Tutkijat hoitavat epätodennäköistä liittolaista taistelussa hyttysiä ja niiden aiheuttamia tappavia tauteja vastaan. Hyttysten tartuttaminen yleisillä bakteereilla voi hillitä hyönteisten kykyä kuljettaa ja levittää vitsauksia, kuten dengue, keltakuume ja Zika, laboratoriotutkimukset osoittavat.
Asiaan liittyvä sisältö
- Osallistuiko metsien hävittäminen Zikan leviämiseen?
- Miksi hyttyset purevat joitain ihmisiä enemmän kuin toiset?
Ja nyt näyttää siltä, että nämä bakteeritartunnat, jotka ovat peräisin Wolbachia- nimeltä mikrobien suvusta, ovat jo luonteeltaan töissä malarian leviämisen estämiseksi, ainakin Länsi-Afrikassa, jota ei ollut ennen nähty todellisessa maailmassa.
" Wolbachia näyttää toimivan luonnollisena malarian torjunta-aineena", sanoo molekyyli entomologi Flaminia Catteruccia Harvardin yliopistosta. ”Tämän vaikutuksen todellinen laajuus ei ole vielä tiedossa, koska testimme vain pienen osan hyttysiä. Se on vielä alkuaikoina, mutta se on lupaava uusi työkalu, joka voi antaa merkittävän panoksen taistelussa malarian hävittämiseksi. ”
Catteruccia ja hänen kollegansa tutkivat 221 Anopheles- naishyttysttä, afrikkalaisen malarian tärkeimpiä vektoreita, jotka kerättiin koteista Burkina Fasosta. Heistä löytyi malaariaparasiitteja 12: stä, suhteessa viiteen prosenttiin suhteessa aiempiin tutkimuksiin. Toisaalta mahtava 116 hyttysestä tarttui Wolbachia- bakteereihin, joita oli tuntematon lajissa ennen kuin ryhmä havaitsi sen vuonna 2014.
Mutta vain yhden hyttysen havaittiin olevan positiivinen sekä Wolbachian että malarian suhteen, mikä viittaa siihen, että bakteerit estävät malarian loisia tehokkaasti asettumasta hyttysiin, joissa bakteereita esiintyy, he raportoivat tänään Nature Communications -lehdessä .
Wolbachialla tartunnan saaneet naishyttyset munivat myös munia ja lisääntyivät nopeammin kuin heidän kollegansa, auttaen todennäköisesti tartunnan leviämistä ja sen malarian vastaisia etuja koko paikallisessa väestössä. 602 hyttysenäyte osoitti, että 19 - 46 prosentilla ( näytevuodesta riippuen) oli Wolbachia- kanta wAnga .
”Toiset ovat laittaneet Wolbachian hyttysiin ja pystyneet osoittamaan, että kun se on läsnä, sillä on vaikutus malarian loisten rajoittamiseen. Mutta kaikki tehtiin laboratoriossa ”, sanoo biologi Luciano Moreira, Brasilian Oswaldo Cruz -säätiöstä ja maailmanlaajuisesta voittoa tavoittelemattomasta eliminate Dengue -taudista.
"Tämä ryhmä on löytänyt Afrikasta väestön, joka on saanut tartunnan, mikä on erittäin mielenkiintoista. Esimerkiksi monissa Afrikan osissa malaria on valtava ongelma, kun taas muualla se ei vaikuta olevan niin suuri ongelma. Ehkä se johtuu siitä, että näiden alueiden hyttyset ovat saastuttaneet Wolbachiaa . Täällä he löysivät tilanteen, jossa sitä saattaa tapahtua todellisessa maailmassa ja se on erittäin tärkeää ja jännittävää. ”
Panokset ovat korkeat. Hyttyset ovat omien lajien tappavimpia vihollisia. Niiden aiheuttamien tautien vuoksi kuolee vuosittain noin 725 000 ihmistä. Noin 60 prosenttia näistä kuolemista johtuu malariasta.
Wolbachia on yleinen bakteeri, jolla on monia erilaisia kantoja. Se tartuttaa miljoonia selkärangattomia lajeja ja yli puolet kaikista hyönteisistä, mutta viime aikoihin saakka sen ei tiedetty esiintyvän suurimmissa tauteja kantavissa hyttyslajeissa.
Wolbachia ei ole tarttuva kuin kylmä virus. Se siirtyy vain äidiltä jälkeläisiin, ja bakteerilla on mielenkiintoisia tapoja varmistaa tulevaisuus.
Bakteerit kaappaavat hyttysen lisääntymisjärjestelmän. Kun urokset parituu naaraiden kanssa, joilla ei ole samaa kantaa, heidän jälkeläisensä eivät ole elinkelpoisia. Bakteerit steriloivat tehokkaasti uroksen siittiöt.
Tartunnan saaneet naaraat voivat lisääntyä uroksilla, joilla on vastaava Wolbachia- kanta, tai tartuttamattomilla uroksilla, ja siirtää Wolbachian jälkeläisilleen kummassakin tapauksessa. Tämä antaa tartunnan saaneille naaraille lisääntymisedun, jonka avulla he voivat tunkeutua populaatioon, jos ne saapuvat maahan, ja levittää tartuntaa laajasti.
Ei ole täysin selvää, mitä fysiologisia menetelmiä bakteerit käyttävät estääkseen muita sairauksia, jotka joutuvat hyttysen isäntään. "Nämä bakteerit voivat jotenkin stimuloida hyttysen immuunijärjestelmää ja tehdä siitä tehokkaamman tappamalla malarian loisia; tai vaihtoehtoisesti ne voivat kilpailla resursseista [ehkä kriittisistä rasvahapoista, kuten kolesteroli], joita myös Plasmodium tarvitsee ”, sanoo Catteruccia.
