В течение одного месяца трое исследователей из Университета штата Колорадо вырастили более 10 000 комаров и препарировали более 2 000 из них, работая несколько дней с 500 насекомыми.
Это то, что потребовалось команде, совместно с учеными из Университета Пердью, чтобы впервые нанести на карту метаболиты средней кишки Aedes aegypti, комара, который может передавать вирусы, вызывающие лихорадку денге, Зика, чикунгунья и желтую лихорадка для людей.
Передача этих вирусов людям не является данностью. Во-первых, комар должен заразиться сам, а затем воспроизвести и распространить вирус внутри своего тела. Средняя кишка - это место, где вирусы заражают комара и размножаются; команда изучает, какую роль в этом процессе играют метаболиты.
Их результаты были опубликованы в статье «Динамическое ремоделирование липидов совпадает с репликацией вируса денге в средней кишке комаров Aedes aegypti» в PLOS.
«Наша цель состояла в том, чтобы определить, какие изменения происходят в комарах во время заражения, чтобы мы могли нацелиться на эти пути и заблокировать их, чтобы предотвратить передачу этих переносимых комарами вирусов», - сказала Рушика Перера, доцент кафедры Микробиология, иммунология и патология в CSU.
Вирусы Денге, Зика, чикунгунья и желтой лихорадки являются эндемичными в тропических и субтропических регионах мира, подвергая риску заражения 2,5 миллиарда человек. В 2015 году после вспышки вируса Зика и связанных с ней проблем со здоровьем, включая наблюдаемый рост неврологических расстройств и пороков развития новорожденных в Бразилии, официальные лица Всемирной организации здравоохранения объявили эту ситуацию чрезвычайной ситуацией в области общественного здравоохранения, имеющей международное значение.
То, что создала команда, по сути является каталогом, который поможет лучше изучить геном комара, сказал Перера, исследователь Бетчера в Лаборатории членистоногих и инфекционных заболеваний CSU. Впервые эти пути были изучены на живых комарах с вирусом денге, хотя аналогичные исследования проводились в контролируемых условиях с использованием клеток, культивируемых в лаборатории.
Данные, полученные в ходе исследования, важны не только для борьбы с вирусами, но и для биологии комаров.
"На глобальном уровне разработанную нами методологию можно использовать, чтобы узнать больше о том, как комары реагируют на окружающую среду и как они реагируют на такие вещи, как инсектициды", - сказала она.
Почему метаболиты?
Нунья Чотиван, соавтор исследования и докторант по микробиологии в CSU, говорит, что метаболиты - липиды или жиры, сахар, витамины и гормоны - по-видимому, обеспечивают то, что необходимо вирусам для процветания. Метаболиты также могут запускать иммунный механизм, способный нанести вред вирусу.
Мы пытаемся узнать, когда вирус заражает комара, увеличивает ли он присутствие метаболита, и можем ли мы исчерпать этот ресурс или увеличить вредоносность ресурса, чтобы вирус не мог передаваться другому животному или человеку, - сказал Чотиван.
Метаболиты присутствуют в начале или в конце биохимической реакции, сказал Перера. В этом исследовании исследователи определили, какие биохимические пути активны во время инфекции.
Ученые также идентифицировали некоторые метаболиты комаров, которые были обнаружены у людей, но основные остаются неидентифицированными.
«Шестьдесят процентов метаболитов, которые мы видели, еще не идентифицированы», - сказал Перера. «Они могут быть уникальными для комаров; нам потребуются годы, чтобы лучше их идентифицировать».
В настоящее время исследовательская группа работает над поиском биохимических путей, которые можно было бы использовать для блокирования переносимых комарами вирусов. «Наша цель - ограничить ресурсы, доступные вирусу в комарах», - сказала она.
Ученые также изучают первые признаки инфекции у насекомых. Если они могут предотвратить заражение, они могут нарушить цикл передачи вируса.
Основываясь на этих первоначальных выводах, Чотиван смог заблокировать вирус денге. В настоящее время команда оценивает, могут ли вирусы Зика и чикунгунья, которые передаются одним и тем же комаром, быть заблокированы аналогичным образом.