Ученые объяснили любовь комаров к больным малярией

Биологи из Швеции и Литвы выяснили, почему комары любят кусать людей, больных малярией. Причина оказалась в метаболите, выделяемом малярийным плазмодием, который усиливает привлекательность человеческого запаха для комаров. Статья опубликована в журнале Science.

Малярию вызывают простейшие из рода плазмодиев (Plasmodium), которых переносят комары рода Anopheles. Чаще всего (примерно в 75 процентах случаев) виновником заражения становится вид Plasmodium falciparum, инициирующий самую опасную форму болезни, с наибольшим количеством осложнений и самым высоким уровнем смертности. Для малярии характерны повторяющиеся лихорадка и озноб, головные боли, анемия, увеличение селезенки и печени; иногда болезнь заканчивается комой и смертью. По данным ВОЗ, ежегодно малярией заболевает более 200 миллионов человек (большая часть их живет в Африке), из них около 429 тысяч человек умирает.

Ученые давно замечали, что люди, больные малярией, более привлекательны для комаров, чем неинфицированные люди — что способствует распространению малярии. Предыдущие исследования показали, что комаров привлекает запах тела больных людей. Однако какие вещества отвечают за это и каков механизм повышенной привлекательности, до сих пор оставалось неясно.

Авторы новой статьи идентифицировали вещество, вызывающие изменение запаха больных малярией. Это оказался предшественник изопреноидов, (E)-4-гидрокси-3-метил-бут-2-энилпирофосфат (HMBPP), который выделяется плазмодиями Plasmodium falciparum. Это соединение вызвало у ученых подозрения потому, что оно активирует Т-клетки человека и запускает иммунный ответ у одного из видов-переносчиков плазмодиев, Anopheles gambiae.

Чтобы выяснить, как HMBPP влияет на поведение комаров Anopheles gambiae, авторы запускали их в лабиринт с двумя коридорами. В одном коридоре находилась мембранная кормушка с человеческой кровью, смешанной с HMBPP, а в другом — такая же кормушка с обычной человеческой кровью. Оказалось, что 95 процентов комаров устремляется к первой кормушке. Кроме того, из кормушки с HMBPP комары поглощали больше крови, чем из кормушки с чистой кровью.

Затем ученые проанализировали влияние HMBPP на эритроциты человека. Соединение вызывало повышенное выделение углекислого газа — главного аттрактанта, привлекающего кровососущих насекомых. Эритроциты с добавлением HMBPP выделяли на 16 процентов больше углекислого газа, чем «чистые» эритроциты — что само по себе достаточно для привлечения комаров. Кроме того, HMBPP вызывало повышенное выделение других летучих веществ: альдегидов и монотерпенов — пахучих веществ, также привлекательных для кровососущих насекомых. Обработка эритроцитов искусственной смесью углекислого газа, альдегидов и монотерпенов вызывала заметное повышение их привлекательности для комаров.

Ученые также проследили, как поглощение крови с HMBPP влияет на восприимчивость комаров к заражению малярийным плазмодием. Оказалось, что комары, пившие такую кровь, с большей вероятностью заражаются паразитами, а заразившись, переносят больше плазмодиев.

Открытие ученых в перспективе может использоваться, например, для создания искусственных смесей, привлекающих комаров, что может помочь в борьбе с малярией. Разработкой методов борьбы с малярией занимаются многие научные коллективы. Например, биологи из Калифорнийского университета создали генетически модифицированных комаров, устойчивых к заражению плазмодиями. Такие комары должны заменить в популяции насекомых дикого типа и остановить распространение инфекции. А ученые из Имперского колледжа Лондона разработали методику CRISPR-генного переноса у Anopheles gambiae: с помощью инактивации генов, ответственных за производство яиц у самок москитов, исследователи планируют снизить численность комаров. Кроме того, в 2015 году был разработан эффективный антималярийный препарат артемизинин, представляющий собой экстракт травы Artemisia annua. За его открытие была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине.

Софья Долотовская