Комары, блокирующие лихорадку денге, — это надолго
Лихорадка денге и другие болезни, переносимые комарами, остаются серьёзной угрозой для здоровья человека. Урбанизация и изменение климата могут усилить эту угрозу.
Искоренить всех комаров, распространяющих болезни, невозможно, но можно сделать следующее лучшее. Уже десятилетие мы используем бактерии Wolbachia, чтобы снизить способность комаров передавать вирус денге.
Wolbachia на помощь
Бактерия Wolbachia живёт внутри клеток примерно половины видов насекомых. Она может по-разному влиять на хозяев: от снабжения питательными веществами до уничтожения потомства мужского пола. Попадая в комаров, бактерии снижают способность многих вирусов (включая денге) размножаться внутри комара и передаваться человеку.
Комары с Wolbachia уже выпущены по всему миру, что привело к резкому снижению передачи денге. В Австралии локальная передача денге ушла в прошлое благодаря широкомасштабным программам выпуска таких комаров.
Wolbachia может сохраняться на очень высоком уровне в популяциях комаров, потому что передаётся от самок всему потомству. Самцы с Wolbachia не передают инфекцию, но их спаривание с самками без бактерии не даёт потомства. Это ставит комаров без Wolbachia в невыгодное положение. Таким образом, внедрив блокирующую денге Wolbachia в местную популяцию, мы получаем, что большинство выживших комаров вряд ли передадут вирус.
Как долго будет действовать выпуск Wolbachia?
Для устойчивости программ важно, чтобы бактерия оставалась на высоком уровне в популяции и обеспечивала постоянную защиту. Наше исследование, опубликованное ранее в этом году в PLoS Pathogens, показывает поразительную долгосрочную стабильность Wolbachia.
Мы наблюдали за популяциями комаров спустя десятилетие после первого выпуска Wolbachia в Австралии и обнаружили, что её эффект на комаров остался неизменным. Более того, не было обнаружено заметных изменений в геноме Wolbachia.
Исследование предполагает, что Wolbachia, вероятно, будет эффективна очень долго, но постоянный мониторинг остаётся crucial для обнаружения неожиданных изменений.
Штамм Wolbachia на каждый случай
Мы разработали новые штаммы Wolbachia с помощью техники микроинъекции: бактерию извлекают из яйца с нужным штаммом и вводят в донорское яйцо комара. Если повезёт, вылупившийся комар передаст Wolbachia своему потомству.
Штамм wMel широко используется в программах выпуска, но он уязвим к высоким температурам. Это означает, что бактерия может исчезнуть из популяций в жаркие периоды года и быть непригодной для выпуска в некоторых климатах.
В новом исследовании, опубликованном на этой неделе в Environmental Microbiology, мы перенесли новый вариант wMel, названный wMelM, из его первоначального хозяина (дрозофилы) в комаров. Мы обнаружили, что wMelM более стабилен, чем wMel, при экстремальных температурах, что потенциально улучшает его способность распространяться в естественных популяциях.
Эта работа, а также новый препринт о другом штамме Wolbachia под названием wAlbB, подчёркивают разнообразие фенотипов Wolbachia даже при небольших генетических различиях.
В другой недавней статье, опубликованной в Applied and Environmental Microbiology, мы с помощью микроинъекций и скрещиваний перенесли Wolbachia wAlbB как в австралийских, так и в малайзийских комаров.
Хотя австралийские и малайзийские комары имеют явные различия, эффекты Wolbachia были одинаковыми в обеих группах. Это даёт уверенность, что выпуск Wolbachia приведёт к схожим результатам в разных популяциях комаров, но также важно учитывать влияние местных условий окружающей среды.
За пределами Wolbachia
Wolbachia — лишь один из многих типов бактерий, которые можно использовать для модификации или контроля насекомых-вредителей.
Наше новое исследование нацелено на эндосимбионтов, живущих в тлях, чтобы уменьшить ущерб, который они наносят сельскохозяйственным культурам. Мы также выходим за рамки видов комаров, переносящих денге, чтобы бороться с местными угрозами в Австралии.
Японский энцефалит, вирус Росс-Ривер и язва Бурули — среди многих опасных патогенов, распространяемых здесь комарами, и все они потенциально могут быть контролируемы с помощью программ выпуска Wolbachia.
Поскольку болезни, переносимые комарами, продолжают распространяться по всему миру, нам срочно нужны новые инструменты для борьбы с этими угрозами — Wolbachia и другие микробы могут быть нашим лучшим шансом.