Mistä syystä tahansa, on yhä selvempää, että nämä menetelmät voivat olla tehokkaita.
Aiemmin tässä kuussa Moreira on kirjoittanut Cell Host & Microbe -yrityksessä tutkimuksen, joka osoitti, että Wolbachia esti Zika-viruksen leviämisen. Hänen ryhmänsä ruokki Zika-tartunnan saaneita ihmisveriä hyttysiin, toiset Wolbachia- infektioihin ja toiset ilman. Wolbachia-potilailla oli paljon vähemmän Zika-tartuntoja.
Catteruccia ja hänen kollegansa keräsivät myös sylkeä Zika-tartunnan saaneista hyttysistä ja ruiskuttivat niitä muihin. Niistä 80 hyttysestä, joilla ei ole Wolbachiaa, 68 heistä (85 prosenttia) sai Zika-tartunnan. Niistä 80: sta, jotka kantoivat Wolbachiaa, yksikään ei Zika- sopimusta.
Tämä valmistelutyö oli lupaavaa, mutta ei yllättävää. Muut hankkeet ovat osoittaneet merkittäviä vaikutuksia dengue-denguean, toiseen saman hyttyslajin leviämään tautiin.
Yli kymmenen viikon ajanjakson aikana vuonna 2011 Scott O'Neill Monash Universitystä (Australia) päästi Wolbachian tartuttamat hyttyset parista kahteen pohjoiseen Australian kaupunkiin osana eliminoimaan dengue-tautia.
Hyönteiset eivät vain selvinneet, vaan myös menestyivät. Ja jopa tänään suurin osa alueen Aedes aegypti -hyttysistä kantaa Wolbachiaa .
"Nyt viisi vuotta myöhemmin populaatiot ovat edelleen 85 tai 90 prosenttia positiivisia Wolbachian suhteen, joten se todella ylläpidetään, ja he eivät ole nähneet paikallista dengue-taudin leviämistä näillä alueilla", Moreira sanoo.
Eliminate Dengue harjoittaa nyt vastaavia projekteja Indonesiassa, Vietnamissa ja Columbiassa. Moreira on yksi kahdesta pienestä sijainnista Rio de Janeirossa, Brasiliassa.
"Teimme julkaisuja viime vuoden elokuusta tämän vuoden tammikuuhun ja olemme nyt seurantavaiheessa", hän selittää. "Keräämme joka viikko hyttysiä ja lukumme osoittavat, että vähintään 80 prosenttia on saanut tartunnan Wolbachialla, joten tartunta on kestävää ja se on erittäin lupaavaa."
Scott O'Neill lisää, että Eliminate Dengue pyrkii nyt laajentamaan laajuuttaan huomattavasti suuremmilla, satunnaistetuilla kokeilla Indonesiassa ja Vietnamissa.
"Samaan aikaan valmistaudumme suuriin yli 1-3 miljoonan ihmisen lähetyksiin Etelä-Amerikassa tavoitteena oppia suurten lähetysten toteuttamiseen logistisesti ja vähentämään käyttöönottokustannuksia alle miljoonaan dollariin henkeä kohti", hän lisää.
Samaan aikaan bakteerin ensimmäistä kaupallista käyttöä hyttysten välittämän taudin torjumiseksi saattaa esiintyä täällä Yhdysvalloissa takapihan mittakaavassa. EPA tarkistaa parhaillaan biotekniikkayrityksen MosquitoMate hakemusta, joka toivoo markkinoivan Wolbachiaa kohdennettuna torjunta-aineena Aasian tiikerihyttystoa ( Aedes albopictus ) vastaan.
MosquitoMate-menetelmä on urosten kasvattaminen Wolbachian kanssa, sitten heidän vapauttaminen villiin (tai talomistajan takapihalle) jalostukseen paikallisten naaraiden kanssa. Koska mikään naaraista ei luonnollisesti kanna bakteereja, kaikkien näiden pariutumisten tulee olla steriilejä ja toivottavasti populaatiot romahtavat. Kentuckyn yliopistossa inkuboitu yritys on testannut lähestymistapaa kolmessa eri osavaltiossa viimeisen kolmen vuoden aikana ja ilmoittanut menestyksestä.
Ehdotusta koskeva julkinen kommenttiaika päättyi 31. toukokuuta, ja päätös on tulossa.
Bakteerit eivät tietenkään ole ainoa kiehtova vaihtoehto hyttysten välityksellä leviävien tautien torjumiseksi - muita torjunta-aineita on runsaasti, ja torjunta viroilla vie todennäköisesti kaikki aseet ihmisten arsenaalissa. Koska tämän kuukauden Smithsonian Magazine -lehti kattaa tarinan yksityiskohdat, geenien muokkaustekniikoita voitaisiin käyttää luomaan taudittomia hyttysiä - tai jopa puhdistamaan hyönteiset kokonaan. Mutta tämä menetelmä on varmasti kiistanalainen, eikä todennäköisesti ole käytännöllinen ehkä vuosikymmenen ajan.
Sillä välin suurelta osin laulamattomat Wolbachia- bakteerit saattavat olla jo töissä luonnossa, ja he voivat olla helpommin valinnaisia lisähyötyjä varten.
"Jos löydämme luonnollisia hyttyspopulaatioita, joilla on Wolbachia, voimme yrittää laittaa ne hyttyset muille alueille, joilla malaria on valtava ongelma", Moreira sanoo. "Tämä on lopullinen tavoite, monet ihmiset yrittävät löytää ratkaisuja malariaan ja muihin sairauksiin, ja mielestäni Wolbachia on erittäin lupaava lähestymistapa."
