Исследователи из Института изучения малярии при Блумбергской школе общественного здравоохранения имени Джона Хопкинса сделали важное открытие, касающееся комаров Aedes aegypti, которое в будущем может привести к разработке более эффективных методов снижения передачи от комаров к человеку вирусов денге, желтой лихорадки, Зики и других опасных, а иногда и смертельно опасных вирусов.
При заражении комары Ae. aegypti не поддаются воздействию этих вирусов и продолжают нормально передвигаться и питаться. Таким образом, инфицированные комары могут передавать свой вирусный груз человеку. Исследователи обнаружили, что белок Argonaute 2, принадлежащий Ae. aegypti, играет ключевую роль — посредством нескольких биологических механизмов – в поддержании здоровья и активности комаров, несмотря на эти инфекции.
Это открытие представляет собой значительный прогресс в понимании биологии комаров. Оно также намекает на стратегию, направленную на отключение защитных механизмов комаров Ae. aegypti при заражении их определенными вирусами, что приводит к гибели комаров и тем самым снижает передачу этих вирусов человеку.
Вместо того чтобы сделать комаров более устойчивыми к вирусам, это открытие открывает возможность сделать комаров более восприимчивыми и менее устойчивыми к вирусной инфекции, что снизит их способность передавать заболевания.
Результаты исследования опубликованы 18 сентября в журнале .
“Исследователи давно задавались вопросом, почему комары Ae. aegypti не заболевают при заражении этими вирусами. Наши результаты фактически решают эту загадку и предлагают потенциальную новую стратегию борьбы с комарами, которая заслуживает дальнейшего изучения“, — говорит старший автор исследования Джордж Димопулос, доктор философии, профессор Института исследования малярии Джона Хопкинса и кафедры молекулярной микробиологии и иммунологии Школы Блумберга.
Комары Ae. aegypti переносят вирусы, переносимые членистоногими или арбо-, включая вирус денге, вирус желтой лихорадки, вирус Зика, вирус чикунгунья и вирус Майаро. Ежегодно эти патогены поражают миллионы людей по всему миру, убивая десятки тысяч. Ни для одного из этих вирусов не существует противовирусной терапии.
В настоящее время имеется вакцина против вируса желтой лихорадки. Одна вакцина против денге одобрена Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов для лиц в возрасте от 6 до 16 лет, ранее перенесших инфекцию денге. Методы борьбы с болезнями Ae. aegyptiem предполагают использование инсектицидов, которые имеют ограниченный успех и привели к развитию резистентности к инсектицидам.
Комары Ae. aegypti являются эффективными переносчиками арбовирусов, поскольку они способны выдерживать значительные заражения этими вирусами без ущерба для своей общей способности к размножению, которую биологи называют “приспособленностью”. Если бы приспособленность комаров была нарушена, они, скорее всего, выработали бы сильные защитные механизмы против этих патогенов. Вместо этого они каким-то образом достигли баланса “живи и дай жить другим”, который позволяет им переносить, по крайней мере, умеренную вирусную нагрузку без видимых негативных последствий.
В новом исследовании Димопулос и Донг изучили роль белка Argonaute 2 (Ago2), который у комаров является частью важного противовирусного механизма, известного как путь малых интерферирующих РНК (siRNA), который работает путем распознавания и разрушения вирусных РНК.
Исследователи обнаружили, что у комаров Ae. aegypti, лишенных гена Ago2, нарушается работа siRNA-пути, арбовирусная инфекция становится более тяжелой, а способность комаров передавать эти вирусы резко снижается — они заболевают, хуже питаются и часто погибают в течение нескольких дней.
Ученые показали, что повышенная смертность вызвана не только нарушением противовирусного пути siRNA, но и дефектами в двух других процессах, которые зависят от Ago2: репарация ДНК и основной процесс удаления отходов, называемый аутофагией. У комаров с дефицитом Ago2, подвергшихся воздействию арборвирусов, наблюдалась гиперинфекция, обширные повреждения ДНК и накопление молекулярного мусора в отмирающих клетках.
Помимо прояснения важного аспекта биологии Ae. aegypti, полученные результаты указывают на возможность разработки новой стратегии борьбы с арбовирусными заболеваниями. Речь идет об инженерии комаров, при которой арбовирусные инфекции вызывают потерю механизмов устойчивости, возможно, через ингибирование Ago2. Таким образом, комары Ae. aegypti, переносящие арбовирус, быстро погибают, в то время как гораздо большее число комаров Ae. aegypti, не переносящих арбовирус, не страдают.
“Биология восприимчивости и устойчивости комаров к инфекции представляет собой интересную область исследования и для других патогенов“, — говорит Димопулос. “Например, комаров, переносящих малярийных паразитов, можно сконструировать таким образом, чтобы они заболевали и поддавались инфекции“.
В настоящее время Димопулос и его исследовательская группа изучают возможные способы инженерии Ae. aegypti для проверки этой возможной новой стратегии борьбы с болезнями.
