Паразит комаров может помочь в борьбе с лихорадкой денге
Лихорадка денге — опасное вирусное заболевание, поражающее тропические регионы мира. Её переносят комары, такие как Aedes aegypti, и, по оценкам, 40% населения мира находится в зоне риска. Предыдущее заражение другими штаммами лихорадки не обеспечивает защиты. Более того, последующие инфекции протекают значительно тяжелее и могут привести к смертельной геморрагической лихорадке денге.
Отсутствие эффективной вакцины заставило Скотта О'Нила и Элизабет Макгро искать более творческую форму защиты. Зная, что паразит Wolbachia pipientis сокращает продолжительность жизни насекомых-хозяев и может ограничить передачу лихорадки денге, убивая комаров до того, как они передадут инфекцию, команда О'Нила успешно заразила Ae. aegypti штаммом бактерии Wolbachia и сократила продолжительность жизни комаров.
Но прежде чем насекомые, несущие бактерию, могут быть выпущены в окружающую среду, командам О'Нила и Макгро необходимо убедить международные правительства, что комары с паразитом Wolbachia действительно могут ограничить передачу вируса. Макгро и О'Нилу нужно было выяснить, как бактерия влияет на физиологию и поведение комара, и опубликовать свои результаты в Journal of Experimental Biology 1 мая 2009 года.
Зная, что Wolbachia замедляет активность одних насекомых и ускоряет других, команда решила проверить, как паразит влияет на Ae. aegypti по мере их старения и развития инфекции. Работая с незараженными и зараженными комарами, выращенными Конором МакМениманом, Оливер Эванс и Эрик Карагата использовали систему, разработанную Крейгом Уильямсом, чтобы снимать активность самцов и самок комаров с возрастом и выяснить, как бактерии влияют на уровень их активности. По словам Макгро, эксперименты дали огромный объём видеоданных, поэтому Эванс объединился с Меган Вулифит и Дэвидом Грином, чтобы передать данные на кластер рабочих станций для отслеживания движений насекомых и анализа их уровня активности.
После года разработки эксперимента, сбора и анализа данных стало ясно, что заражённые комары были более активны, чем незаражённые. Самое удивительное, что по мере старения комаров и развития инфекции их уровень активности не увеличивался дальше.
Обнаружив, что насекомые становятся более активными из-за бактериального "квартиранта", к команде присоединился Крейг Франклин, чтобы измерить выработку CO2 у насекомых и выяснить, как их метаболические реакции реагируют на паразита. И снова метаболические показатели насекомых были выше, чем у незаражённых комаров.
Почему же заражённые насекомые более активны? Макгро говорит о трёх возможных объяснениях:
- Насекомые живут быстро и умирают молодыми.
- Насекомые более голодны и тратят больше энергии на постоянный поиск пищи.
- Бактерии каким-то образом влияют на ткани насекомых, изменяя их поведение и повышая скорость метаболизма.
Макгро подозревает, что последнее объяснение наиболее вероятно.
Показав, что уровень активности комаров, заражённых Wolbachia, реагирует на бактерию, Макгро и О'Нил продолжают исследовать, как инфекция влияет на поведение насекомых при укусе, и может ли инфекция Wolbachia закрепиться в популяциях Ae. aegypti, чтобы ограничить их продолжительность жизни. В конечном итоге Макгро и О'Нил надеются выпустить заражённых комаров в поражённые регионы мира, чтобы ограничить передачу лихорадки денге, но только после того, как они будут уверены, что насекомые не нанесут вреда окружающей среде.
Источник: Evans, O., Caragata, E. P., McMeniman, C. J., Woolfit, M., Green, D. C., Williams, C. R., Franklin, C. E., O'Neill, S. L. and McGraw, E. A. (2009). Increased locomotor activity and metabolism of Aedes aegypti infected with a life-shortening strain of Wolbachia pipientis J. Exp. Biol. 212, 1436-1441.