Tânțarii mor la scurt timp după o masă de sânge dacă anumite componente proteice sunt perturbate experimental, a descoperit o echipă de biochimiști de la Universitatea din Arizona. Abordarea ar putea fi utilizată ca o strategie suplimentară în efortul mondial de combatere a bolilor transmise de țânțari, cum ar fi febra dengue, febra galbenă și malaria.

face

Când cercetătorii au blocat un proces celular cunoscut sub numele de transport al veziculelor, pe care țânțarii se bazează pentru a elibera enzime digestive în intestin, printre alte funcții, a cauzat moartea animalelor afectate în termen de două zile de la hrănirea cu sânge.

„Ideea din spatele cercetării noastre este următoarea: Dacă putem ucide țânțarul după ce a mușcat prima persoană, nu va putea mușca și infecta o a doua”, a spus Roger Miesfeld, profesor în departamentul de chimie și biochimie al UA., care a condus proiectul de cercetare.

„Facem acest lucru blocând capacitatea țânțarilor de a-i digera făina de sânge”, a spus Miesfeld, de asemenea membru al Institutului BIO5 al UA.

Descoperirile echipei de cercetare au fost publicate recent în Proceedings of the National Academy of Sciences, sau PNAS.

"În timpul unei mese de sânge, un țânțar își ingerează greutatea corporală în sânge. Este echivalentul unui om de 125 de kilograme care consumă un smoothie de 12 galoane din 25 de kilograme de carne de hamburger plus o jumătate de kilogram de unt și două linguri de zahăr". A spus Miesfeld.

Miesfeld și echipa de cercetare au demonstrat anterior că procesul de hrănire a sângelui reprezintă o provocare metabolică uriașă pentru țânțarul feminin.

„Prin perturbarea oricăror procese biochimice necesare pentru a utiliza pe deplin făina de sânge, țânțarul are o perioadă foarte dificilă de finalizare a ciclului de producție a ouălor”, a adăugat el.

Pentru a-și menține nevoile corporale, insectele se bazează pe nectarul zaharat din flori, dar când vine momentul de a face ouă, au nevoie de cantități mari de proteine. Doar țânțarii femele mușcă și se hrănesc cu sângele oamenilor sau al animalelor cu sânge cald.

Dacă un țânțar găsește suficiente victime pentru a mușca și evită să fie strivit, poate trăi până la trei săptămâni. În acest timp, poate depune până la cinci ghearele a peste 100 de ouă fiecare.

Pentru studiile lor, echipa a folosit țânțari din specia Aedes aegypti, care provine inițial din regiunile subtropicale și tropicale din Africa. Acești țânțari se găsesc acum în multe părți ale lumii și sunt deosebit de abundente în orașe în care clima este caldă și apa este abundentă. Tânțarii A. aegypti bâzâie în zori și amurg, în căutarea următoarei mese de sânge, de preferință de la glezne.

Tantarii A. aegypti sunt principalul vector al febrei dengue, acum cea mai comuna boala virala transmisa de tantari. Febra dengue a revenit în special în regiunile subtropicale și tropicale datorită răspândirii geografice a țânțarilor și a virusului. Sunt cunoscute patru tulpini sau serotipuri ale virusurilor dengue cauzatoare de boli.

Când sunt infectați pentru prima dată, majoritatea oamenilor suferă de o criză de febră mare și dureroasă, dar de obicei boala nu pune viața în pericol și îi face imuni la acea tulpină specială a virusului dengue. Cu toate acestea, o infecție ulterioară cu oricare dintre celelalte tulpini ale virusului dengue declanșează adesea un răspuns imun complet care duce la o formă mult mai severă, numită febră hemoragică dengue, care poate fi fatală.

Miesfeld a spus că majoritatea agenților patogeni transmisă de țânțari nu sunt transmise de la țânțarul feminin la descendenții ei, ci sunt preluați de țânțari atunci când mușcă un om infectat.

În cazul țânțarilor A. aegypti, agentul patogen este adesea virusul dengue sau al febrei galbene, în timp ce țânțarul Anopheles gambiae, care se găsește în multe părți din Africa, transmite parazitul mai mortal al malariei. Miesfeld a explicat în continuare că agenții patogeni de malarie și dengue durează aproximativ 10 până la 12 zile pentru a-și finaliza ciclul de viață în țânțar înainte ca aceștia să poată fi transmiși oamenilor prin hrănirea cu sânge.

