Skip to main content

The ecology and population dynamics of Wolbachia infections in Aedes aegypti and the development of new strategies for mosquito-borne disease control

Article Category

Article available in the folowing languages:

Rozprzestrzenianie się bakterii służących do biokontroli w populacjach komarów

Obecność pochodzącego z Afryki komara egipskiego (Aedes aegypti), który jest głównym wektorem odpowiedzialnym za przenoszenie dengi i wirusa Zika na ludzi, obserwowana jest obecnie w regionach tropikalnych i subtropikalnych na całym świecie. Skutecznym narzędziem do walki z tym zagrożeniem może okazać się fascynująca, nowa strategia oparta na kontroli biologicznej, która wykorzystuje bakterie Wolbachia uniemożliwiające wspomnianym wirusom rozwój w organizmie komara oraz przenoszenie się na ludzi.

Badania podstawowe
Zdrowie

Sukces operacyjny tej metody opiera się na szybkim rozprzestrzenianiu się bakterii Wolbachia w populacji komarów. Celem finansowanego z funduszy unijnych projektu WOLBACHIA_MOD było pogłębienie naszej wiedzy o czynnikach ekologicznych wpływających na ekspansję szczepu bakterii Wolbachia oznaczonego jako wMel w obrębie populacji komara egipskiego. Interdyscyplinarne badanie zaowocowało opracowaniem nowego, opartego na danych modelu matematycznego, który pozwala przewidzieć dynamikę rozprzestrzeniania się szczepu Wolbachia wMel w realistycznych warunkach uwzględniających zróżnicowanie środowiskowe. Badacze poddali analizie trzy eksperymentalne populacje hodowane w klatkach terenowych odzwierciedlających naturalne siedlisko tego gatunku. W ten sposób w grupie zakażonych i niezakażonych komarów określono zróżnicowanie w zakresie przeżywalności larw, czasu trwania stadium larwalnego oraz płodności dorosłych samic wraz z upływem czasu. Odkryto, że w populacjach eksperymentalnych zależna od gęstości populacji rywalizacja larw wykraczała poza stadium larwalne, spowalniając proces rozprzestrzeniania się bakterii Wolbachia wMel. Informacje te wdrożono do modeli matematycznych, aby przewidzieć dynamikę rozprzestrzeniania się szczepu Wolbachia wMel w środowisku naturalnym w ramach wybranych strategii jego uwalniania. Wykorzystano dwa modele, z których pierwszy nie uwzględniał struktury przestrzennej i zakładał prawidłowe zróżnicowanie populacji, a drugi opierał się na dokładnym odwzorowaniu przestrzennym populacji komarów oraz jej siedliska. Prognozy dotyczące tempa ekspansji przestrzennej bakterii Wolbachia wMel wykazały zadowalającą zgodność z obserwacjami terenowymi prowadzonymi w północno-wschodniej Australii. Naukowcy odkryli, że wypuszczenie komarów w sprzyjających im siedliskach wiąże się z przyspieszeniem procesu rozprzestrzeniania się szczepu Wolbachia wMel, podczas gdy na obszarze gęsto zabudowanym wspomniana strategia jest mniej wydajna. W ramach inicjatywy WOLBACHIA_MOD wykazano istotny wpływ zmienności demograficznej w populacjach komarów regulowanej przez procesy zależne od gęstości populacji na ekspansję zastosowanego środka kontroli biologicznej po jego uwolnieniu do środowiska naturalnego. Wyniki projektu pomogą opracować strategie uwalniania bakterii Wolbachia wMel w celu kontroli biologicznej chorób przenoszonych przez komary. Korzystając ze wsparcia inicjatywy Eliminate Dengue, w Ameryce Południowej, południowo-wschodniej Azji i Australii przeprowadzono próby terenowe, które pozwoliły opracować dostępne publicznie narzędzia obliczeniowe służące do prognozowania skutków uwolnienia bakterii Wolbachia w różnych warunkach środowiskowych.

Słowa kluczowe

Biokontrola, komar, denga, Wolbachia, WOLBACHIA_MOD

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania