Vedci pripravujú nepravdepodobného spojenca v boji proti komárom a smrteľným chorobám, ktoré nesú. Nakazenie komárov kmeňmi bežných baktérií môže obmedziť schopnosť hmyzu prenášať a šíriť výrony ako horúčka dengue, žltá horúčka a Zika, ukazujú laboratórne štúdie.
Súvisiaci obsah
- Prispelo odlesňovanie k šíreniu Ziky?
- Prečo komáre hryzú niektorých ľudí viac ako iných?
A teraz sa zdá, že tieto bakteriálne infekcie, pochádzajúce z rodu mikróbov známych ako Wolbachia, už fungujú v prírode a znižujú šírenie malárie, prinajmenšom v západnej Afrike, čo sa v skutočnom svete predtým nevidelo.
„Zdá sa, že Wolbachia pôsobí ako prírodný prostriedok na kontrolu malárie, “ hovorí molekulárna entomológka Flaminia Catteruccia z Harvardskej univerzity. „Skutočný rozsah tohto účinku je stále neznámy, pretože sme testovali iba malú časť komárov. Je to stále prvé dni, ale je to sľubný nový nástroj, ktorý môže významne prispieť k nášmu boju za odstránenie malárie. “
Catteruccia a kolegovia preskúmali 221 komárov Anopheles, hlavných vektorov africkej malárie, ktoré boli zozbierané z domov v Burkine Faso. V 12 z nich našli parazity malárie, čo je päťpercentný pomer v súlade s predchádzajúcimi štúdiami. Naopak, neuveriteľných 116 komárov bolo nakazených baktériami Wolbachia, ktoré boli u tohto druhu neznáme skôr, ako ich skupina v roku 2014 zaznamenala.
Zistilo sa však, že iba jediný komár je pozitívny na test Wolbachia aj malárie, čo naznačuje, že baktérie účinne bránia parazitom malárie usadiť sa v komároch, kde sú prítomné.
Samice komárov nakazených Wolbachiou tiež kladú vajíčka a množia sa rýchlejšie ako ich náprotivky, čo pravdepodobne napomáha šíreniu infekcie a jej antimalarickým výhodám v celej miestnej populácii. Vzorka 602 komárov ukázala, že od 19 do 46 percent (v závislosti od roku, v ktorom sa uskutočnil pokus ) niesol kmeň Wolbachia wAnga .
„Iní vložili Wolbachiu do komárov a dokázali dokázať, že keď je prítomná, má to vplyv na obmedzenie parazitov malárie. To sa však stalo v laboratóriu, “hovorí biológ Luciano Moreira z brazílskej nadácie Oswaldo Cruz a globálnej neziskovej skupiny Eliminate Dengue.
„Táto skupina našla populáciu v Afrike, ktorá bola prirodzene infikovaná, čo je veľmi zaujímavé. Napríklad v mnohých častiach Afriky je malária obrovským problémom, zatiaľ čo na iných miestach sa nejaví taký veľký problém. Možno je to preto, že komáre v týchto oblastiach sú napadnuté Wolbachiou . Tu našli situáciu, keď by sa to mohlo diať v skutočnom svete a to je veľmi dôležité a vzrušujúce. “
Stávky sú vysoké. Komáre patria medzi najsmrteľnejších nepriateľov našich druhov. Kvôli chorobám, ktoré prenášajú, pripadajú tieto škodcovia ročne na 725 000 úmrtí. Asi 60 percent týchto úmrtí je spôsobených maláriou.
Wolbachia je bežná baktéria s mnohými rôznymi kmeňmi. Infikuje milióny bezstavovcov a viac ako polovicu všetkých druhov hmyzu, ale donedávna nebolo známe, že sa vyskytujú u hlavných druhov komárov prenášajúcich choroby.
Wolbachia nie je nákazlivá ako studený vírus. Odovzdáva sa iba z matky na potomstvo a baktéria má niekoľko zaujímavých spôsobov, ako si zabezpečiť svoju budúcnosť.
Baktérie unesú reprodukčný systém komárov. Keď sa muži pária so ženami, ktoré nenesú rovnaké napätie, potomstvo ich potomkov nie je životaschopné. Baktérie účinne sterilizujú mužské spermie.
Infikované ženy sa môžu množiť s mužmi, ktorí nesú zodpovedajúci kmeň Wolbachia, alebo s neinfikovanými samcami, a v oboch prípadoch odovzdajú Wolbachiu ich potomkom. To dáva infikovaným ženám reprodukčnú výhodu, ktorá im umožňuje napadnúť populáciu, ak sa zavedie a rozšíri infekciu.
Nie je úplne jasné, aké fyziologické metódy baktérie používajú na potlačenie iných chorôb, ktoré by sa vytlačili na ich hostiteľov komárov. „Tieto baktérie môžu nejakým spôsobom stimulovať imunitný systém komárov a urobiť ho efektívnejším pri zabíjaní parazitov malárie; alebo alternatívne môžu súťažiť o zdroje [možno kritické mastné kyseliny, ako je cholesterol], ktoré potrebuje Plasmodium, “hovorí Catteruccia.
