Бактерии комаров, могут помочь ученым в борьбе с лихорадкой денге и вирусом Зика
Команда из Китая, исследующая внутренности местных комаров, нашла потенциального помощника в борьбе с двумя болезнями человека. Исследователи идентифицировали новую бактерию, которая убивает вирусы, вызывающие лихорадку денге и Зика, прежде чем они смогут заразить насекомых. Хотя работа находится на ранней стадии, работа, о которой сообщалось в журнале Science, прокладывает путь к изучению влияния бактерии на передачу болезней в реальном мире.
Это не первый случай, когда микроб используется для предотвращения заболеваний, передающихся комарами. Около 15 лет назад исследователи обнаружили, что другая бактерия, Wolbachia, снижает способность насекомых передавать денге, среди других вирусов. После успешных полевых испытаний вольбахия теперь используется для борьбы с лихорадкой денге более чем в десятке стран. Но дополнительное оружие, помогающее контролировать болезни, переносимые комарами, приветствуется, особенно с учетом того, что насекомые становятся устойчивыми к современным инсектицидам.
Из-за отсутствия проверенных методов лечения и широко доступных вакцин лихорадка денге является наиболее распространенным вирусным заболеванием, передающимся комарами, во всем мире, которым ежегодно заражаются около 400 миллионов человек. Хотя в большинстве случаев заболевание протекает в легкой форме или бессимптомно, примерно у одного из 20 заболевших развивается тяжелая форма денге, которая может привести к летальному исходу.
Китайская команда начала поиск микробов, которые, как и вольбахия, могли бы помочь контролировать болезнь изнутри комара. Они сосредоточились на провинции Юньнань, некоторые районы которой заражены азиатскими тигровыми комарами (Aedes albopictus), видами, которые могут передавать вирусы денге и Зика.
Используя себя в качестве приманки, члены команды ждали приближения комаров, прежде чем пылесосить их ручными аспираторами, говорит соавтор исследования Гонг Ченг из Университета Цинхуа. Вернувшись в лабораторию, они идентифицировали 55 видов бактерий в кишках этих насекомых. Чтобы проверить, обладает ли какой-либо из них противовирусными свойствами, исследователи обработали A. albopictus антибиотиками, чтобы уничтожить существующие кишечные микробы. Затем они кормили их отдельными видами бактерий, а также человеческой кровью с добавлением вируса денге. Контрольная группа получала антибиотики и вирус, но не бактерии.
Их внимание привлек один вид рода Rosenbergiella, который часто встречается в цветочном нектаре. Комары, учитывая наличие бактерии, получившей название Rosenbergiella_ YN46, имели значительно меньшую вероятность, чем контрольная группа, иметь в себе обнаруживаемый вирус через 1 неделю. Исследователи повторили этот эффект на комаре желтой лихорадки A. aegypti, который является еще одним основным распространителем лихорадки денге. Rosenbergiella_ YN46 также подавляла вирус Зика у обоих видов и предотвращала заражение комаров A. albopictus, которые кусали мышей, инфицированных лихорадкой денге. Исследователи связали этот эффект с ферментом, выделяемым бактерией, который делает кишечник кислым, по-видимому, деформируя белки, необходимые вирусам для проникновения в клетки насекомых.
Наконец, в сетчатых палатках на открытом воздухе команда Ченга позволила пойманным в дикой природе комарам A. albopictus откладывать яйца в лужах с водой, обогащенной Rosenbergiella_ YN46. В этом более реалистичном сценарии личинки и взрослые особи оказались с бактерией в кишечнике и были менее восприимчивы к инфекции денге, чем комары, выращенные в воде, свободной от Розенбергиеллы.
По словам микробиолога по комарам из Университета Флориды Эрика Карагаты, эта работа не позволяет окончательно доказать, что передачу лихорадки денге людям можно блокировать. «Для этого им необходимо будет оценить, обнаруживается ли активный вирус в слюне комара, или могут ли комары, инфицированные вирусом денге, которые также являются носителями Rosenbergiella_ YN46, вызвать последующую вирусную инфекцию у нового позвоночного хозяина». Тем не менее, исследователи «сопоставили очень хороший пример того, что эту бактерию потенциально можно использовать для борьбы с вирусами», — говорит Элизабет МакГроу, энтомолог из Университета штата Пенсильвания.
Действительно, такой контроль, возможно, уже происходит в природе. В тех частях Юньнани, где лихорадка денге встречается редко, команда Ченга обнаружила множество комаров, являющихся носителями Rosenbergiella_ YN46, тогда как в эндемичных по лихорадке денге районах она почти отсутствовала – корреляция, которая требует дальнейшего изучения, говорит МакГроу.
Прежде чем распространять бактерию более широко, исследователям необходимо установить, влияет ли она на других насекомых и как она взаимодействует с другими микробами, включая Wolbachia, которая, в отличие от Rosenbergiella, обитает внутри клеток, отмечает Стивен Синкинс, биолог-переносчик из Университета Глазго.
Внести бактерию в достаточное количество диких комаров, чтобы блокировать передачу болезни, вероятно, будет труднее, чем в случае с Wolbachia, которая быстро распространяется благодаря некоторым необычным воздействиям на размножение комаров. Команда Ченга планирует протестировать яйцеловки с Rosenbergiella_ YN46 — контейнеры с водой, в которых комары откладывают яйца, — в деревнях провинции Юньнань, а также отслеживать заболеваемость лихорадкой денге в местных общинах.
Ченг также хочет идентифицировать растения, содержащие эту бактерию. Если окажется, что дикие комары заражаются Rosenbergiella YN46 через нектар, предполагает он, возможно, «мы сможем выращивать растения» в регионах, где распространена лихорадка денге, чтобы попытаться таким образом снизить передачу.