Вирусы, распространяющиеся через укусы комаров, вызывают у людей такие заболевания, как лихорадка денге, вирус Зика и желтая лихорадка. По словам международной группы исследователей, новый метод борьбы использует встречающуюся в природе бактерию под названием Wolbachia, которая блокирует репликацию вирусов и разрывает цикл болезней, переносимых комарами.
«Wolbachia присутствует примерно у 50 процентов всех насекомых», - сказала Бет Макгроу, профессор и научный сотрудник энтомологии штата Пенсильвания, которая проводила это исследование в Университете Монаша. «Интересно, что его нет у некоторых основных переносчиков комаров (насекомых, передающих патогены). После того, как исследователи поместили Wolbachia в комаров, они обнаружили, что довольно интересно, что Wolbachia эффективно вакцинирует комаров, предотвращая размножение вирусов».
Распространяемый комарами Aedes aegypti, вирус денге ежегодно поражает миллионы людей. Симптомы включают лихорадку, боли в теле и тошноту, хотя более тяжелая форма, известная как геморрагическая лихорадка денге, может привести к летальному исходу.
В тропиках и субтропиках, где Ae. aegypti, в настоящее время проводится несколько крупных выпусков Wolbachia, чтобы проверить, может ли Wolbachia снизить заболеваемость человека.
В статье, опубликованной сегодня в Virus Evolution, МакГроу и ее команда сообщают, что вирус денге не смог развить устойчивость к Wolbachia в контролируемых лабораторных экспериментах. Эти результаты показывают многообещающую долгосрочную эффективность Wolbachia после полевого выпуска.
"Wolbachia меня постоянно удивляет", - сказал МакГроу. «Я думал, что мы получим варианты денге, которые разовьют устойчивость. Wolbachia справляется с задачей контроля репликации вируса в клетках лучше, чем я ожидал».
Исследователи взяли вирус денге и заразили клетки комаров, которые либо содержали Wolbachia, либо не содержали бактерий. Через пять дней они собрали вирусы, вышедшие из клеток, и использовали их для заражения свежих клеток.
«Лихорадка берет на себя функции клеток-хозяев, создает множество своих копий, а затем отпочковывается или вырывается из клетки», - объяснил МакГроу.
После девяти циклов пассирования вируса через клетки комаров команда обнаружила, что количество высвобождаемого вируса было стабильным в клетках, свободных от Wolbachia. Однако в присутствии Wolbachia уровни вируса падали, а в некоторых случаях и вовсе исчезали.
Вирусы Денге, выращенные с Wolbachia, также были менее эффективны при заражении клеток комаров и имели более низкую способность к репликации по сравнению с вирусами, выращенными без бактерии.
Хотя это хорошая новость для борьбы с лихорадкой денге и другими заболеваниями, передающимися комарами, исследователи отмечают, что исследование имеет ограничения. Исследователи использовали клетки комаров, которые могут не отражать того, что происходит внутри всего насекомого. А за пределами лаборатории, где популяции комаров намного больше, у вируса может быть больше возможностей для развития устойчивости к Wolbachia.
«Я думаю, что наше исследование показывает, что эволюция устойчивости вируса к Wolbachia является сложной задачей», - сказал Макгроу. «Я не думаю, что это гарантия того, что вирус не будет развиваться в полевых условиях, потому что естественная система намного сложнее. Настоящий эксперимент проводится в полевых условиях прямо сейчас, потому что Wolbachia была выпущена в сообщества в Австралии., Индонезия и Бразилия, среди прочих. Потребуется мониторинг в районах распространения, чтобы проверить появление устойчивости вируса».
Другие методы борьбы с лихорадкой денге в значительной степени не увенчались успехом. Потому что Ае. aegypti активен в течение дня, надкроватные сетки неэффективны для уменьшения укусов комаров. Распыление инсектицидов для борьбы с комарами и удаление мест размножения со стоячей водой также было трудно реализовать в городских условиях, где комары процветают.
Wolbachia является привлекательным вариантом борьбы, поскольку он блокирует репликацию многих болезнетворных вирусов. Он также самораспространяется из-за любопытного эффекта, когда самцы комаров, содержащие Wolbachia, не могут успешно воспроизводиться с самками, свободными от Wolbachia. По словам Макгроу, это означает, что эти самцы препятствуют размножению самок, свободных от Wolbachia. Поскольку бактерия передается от матери к потомству, в каждом поколении появляется все больше комаров, содержащих Wolbachia.
Исследователи до сих пор не уверены, как именно вольбахия снижает репликацию вируса у комаров.
«Мы думаем, что это может быть связано с конкуренцией между Wolbachia и вирусом за физическое пространство (внутри клетки) или за питание, в котором они оба нуждаются от комара», - сказал Макгроу. «Или может быть, что Wolbachia увеличивает иммунную способность комара. Существует целый ряд теорий, ни одна из которых не является полностью удовлетворительной."