Zaburzanie zwyczajów godowych komarów sposobem na zwalczanie malarii
Malaria to przenoszona przez komary choroba odpowiedzialna za prawie pół miliona zgonów każdego roku. Komary stają się coraz bardziej odporne na działanie leków i insektycydów, dlatego naukowcy szukają nowych metod zwalczania tej choroby. Najwięcej uwagi poświęca się pracy nad zmniejszeniem populacji komarów. Jak twierdzi Marta Andres, koordynatorka finansowanego przez UE projektu NEURO-SWARM, ze względu na to, że słuch odgrywa kluczową rolę w procesach reprodukcyjnych komarów, może być ważnym czynnikiem pomagającym w zmniejszaniu liczebności komarów. „Z poprzednich badań wiemy, że u komarów mózg moduluje funkcje słuchowe poprzez uwalnianie oktopaminy i serotoniny”, mówi Andres. „Badając rolę, jaką słuch odgrywa w zwyczajach godowych komarów, stworzyliśmy możliwości wykorzystania akustycznych wabików i repelentów jako środków ograniczających proces parzenia, a tym samym kontrolujących rozprzestrzenianie się śmiertelnych chorób”. Andres przeprowadziła badania dzięki wsparciu programu „Maria Skłodowska-Curie”.
Zrozumieć, jak słyszą komary
Samce komarów roznoszących malarię wykrywają partnerki, nasłuchując dźwięku uderzeń ich skrzydeł, co jest zachowaniem zachodzącym w dużych rojach liczących tysiące osobników. „Ponieważ słuch i rojenie się są niezbędne dla parzenia się komarów, oczekujemy, że ich zablokowanie w znaczący sposób wpłynie na reprodukcję tych owadów”, wyjaśnia Andres. Aby zbadać mechanizm słyszenia u komarów, Andres wykorzystała laserowy wibrometr dopplerowski – bardzo czułe narzędzie do pomiaru wibracji w skali nanometrów. Badając zachowania komarów w warunkach laboratoryjnych, Andres dokonała kilku ważnych odkryć. Wykazała np. że oktopamina i serotonina wpływają zarówno na mechaniczną, jak i elektryczną odpowiedź aparatu słuchowego komarów na dźwięki, umożliwiając dzięki temu samcowi komara rozpoznanie uderzeń skrzydeł samicy. Ponadto Andres odkryła, że wpływ ten jest najsilniejszy o zmierzchu, czyli dokładnie o tej porze, gdy samce i samice komara roją się. Dzięki projektowi powstały także protokoły charakteryzujące różne aspekty słuchu komarów i zachowań związanych z rojeniem się. Informacje te mogą być niezbędne do oceny przydatności wykorzystania genetycznie lub biologicznie zmodyfikowanych komarów w celu masowego wypuszczania ich do środowiska. „Przy odpowiednich modyfikacjach genetycznych lub biologicznych możemy spowodować załamanie populacji komarów lub zastąpić komary przenoszące malarię owadami odpornymi na tę chorobę”, mówi Andres.
Znaczący postęp w zwalczaniu choroby
Tworząc nową linię badań nad molekularnymi mechanizmami odpowiadającymi za odbiór bodźców słuchowych u komarów, projekt NEURO-SWARM utorował drogę dla wykorzystania słuchu jako metody zwalczania komarów. Obecnie Andres testuje wpływ eliminacji receptorów oktopaminy na zachowania słuchowe i związane z rojeniem się u komarów. „We współpracy z Ifakara Health Institute w Tanzanii sprawdzamy wpływ zaburzania procesów godowych u komarów na zdrowie publiczne i analizujemy, w jaki sposób można wykorzystać takie działania, by zapobiegać rozprzestrzenianiu się malarii”, mówi Andres. „Pomoże nam to ocenić potencjał blokowania oktopaminergicznych ścieżek sygnałowych jako metody zaburzania komunikacji słuchowej komarów i ich rozmnażania”. Dzięki stypendium Future Leaders Scholarship organizacji UKRI Andres może kontynuować ten tok badań z własnego laboratorium na University College London. „Zdobycie tego stypendium nie byłoby możliwe, gdyby nie indywidualne stypendium w ramach programu »Maria Skłodowska-Curie«”, mówi Andres. „Końcowym efektem tych prac będzie znaczący postęp w dziedzinie badań nad komarami i zwalczaniem chorób”.
Słowa kluczowe
NEURO-SWARM, malaria, komary, komar, oktopamina, serotonina, laserowy wibrometr dopplerowski, Ifakara Health Institute, UKRI, University College London, indywidualne stypendium w ramach programu „Maria Skłodowska-Curie”, zwalczanie chorób
