Wetenschappers verzorgen een onwaarschijnlijke bondgenoot in de strijd tegen muggen en de dodelijke ziekten die ze dragen. Infectie van muggen met stammen van een veel voorkomende bacterie kan het vermogen van de insecten om geslepen zoals knokkelkoorts, gele koorts en Zika te dragen en verspreiden verspreiden, tonen laboratoriumstudies aan.
gerelateerde inhoud
- Heeft ontbossing bijgedragen aan de verspreiding van Zika?
- Waarom bijten muggen sommige mensen meer dan anderen?
En nu lijkt het erop dat deze bacteriële infecties, van een geslacht van microben bekend als Wolbachia, al in de natuur aan het werk zijn om de verspreiding van malaria te verminderen, althans in West-Afrika, iets dat nog niet eerder in de echte wereld was gezien.
" Wolbachia lijkt op te treden als een natuurlijk middel tegen malariabestrijding", zegt moleculair entomoloog Flaminia Catteruccia van de Universiteit van Harvard. “De ware omvang van dit effect is nog onbekend omdat we slechts een klein deel van de muggen hebben getest. Het zijn nog vroege dagen, maar het is een veelbelovende nieuwe tool die een belangrijke bijdrage kan leveren aan onze strijd voor de uitroeiing van malaria. "
Catteruccia en collega's onderzochten 221 vrouwelijke Anopheles- muggen, de belangrijkste vectoren van Afrikaanse malaria, die werden verzameld in huizen in Burkina Faso. Ze vonden malariaparasieten in 12 van hen, een verhouding van vijf procent consistent met eerdere studies. Maar liefst 116 van de muggen, aan de andere kant, waren besmet met Wolbachia- bacteriën, die onbekend waren in de soort voordat de groep hem in 2014 zag.
Maar slechts één mug bleek positief te zijn voor zowel Wolbachia als malaria, wat suggereert dat de bacterie effectief voorkomt dat malariaparasieten zich vestigen in muggen waar de bacterie aanwezig is, melden ze vandaag in Nature Communications .
Vrouwelijke met Wolbachia geïnfecteerde muggen legden ook eieren en reproduceerden sneller dan hun tegenhangers, wat waarschijnlijk de verspreiding van de infectie en de anti-malaria voordelen ervan in de lokale bevolking bevordert. Een steekproef van 602 muggen toonde aan dat 19 tot 46 procent (afhankelijk van het monsterjaar ) de Wolbachia- stam wAnga droeg .
“Anderen hebben Wolbachia in muggen gestopt en hebben aangetoond dat het, wanneer het aanwezig is, een effect heeft op het beperken van malariaparasieten. Maar dat gebeurde allemaal in een laboratorium ”, zegt bioloog Luciano Moreira van de Braziliaanse Oswaldo Cruz Foundation en de wereldwijde non-profit Eliminate Dengue.
“Deze groep heeft een populatie in Afrika gevonden die van nature besmet was, wat erg interessant is. In veel delen van Afrika bijvoorbeeld is malaria een enorm probleem, terwijl het op andere plaatsen niet zo groot lijkt. Misschien is dat omdat muggen in die gebieden besmet zijn met Wolbachia . Hier vonden ze een situatie waarin dat in de echte wereld zou kunnen gebeuren en dat is heel belangrijk en opwindend. "
De inzet is hoog. Muggen behoren tot de dodelijkste vijanden van onze eigen soort. Vanwege de ziekten die ze dragen, zijn deze plagen goed voor ongeveer 725.000 doden per jaar. Ongeveer 60 procent van die sterfgevallen is te wijten aan malaria.
Wolbachia is een veel voorkomende bacterie met veel verschillende stammen. Het infecteert miljoenen ongewervelde soorten en meer dan de helft van alle insecten, maar tot voor kort was het niet bekend dat het voorkomt in de belangrijkste ziektedragende muggensoorten.
Wolbachia is niet besmettelijk zoals een verkoudheidsvirus. Het wordt alleen doorgegeven van moeder op nakomelingen, en de bacterie heeft een aantal interessante manieren om zijn eigen toekomst te verzekeren.
De bacteriën kapen het voortplantingssysteem van de mug. Wanneer mannen paren met vrouwen die niet dezelfde soort dragen, zijn hun nakomelingen niet levensvatbaar. De bacteriën steriliseren effectief het sperma van de man.
Geïnfecteerde vrouwtjes kunnen zich voortplanten met mannen die een bijpassende Wolbachia- stam dragen, of niet-geïnfecteerde mannen, en zullen Wolbachia in beide gevallen doorgeven aan hun nakomelingen. Dit geeft geïnfecteerde vrouwtjes een reproductief voordeel waardoor ze een populatie kunnen binnenvallen als ze worden geïntroduceerd en de infectie breed verspreiden.
Het is niet helemaal duidelijk welke fysiologische methoden de bacteriën gebruiken om andere ziekten te dwarsbomen die zich in hun muggengastheren zouden verdringen. “Deze bacteriën kunnen op de een of andere manier het immuunsysteem van de mug stimuleren en het effectiever maken bij het doden van malariaparasieten; of als alternatief kunnen ze strijden om middelen [misschien kritische vetzuren zoals cholesterol] die ook nodig zijn voor Plasmodium, ”zegt Catteruccia.
