Нацеливание на защиту сперматозоидов у комаров может помочь в борьбе с малярией

Исследователи обнаружили способ снижения фертильности комаров, переносящих малярию, что потенциально может стать новой тактикой борьбы с болезнью.

Anopheles gambiae — основные переносчики малярии, которой ежегодно страдает около 200 миллионов человек. Самки спариваются только один раз в жизни. Они хранят сперму от этого единственного спаривания в органе под названием сперматека, откуда в течение жизни многократно берут сперму для оплодотворения откладываемых яиц.

Для самки важно, чтобы сперматозоиды оставались здоровыми во время хранения в сперматеке и были жизнеспособными каждый раз при размножении. Новое исследование, опубликованное в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, показывает, что сперматозоиды частично защищены действием фермента HPX15. Когда исследователи блокировали HPX15 у самок A. gambiae в лаборатории, самки оплодотворяли меньше яиц и, следовательно, производили меньше потомства.

Впервые ученые обнаружили механизм, сохраняющий функцию сперматозоидов у A. gambiae. Исследователи из Гарвардской школы общественного здравоохранения, Университета Перуджи и Имперского колледжа Лондона полагают, что их открытие может в конечном итоге привести к новому оружию в борьбе с малярией. Оно будет работать за счет отключения HPX15 для снижения фертильности самок и, как следствие, сокращения численности малярийных комаров.

Д-р Роберт Шоу (Имперский колледж Лондона): «Малярия убивает более 650 000 человек каждый год, и нам нужны новые способы борьбы с ней, отчасти потому, что комары продолжают эволюционировать, вырабатывая устойчивость. Мы заинтересованы в сокращении численности малярийных комаров, нарушая их способность к размножению, и наше новое исследование предлагает возможный путь. Нет единого волшебного средства, но снижение фертильности комаров может стать ценным оружием».

Исследование предполагает, что HPX15 может защищать хранимую сперму от потенциально повреждающих молекул — свободных радикалов, которых особенно много после того, как самка принимает кровяную пищу. Здоровье сперматозоидов после питания кровью важно для фертильности самки, так как она размножается после каждого приема пищи, оплодотворяя яйца спермой из сперматеки.

Помимо выяснения роли HPX15, исследователи обнаружили, как он активируется, что указывает на еще одну возможную мишень для иммобилизации фермента. Самец передает самке во время спаривания гормон 20E, который и индуцирует экспрессию HPX15 у самки.

Фламиния Каттеручча (Гарвард, Университет Перуджи): «Нам удалось отключить HPX15 у комаров в лаборатории, но у нас пока нет способа повторить это в природных популяциях. Следующий шаг — подумать, как предотвратить активацию либо защитного фермента HPX15, либо мужского триггера 20E, который его запускает».

В лаборатории исследователи вводили самкам комаров ингибитор, снижающий уровень HPX15. В норме около 3% отложенных самкой яиц не развиваются в потомство. При снижении уровня HPX15 в эксперименте 20% яиц оказались нежизнеспособными.

Проф. Каттеручча: «В лаборатории мы сократили количество потомства на одну пятую — это не огромное снижение. Но комары в лаборатории подвергаются гораздо меньшему стрессу, чем в дикой природе, поэтому мы предполагаем, что такое вмешательство окажет большее влияние на фертильность диких комаров».

Д-р Шоу: «Пока нам не удалось полностью устранить HPX15. Возможно, даже небольшое его количество обеспечивает достаточную защиту. Если бы в будущем мы смогли полностью его устранить, эффект мог бы быть более dramatic».

Исследование продолжается для изучения потенциала воздействия на HPX15 как способа борьбы с малярией.