Заражение вирусом денге делает комаров более чувствительными к более высоким температурам, согласно новому исследованию, проведенному исследователями штата Пенсильвания. Команда также обнаружила, что заражение бактерией Wolbachia, которая недавно использовалась для борьбы с вирусными инфекциями у комаров, также повышает термическую чувствительность насекомых. Полученные данные свидетельствуют о том, что глобальное потепление может ограничить распространение лихорадки денге, но также может ограничить эффективность Wolbachia в качестве агента биологической борьбы.
Лихорадка Денге, потенциально смертельное заболевание, от которого не существует лечения, вызывается вирусом, распространяемым через укус комара Aedes aegypti. Этот комар также несет ответственность за передачу ряда болезнетворных вирусов, в том числе вируса Зика, чикунгуньи и желтой лихорадки», - сказала Элизабет МакГроу, профессор и заведующая кафедрой биологии Пенсильванского университета. Ожидается, что к 2050 году ареал комаров перекроет 50% населения мира, что резко увеличит число людей, которые потенциально могут подвергаться воздействию этих вирусов».
В последние годы исследовательские группы по всему миру пытались контролировать эти вирусы, заражая Ae. aegypti с бактерией Wolbachia pipientis, а затем выпускать комаров в окружающую среду, объяснил МакГроу.
«Было доказано, что Wolbachia предотвращает размножение вирусов, в том числе лихорадки денге, внутри комаров», - сказала она. «Важно, что Wolbachia передаются потомству комаров, что делает их саморазмножающимися и не требующими особого ухода подходом к борьбе с болезнями в полевых условиях."
МакГроу отметил, что и вирус денге, и Wolbachia заражают различные ткани по всему телу комара, и хотя они не токсичны, они вызывают иммунную реакцию на стресс.
«Поскольку комары, зараженные вирусом денге и/или вольбахией, уже страдают от реакции на стресс, мы подумали, что они будут менее подготовлены к тому, чтобы справляться с дополнительным стрессором, таким как жара», - сказала она.
Чтобы исследовать влияние тепла на комаров, инфицированных лихорадкой денге и вольбахией, команда поместила зараженных комаров в запечатанные флаконы, а затем погрузила флаконы в водяную баню, нагретую до 42°C - реальная экстремальная температура, при которой комар может встреча в дикой природе. Затем исследователи измерили, сколько времени потребовалось комарам, чтобы обездвижиться, и сравнили это время с неинфицированными контрольными комарами. Их выводы опубликованы сегодня (22 июля) в журнале PLOS Neglected Tropical Diseases.
"После долгих проб и ошибок мы успешно адаптировали основанный на нагревании физиологический анализ, обычно используемый для дрозофилы [модельный вид плодовой мухи], к нашим видам комаров, чтобы изучить воздействие как вируса денге, так и Инфекции Wolbachia на температурную чувствительность», - сказал Фхаллон Уэр-Гилмор, аспирант кафедры энтомологии и Центра динамики инфекционных заболеваний в Пенсильвании, который руководил проектом.
Команда обнаружила, что комары, инфицированные вирусом денге, более чувствительны к теплу; они обездвиживались почти в три раза быстрее, чем незараженные комары, когда их помещали в ванну с горячей водой. Точно так же комары, инфицированные Wolbachia, обездвиживались в четыре раза быстрее, чем неинфицированные комары.
Интересно, сказал Уэр-Гилмор, что два агента - вирус денге и бактерии Wolbachia - не оказывали аддитивного эффекта на термостойкость комаров.
«Можно было ожидать, что комары, инфицированные как вирусом денге, так и вольбахией, обездвиживаются даже быстрее, чем комары, зараженные только одним или другим микробом, но мы не обнаружили аддитивного эффекта», - сказала она. «Однако мы первыми показали, что вирусная инфекция может влиять на термостойкость комаров, в частности, снижая выживаемость комаров при воздействии высокой температуры. также первое исследование, показывающее, что у взрослых инфицированных комаров снижается выживаемость во время теплового стресса."
Уэр-Гилмор отметил, что будущие климатические модели указывают на увеличение частоты экстремальных температурных явлений, что делает кратковременное воздействие высоких температур угрозой для выживания комаров, зараженных лихорадкой денге и вольбахией.
«Мы знаем, что при более низких температурах вирус денге может не размножаться достаточно быстро, чтобы пройти через тело комара и передаться, тем самым снижая риск передачи», - сказала она. «При более высоких температурах, хотя вирус может размножаться быстрее, наша работа предполагает, что соответствующее снижение термоустойчивости комаров может действовать как противодействующая сила для выживания комаров, что может помочь уменьшить передачу и потенциально заболеваемость людей в более жарких регионах с более изменчивым климатом., Точно так же наша работа предполагает, что Wolbachia может не работать в качестве агента биологической борьбы в более жарких регионах, учитывая ее влияние на выживаемость комаров».
Другие авторы Penn State в статье включают Хевертона Дутра, доктора наук в области энтомологии; Мэтью Джонс, научный сотрудник Института наук о жизни Гека; и Катриона Ши, профессор биологии и бывший профессор биологических наук. Также в статье Карла Сгро, профессор биологических наук, и Мэтью Холл, старший преподаватель биологических наук Университета Монаша; Чжиюн Си, профессор микробиологии и молекулярной генетики Мичиганского государственного университета; и Мэтью Томас, директор и профессор Йоркского института экологической устойчивости Йоркского университета.
The International Networks of Excellence и Penn State поддержали это исследование.