Wat de reden ook is, het wordt steeds duidelijker dat die methoden effectief kunnen zijn.
Eerder deze maand was Moreira co-auteur van een studie in Cell Host & Microbe waaruit bleek dat Wolbachia de verspreiding van het Zika-virus blokkeerde. Zijn groep voerde menselijk bloed geïnfecteerd met Zika aan muggen, sommige met Wolbachia- infecties en sommige zonder. Degenen met Wolbachia eindigden met veel minder Zika-infecties.
Catteruccia en collega's verzamelden ook speeksel van met Zika geïnfecteerde muggen en injecteerden het in anderen. Van de 80 muggen zonder Wolbachia kregen 68 van hen (85 procent) een Zika-infectie. Van de 80 die Wolbachia droegen, heeft niemand Zika gecontracteerd.
Dit voorbereidende werk was veelbelovend maar niet verrassend. Andere projecten hebben aanzienlijke effecten op knokkelkoorts aangetoond, een andere ziekte die door dezelfde muggensoort is verspreid.
Gedurende een periode van tien weken in 2011 liet Scott O'Neill van Monash University (Australië) zwermen met Wolbachia geïnfecteerde muggen los in twee noordelijke Australische steden als onderdeel van Eliminate Dengue.
De insecten overleefden niet alleen, ze bloeiden. En zelfs vandaag dragen de meeste Aedes aegypti- muggen in de regio Wolbachia .
"Nu vijf jaar later zijn de populaties nog steeds 85 of 90 procent positief voor Wolbachia, dus het is echt in stand gehouden en ze hebben geen lokale transmissie van dengue in die gebieden gezien, " zegt Moreira.
Eliminate Dengue heeft nu vergelijkbare projecten in Indonesië, Vietnam en Columbia. Moreira heeft er een op twee kleine locaties in Rio de Janeiro, Brazilië.
"We hebben releases uitgebracht van augustus vorig jaar tot januari van dit jaar en zitten nu in een monitoringfase", legt hij uit. "Elke week verzamelen we muggen en onze cijfers laten zien dat ten minste 80 procent besmet is met Wolbachia, dus de infectie is duurzaam en dat is veelbelovend."
Scott O'Neill voegt eraan toe dat Eliminate Dengue nu werkt om de schaal uit te breiden met veel grotere, gerandomiseerde proeven in Indonesië en Vietnam.
"Tegelijkertijd bereiden we ons voor op grote implementaties van meer dan 1 tot 3 miljoen mensen in Zuid-Amerika met als doel te leren hoe we grote implementaties logistiek kunnen ondernemen en de implementatiekosten kunnen verlagen tot minder dan US $ 1 per persoon, " voegt hij eraan toe.
Ondertussen zou het eerste commerciële gebruik van de bacterie om door muggen overgedragen ziekten te bestrijden hier in de Verenigde Staten op een schaal in de achtertuin kunnen voorkomen. De EPA onderzoekt momenteel een aanvraag van MosquitoMate, een biotechbedrijf dat Wolbachia op de markt wil brengen als een doelgericht pesticide tegen Aziatische tijgermug ( Aedes albopictus ).
De MosquitoMate-methode is om mannetjes met Wolbachia te fokken en ze vervolgens in het wild (of de achtertuin van een huiseigenaar) vrij te laten om met lokale vrouwtjes te fokken. Omdat geen van de vrouwtjes van nature de bacterie draagt, moeten al deze paringen steriel zijn en hopelijk zullen populaties een duik nemen. Het bedrijf, dat werd geïncubeerd aan de Universiteit van Kentucky, heeft de aanpak de afgelopen drie jaar in drie verschillende staten getest en heeft enig succes gemeld.
De openbare commentaarperiode op het voorstel eindigde op 31 mei en er komt een beslissing.
Bacteriën zijn natuurlijk niet de enige intrigerende optie voor het bestrijden van door muggen overgedragen ziekten - er zijn tal van andere afschrikmiddelen en het vechten tegen de insecten zal waarschijnlijk elk wapen in het menselijk arsenaal nemen. Aangezien het Smithsonian Magazine deze maand verhaaldetails behandelt, kunnen technieken voor het bewerken van genen worden gebruikt om ziektevrije muggen te maken - of zelfs de insecten volledig uit te roeien. Maar die methode is zeker controversieel en zal waarschijnlijk niet praktisch zijn voor misschien een decennium.
Ondertussen zijn de grotendeels onbezongen Wolbachia- bacteriën al in het wild aan het werk en kunnen ze gemakkelijker worden gecoöpteerd voor verdere winst.
"Als we natuurlijke populaties muggen met Wolbachia kunnen vinden, kunnen we proberen die muggen in andere gebieden te plaatsen waar malaria een groot probleem is, " zegt Moreira. "Dit is het uiteindelijke doel, veel mensen proberen oplossingen te vinden voor malaria en de andere ziekten en ik denk dat Wolbachia een veelbelovende aanpak is."