„Cei mai periculoși țânțari sunt cei mai în vârstă”, a spus Miesfeld.

Echipa sa a folosit o tehnică numită RNAi pentru a viza în mod specific genele care sunt necesare pentru procesul de digestie. Cercetătorii au adăpostit un complex proteic numit COPI, care înseamnă proteina coatomer 1.

COPI constă din mai multe subunități care alcătuiesc împreună anvelopa veziculelor pe care se bazează celula pentru transportul intern și pentru secreția enzimelor în intestin.

Atunci când un țânțar de sex feminin ia o masă de sânge, celulele care îi acoperă intestinul secretă enzime pentru a descompune proteinele din sânge. Procesul de secreție implică ambalarea enzimelor în picături mici numite vezicule pe care celulele le eliberează apoi în intestin.

„Ne-am gândit: 'De ce nu eliminăm întregul proces care permite secretarea proteazelor?' De aici am obținut acest rezultat uimitor ", a spus Miesfeld. "Nu numai că am eliminat capacitatea ei de a secreta ceva, am fost surprinși să aflăm că aproximativ 90% dintre acești țânțari au murit în decurs de două zile după ce s-au hrănit cu sânge".

COPI RNAi nu are un efect advers asupra țânțarilor femele timp de 10 zile - cu excepția cazului în care decid să ia o masă de sânge.

„Când o va face, iadul începe să se dezlănțuie, din punct de vedere biochimic și anatomic vorbind”, a spus Miesfeld.

„Ceea ce credem că se întâmplă este că, dacă există proteine ​​în intestinul ei, aceasta induce mecanismul secretor. Inițiază acest imens proces de secreție, dar este defect și determină dezintegrarea celulelor”, a adăugat el. „Întreaga căptușeală a intestinului începe să se destrame, permițând sângelui să se infiltreze în corpul ei”.

Analizând cauzele potențiale, Miesfeld a spus că echipa sa a constatat că eliminarea oricăreia dintre subunitățile COPI face ca întregul complex să se destrame.

„Pe baza a ceea ce știm despre sistemul COPI, nu ar trebui să aibă un efect atât de puternic”, a spus el.

"Întrucât oamenii de știință au eliminat COPI pentru a afla mai multe despre funcția sa în ultimii doi ani, au obținut rezultate interesante", a adăugat Miesfeld. "Împreună cu descoperirile noastre, acestea sugerează că COPI face mult mai mult decât credeau oamenii."

Miesfeld prevede că scopul final al acestei cercetări este de a dezvolta o moleculă mică care funcționează în locul ARNi injectat și acționează ca un inhibitor specific al procesului de secreție.

Pentru ca acesta să fie un insecticid eficient selectiv pentru țânțari, nu trebuie să aibă niciun efect asupra oamenilor.

Cea mai simplă utilizare ar fi să o înmuiați în plasele de țânțari, cum ar fi insecticidele disponibile în prezent, care vizează sistemul nervos al țânțarilor. O strategie puțin mai complexă ar fi includerea acesteia într-o pastilă pe care oamenii o iau, astfel încât țânțarii preiau medicamentul inhibitor atunci când mușcă. Ca parte a acestei strategii, cercetătorii caută gene care să fie unice pentru țânțari și care ar putea servi drept ținte fără a afecta sănătatea umană.

Pentru a explica, Miesfeld a spus să-și imagineze un sat din tropice în timpul unui sezon ploios.

„Pe măsură ce țânțarii eclozează în număr mare, întreaga populație de săteni este gata”, a explicat el. "De îndată ce insectele încep să muște, ei iau inhibitorul și, până când mușcă din nou, mor în număr mare. În câteva sezoane, asta poate face diferența".

Miesfeld a adăugat că este puțin probabil să existe vreodată un glonț de argint care să elimine cu totul bolile transmise de țânțari, cum ar fi malaria și febra dengue.

„O problemă potențială a strategiei noastre este schimbările genetice care fac ca țânțarii să fie imuni în timp”, a spus Miesfeld. „Multe abordări din unghiuri diferite vor fi necesare, iar a noastră ar putea fi un alt instrument din cutia de instrumente.”