Спячка малярийных комаров может предложить новые способы борьбы с болезнью
Комары могут продлевать свою жизнь на месяцы, останавливая рост и размножение, чтобы пережить суровые условия.
Этот процесс, известный как эстивация (летняя спячка), открывает новые возможности в борьбе с малярией.
Комары в африканском регионе Сахель могут впадать в состояние покоя в течение сухих летних месяцев, что решает загадку, почти столетие озадачивавшую энтомологов.
Команда африканских и американских ученых пометила комаров Anopheles coluzzii (один из переносчиков малярии) стабильным изотопом водорода, чтобы отслеживать их на протяжении всей жизни. Они обнаружили, что около пятой части популяции впадает в эстивацию на семь сухих месяцев в году.
Этот процесс, аналогичный гибернации (зимней спячке), позволяет им выживать в суровых условиях и вновь появляться в начале сезона дождей. Это объясняет, почему комары быстро возобновляют активность после первых дождей — быстрее, чем если бы они развивались из яйца.
Это открытие может позволить уничтожать комаров, пока они находятся в состоянии покоя, что снизит воздействие малярии в регионе, где ежегодно регистрируется почти 20 миллионов случаев заражения и около 10 000 смертей.
Ведущий автор исследования доктор Рой Фейман отмечает: "Это исследование открывает двери для долгосрочного мечения комаров, закладывая основу для экологических исследований, о которых мы могли только мечтать десять лет назад... Использование стабильных изотопов для отслеживания популяций комаров, вероятно, поможет лучше понять, как меняются популяции комаров со временем, куда они перемещаются и как сохраняются в сухой сезон".
Исследование, подготовленное учеными из Национальных институтов здоровья (NIH) и Центра исследований и обучения малярии, опубликовано в журнале Nature Ecology & Evolution.
Как распространяется болезнь?
- Anopheles coluzzii — один из основных переносчиков паразита Plasmodium falciparum в Африке, вызывающего наиболее тяжелые формы малярии.
- В регионе Сахель большинство заражений происходит во время и после сезона дождей.
- Комары появляются через дни после начала дождей, что значительно быстрее, чем две недели, необходимые для их развития из яйца. Эта загадка, наряду с неспособностью яиц пережить сухой сезон, создавала "парадокс малярии".
Отслеживание комаров с помощью "тяжелой воды"
Для отслеживания комаров исследователи использовали метод обогащения стабильными изотопами. Они добавили небольшое количество оксида дейтерия ("тяжелой воды") в определенные breeding pools (места размножения) Anopheles coluzzii в Мали в сезон дождей.
Личинки комаров в этих водоемах поглощали дейтерий (изотоп водорода с дополнительным нейтроном) либо напрямую, либо поедая обогащенные изотопом водоросли и микроорганизмы.
- В начале следующего сезона дождей первые появившиеся комары имели повышенный уровень дейтерия.
- Через две недели средний уровень упал, когда созрели и попали в ловушки новые комары, выросшие без изотопа.
- Хотя только 7% комаров сохранили уровень дейтерия выше фонового к следующему году, известно, что содержание изотопа в организме со временем снижается.
- В результате исследователи оценили, что не менее 18% меченых комаров пережили сухой сезон благодаря эстивации. Эта цифра может быть заниженной, так как некоторые комары могли мигрировать за пределы зоны исследования.
Последствия для борьбы с малярией
Если эстивация характерна для этого вида комаров, это открывает новые возможности для контроля малярии:
- Новые методы борьбы: Можно попытаться уничтожать популяции, пока они находятся в состоянии покоя, или разработать препараты, нацеленные на сам процесс эстивации, чтобы ограничить способность комаров переживать сухой сезон.
- Вызов для ГМ-методов: Это открытие создает сложности для контроля популяций с помощью генетически модифицированных (ГМ) насекомых (например, самцов, передающих гены, убивающие женское потомство). Если выпущенные ГМ-комары не способны к эстивации из-за своей генетики, модификации могут "вымываться" в каждый сухой сезон, что предотвратит закрепление этих генов в дикой природе.
Ученые надеются, что их исследование поспособствует разработке новых способов контроля малярийных комаров.