Слюна от укуса клеща может передавать патогены, вызывающие серьезные заболевания, такие как болезнь Лайма, и значительные сельскохозяйственные потери. Современные инсектициды имеют недостатки, поэтому ученые ищут новые способы предотвратить распространение патогенов этими надоедливыми паукообразными. Теперь исследователи сообщают, что соединения, которые они ранее идентифицировали, могут высушивать слюну клещей, нарушая баланс ионов в слюнной железе, уменьшая количество пищи и потенциально ограничивая передачу патогенов.
Исследователи представят свои результаты сегодня на осеннем национальном собрании и выставке Американского химического общества (ACS) 2019 года.
«Болезнь Лайма стремительно развивается на северо-востоке США», - говорит Дэниел Суэйл, доктор философии, главный исследователь проекта. «Большинство методов уничтожения клещей в сельскохозяйственном секторе включают использование нейротоксичных инсектицидов, но эти инсектициды трудно эффективно использовать для борьбы с клещами в жилых районах. Поэтому мы хотели найти новый способ борьбы с этими клещами, переносящими болезни».
«Мы знали, что слюнная железа имеет решающее значение для биологического успеха клещей, предполагая, что она может стать мишенью для пестицида, который работает через новый механизм», - Жилин Ли, докторант, который представляет работу. на собрании, говорит. Исследователи из Университета штата Луизиана пришли к выводу, что если бы они могли остановить выделение клещами слюны, то они могли бы помешать им и питаться - ситуация, которая была бы несовместима с поддержанием жизни..
Ли и Суэйл сосредоточились на канале ионов калия, известном как канал Кира, который, как было показано, важен для выделительной системы членистоногих - классификация животных, включающая комаров, а также клещей. Эти микроскопические каналы позволяют калию перемещаться внутрь и наружу клеток слюнных желез и других частей клещей, поддерживая ионный баланс, необходимый для секреции слюны и здоровья клещей.
В своей текущей работе они кормили клещей кровью с добавлением двух соединений, которые, как известно, действуют на каналы Кира. Две молекулы, известные как VU0071063 и пинацидил, лекарство от гипертонии у человека, были эффективны, снижая секрецию слюны на 95% и более и снижая потребление крови примерно в 15 раз. Важно отметить, что клещи, которые питались бычьей кровью, наполненной любым из этих соединений, умирали в течение 12 часов. Этот временной интервал имеет важное значение, поскольку передача патогенов через слюну клещей человеку или животному обычно занимает не менее 12 часов, а иногда и до 40 часов. Эти первоначальные исследования проводились в системах искусственного кормления хозяина, которые содержали кровяную муку. Затем исследователи планируют проверить, действительно ли их лечение может предотвратить передачу патогенов, когда клещи питаются грызунами.
Исследователи сообщают, что клещи, извлеченные из кровяной муки перед смертью, были явно больны. Клещи были несогласованными и вялыми, и они не могли хорошо ходить. Исследователи связывают такое поведение с дисбалансом ионов калия, натрия и хлорида в клещах. Обычно, когда клещ питается, его слюна возвращает хозяину избыток воды и ионов из крови человека или животного. Но обработанные клещи выплевывали больше ионов, несмотря на то, что производили гораздо меньше слюны, что нарушало их биологические функции. «Мы думаем, что их нервная система не работала нормально, и мы подозреваем, что именно поэтому мы наблюдали высокую смертность обработанных клещей», - говорит Ли.
Li и Swale будут уточнять первоначальные результаты, предполагая, что ионный канал экспрессируется в слюнной железе только во время кормления кровью, а затем исчезает. И исследователи сосредотачиваются на точном типе клеток, в которых ионные каналы производятся внутри слюнной железы. Как только они получат более полное представление о зависимости кровоснабжения и передачи патогенов от функции канала Kir, они надеются, что промышленность сможет использовать их открытия для создания коммерческого продукта, такого как спрей для садов или инъекционный или пероральный препарат для сельскохозяйственной промышленности. для животных, подверженных риску укуса клеща. Суэйл отмечает, что этот метод также снижает выработку слюны и кормление тлей и плодовых мушек, поэтому потенциально его можно использовать и для борьбы с этими сельскохозяйственными вредителями.