", objašnjava. „Svaki tjedan skupljamo komarce, a naše brojke pokazuju da je najmanje 80 posto inficirano Wolbachijem, tako da je infekcija održiva i to je vrlo obećavajuće.“
Scott O'Neill dodaje da Eliminate Dengue sada radi na proširenju razmjera s mnogo većim, randomiziranim ispitivanjima u Indoneziji i Vijetnamu.
"Istovremeno se pripremamo za velike razmještaje više od 1 do 3 milijuna ljudi u Južnoj Americi, s ciljem da naučimo kako logistički provoditi velike razmještaje, kao i smanjiti troškove raspoređivanja na ispod 1 USD po osobi", dodaje.
U međuvremenu, prva komercijalna upotreba bakterije za borbu protiv bolesti koju prenose komarci mogla bi se dogoditi upravo ovdje u Sjedinjenim Državama, na mjestima dvorišta. EPA trenutno pregledava aplikaciju MosquitoMate, biotehničke kompanije koja se nada da će Wolbachia plasirati kao ciljani pesticid protiv azijskog tigrastog komarca ( Aedes albopictus ).
MosquitoMate metoda je uzgajati mužjake Wolbachijem, a zatim ih pustiti u divljinu (ili u dvorište vlasnika kuće) kako bi se uzgajali s lokalnim ženkama. Budući da nijedna ženka prirodno ne nosi bakterije, sve bi te matice trebale biti sterilne i nadamo se da će populacija propasti. Tvrtka koja je inkubirana na Sveučilištu u Kentuckyju testirala je pristup u tri različite države u protekle tri godine i izvijestila o određenom uspjehu.
Razdoblje javne primjedbe na prijedlog završilo je 31. svibnja, a slijedi odluka.
Naravno da bakterije nisu jedina intrigantna opcija za kontrolu bolesti koju prenose komarci - postoji puno drugih sredstava za sprječavanje i borba protiv buba vjerojatno će uzeti svako oružje u ljudskom arsenalu. Kako se u ovom mjesecu Smithsonian Magazine objavljuju pojedinosti o pričama, tehnike uređivanja gena mogu se upotrijebiti za stvaranje komaraca bez bolesti - ili čak za uklanjanje insekata u cijelosti. Ali ta je metoda zasigurno kontroverzna i vjerojatno neće biti praktična možda desetak godina.
U međuvremenu, uglavnom nesigurne bakterije Wolbachia možda već rade u divljini i mogu se lakše izabrati za daljnju dobit.
"Ako možemo pronaći prirodnu populaciju komaraca koji imaju Wolbachia, možemo ih pokušati smjestiti u druga područja gdje je malarija veliki problem", kaže Moreira. "Ovo je krajnji cilj, mnogi ljudi pokušavaju naći rješenja za malariju i druge bolesti i mislim da je Wolbachia vrlo obećavajući pristup."
