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

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.
Американцы составили водную карту поверхности Луны

Основываясь на уточненных спектроскопических данных, американские астрофизики составили первые количественные карты содержания воды на поверхности Луны. Полученные данные показали, что основным источником воды на поверхности Луны является солнечный ветер. А составленные карты могут потом быть использованы для уточнения теоретических моделей поведения летучих веществ на безвоздушных космических объектах. Работа опубликована в Science Advances.