Бактерия против вирусов: как помешать комарам инфицировать людей?
Укусы комаров не только раздражают, но и могут быть действительно опасны – эти насекомые переносят опасные болезни, многие из которых могут быть смертельными для человека. Казалось бы, опасные комары живут достаточно далеко, и поэтому жители, например, средней полосы могут быть от них защищены – но глобальное потепление приводит к тому, что насекомые постепенно могут расширять свой ареал обитания, и в результате могут пострадать люди, не выработавшие иммунитета к укусам таких комаров и восприимчивые к заболеваниям. Aedes aegypti и Aedes albopictus являются переносчиками лихорадки денге и чикунгунья, вируса Зика, желтой лихорадки. Ежегодно в результате укусов этих комаров заболевает свыше 100 миллионов человек. Вакцины постоянно совершенствуются, но существует и другой путь решения проблемы – это контроль популяции комаров и их способности к заражению.
Как выяснили ученые, этот путь можно реализовать с помощью бактерий. Еще в 2008 году исследователи обнаружили, что бактерии Wolbachia pipientis могут защищать дрозофил от вирусов. Эти микроорганизмы способны оказывать самое разнообразное влияние на организм насекомого, в котором они «живут» — от увеличения количества яиц в кладке до смены пола. Обычно Wolbachia pipientis не заражает комаров, но эксперименты в лабораторных условиях показали, что у Aedes aegypti вольбахии снижают интенсивность репликации вирусов. Соответственно, зараженные комары были менее опасны в качестве переносчиков этих вирусов. Существует две теории, объясняющие причины снижения вирулентности: или вольбахии повышают устойчивость насекомых к вирусам, или они лишают эти вирусы нужных им питательных веществ.
У комаров кусаются и переносят болезни только самки. Таким образом, самый оптимальный способ уменьшить активность вируса – сконцентрироваться на ограничении его распространения среди самок. Вольбахии передаются от самки комара к ее потомству, и, если самка заражена – потомство с большой вероятностью не будет переносить смертельные вирусы. Такой подход уже используется в программе борьбы с лихорадкой денге. Другой вариант – это заражение самцов комаров. Он базируется на феномене под названием «цитоплазматическая несовместимость». Если самка не заражена вольбахией, то и ее потомство будет здоровым. Однако гены инфицированного самца изменяются таким образом, что его потомство может выжить только в том случае, если оно будет инфицировано. Таким образом, самка откладывает яйца, которые будут нежизнеспособными, эмбрионы погибнут, не успев развиться. Поскольку самки сохраняют сперму самцов в себе, чтобы оплодотворять будущие яйца (то есть первый самец, спарившийся с самкой, станет отцом всего ее потомства), то все потомство такой самки будет нежизнеспособно. Еще один вариант – это генетическая модификация самцов комаров таким образом, чтобы их потомство сразу умирало.
Каждый из подходов имеет свои преимущества. Инфицирование самок позволяет точечно сократить популяцию комаров в заданном районе, а инфицирование самцов – уменьшить количество комаров в целом.