Nech je dôvod akýkoľvek, je stále jasnejšie, že tieto metódy môžu byť účinné.
Začiatkom tohto mesiaca Moreira spolu-napísala štúdiu v Cell Host & Microbe, ktorá ukázala, že Wolbachia blokovala šírenie vírusu Zika. Jeho skupina kŕmila ľudskú krv infikovanú Zikou komármi, iné s infekciou Wolbachiou a iné bez. Ľudia s Wolbachiou skončili s oveľa menším počtom infekcií Zika.
Catteruccia a jej kolegovia tiež zbierali sliny z komárov infikovaných Zika a injektovali ich ostatným. Spomedzi 80 komárov bez Wolbachie 68 z nich (85 percent) získalo infekciu Zika. Z 80 osôb, ktoré prepravovali Wolbachiu, žiadna Zika nezmluvila.
Táto predbežná práca bola sľubná, ale nie prekvapujúca. Iné projekty preukázali významný vplyv na horúčku dengue, ďalšiu chorobu šírenú tým istým druhom komárov.
V priebehu desiatich týždňov v roku 2011 Scott O'Neill z Monash University (Austrália) uvoľnil roje komárov infikovaných Wolbachiou do dvoch severných austrálskych miest ako súčasť Eliminate Dengue.
Hmyz nielenže prežil, ale aj prosperoval. A ešte dnes väčšina komárov Aedes aegypti v tejto oblasti nesie Wolbachiu .
"O päť rokov neskôr je populácia pre Wolbachiu stále pozitívna na 85 alebo 90 percent, takže je skutočne udržiavaná a v týchto oblastiach nevideli žiadny lokálny prenos horúčky dengue, " hovorí Moreira.
Eliminate Dengue v súčasnosti realizuje podobné projekty v Indonézii, Vietname a Kolumbii. Moreira prevádzkuje jedno z dvoch malých miest v Rio de Janeiro v Brazílii.
„Uvoľnili sme sa od augusta minulého roka do januára tohto roku a teraz sme vo fáze monitorovania, “ vysvetľuje. "Každý týždeň zbierame komáre a naše čísla ukazujú, že najmenej 80 percent je infikovaných vírusom Wolbachia, takže infekcia je udržateľná a to je veľmi sľubné."
Scott O'Neill dodáva, že Eliminujte horúčku dengue v súčasnosti pracuje na rozšírení škály s oveľa väčšími randomizovanými štúdiami v Indonézii a Vietname.
„Zároveň sa pripravujeme na rozsiahle nasadenie viac ako 1 až 3 milióna ľudí v Južnej Amerike s cieľom naučiť sa, ako vykonávať veľké nasadenia logisticky, a zároveň znížiť náklady na nasadenie pod 1 USD na osobu, “ dodáva.
Medzitým by sa tu v Spojených štátoch mohlo na prvom mieste objaviť prvé komerčné využitie baktérie na boj proti chorobám prenášaným komármi. EPA v súčasnosti skúma žiadosť od spoločnosti MosquitoMate, biotechnologickej spoločnosti, ktorá dúfa, že sa na trh Wolbachia uvedie ako cielený pesticíd proti komárovi tigrov ázijským ( Aedes albopictus ).
Metóda MosquitoMate spočíva v chove samcov s Wolbachiou a ich následnom vypustení do voľnej prírody (alebo na záhrade majiteľov domov), aby sa rozmnožili s miestnymi samicami. Pretože žiadna zo samíc prirodzene nenesie baktérie, všetky tieto spojenia by mali byť sterilné a dúfajme, že populácie klesnú. Spoločnosť, ktorá bola inkubovaná na University of Kentucky, testovala tento prístup v troch rôznych štátoch za posledné tri roky a zaznamenala určitý úspech.
Obdobie na verejné pripomienkovanie k návrhu sa skončilo 31. mája a pripravuje sa rozhodnutie.
Baktérie samozrejme nie sú jedinou zaujímavou možnosťou kontroly chorôb prenášaných komármi - existuje veľa ďalších odstrašujúcich prostriedkov a boj proti chybám pravdepodobne vezme každú zbraň do ľudského arzenálu. Keďže časopis Smithsonian Magazine pokrýva podrobnosti príbehu, mohli by sa na vytvorenie komárov bez výskytu chorôb použiť techniky úpravy génov - alebo dokonca úplne zničiť hmyz. Táto metóda je však určite kontroverzná a pravdepodobne nebude praktická asi desať rokov.
Medzitým môžu vo veľkej miere nespôsobené baktérie Wolbachia už fungovať vo voľnej prírode a môžu byť ľahšie kooptované na ďalšie zisky.
"Ak nájdeme prirodzenú populáciu komárov, ktorí majú Wolbachiu, môžeme sa pokúsiť umiestniť tieto komáre do iných oblastí, kde je malária obrovským problémom, " hovorí Moreira. "Toto je konečný cieľ, veľa ľudí sa snaží nájsť riešenia pre maláriu a ďalšie choroby a myslím si, že Wolbachia je veľmi sľubný prístup."
