Tantarii sunt cel mai mortal animal din lume . Peste 1 milion de decese pe an sunt atribuite bolilor transmise de țânțari , inclusiv malaria, febra galbenă, febra dengue, Zika și febra chikungunya.

Modul în care țânțarii își caută și se hrănesc cu gazdele sunt factori importanți în modul în care un virus circulă în natură. Țânțarii răspândesc boli, acționând ca purtători de viruși și alți agenți patogeni: un țânțar care mușcă o persoană infectată cu un virus poate dobândi virusul și să-l transmită următoarei persoane pe care o mușcă.

Pentru imunologii și cercetătorii în boli infecțioase ca mine , o mai bună înțelegere a modului în care un virus interacționează cu o gazdă poate oferi noi strategii pentru prevenirea și tratarea bolilor transmise de țânțari. În studiul nostru recent publicat , eu și colegii mei am descoperit că unii viruși pot modifica mirosul corpului unei persoane pentru a fi mai atractiv pentru țânțari, ceea ce duce la mai multe mușcături care permit răspândirea virusului.

Virușii schimbă mirosurile gazdei pentru a atrage țânțarii

Țânțarii localizează o gazdă potențială prin diferite indicii senzoriale , cum ar fi temperatura corpului și dioxidul de carbon emis din respirație. Mirosurile joacă și ele un rol. Cercetările anterioare de laborator au descoperit că șoarecii infectați cu malarie au modificări în mirosuri care îi fac mai atractivi pentru țânțari. Având în vedere acest lucru, eu și colegii mei ne-am întrebat dacă și alți virusuri transmise de țânțari, cum ar fi dengue și Zika, pot schimba, de asemenea, mirosul unei persoane pentru a le face mai atractive pentru țânțari și dacă există o modalitate de a preveni aceste schimbări.

Pentru a investiga acest lucru, am plasat șoareci infectați cu virusul dengue sau Zika, șoareci neinfectați și țânțari într-unul din cele trei brațe ale unei camere de sticlă. Când am aplicat flux de aer prin camerele șoarecilor pentru a le canaliza mirosurile către țânțari, am constatat că mai mulți țânțari au ales să zboare către șoarecii infectați peste șoarecii neinfectați.

Am exclus dioxidul de carbon ca motiv pentru care țânțarii au fost atrași de șoarecii infectați, deoarece, în timp ce șoarecii infectați cu Zika au emis mai puțin dioxid de carbon decât șoarecii neinfectați, șoarecii infectați cu dengue nu au modificat nivelurile de emisie. De asemenea, am exclus temperatura corpului ca un potențial factor atractiv atunci când țânțarii nu au făcut diferența între șoarecii cu temperaturi corporale ridicate sau normale.

Apoi am evaluat rolul mirosurilor corporale în atracția crescută a țânțarilor față de șoarecii infectați. După ce am plasat un filtru în camerele de sticlă pentru a împiedica mirosurile șoarecilor să ajungă la țânțari, am constatat că numărul de țânțari care zboară către șoareci infectați și neinfectați a fost comparabil. Acest lucru sugerează că a existat ceva în legătură cu mirosurile șoarecilor infectați care a atras țânțarii spre ei.

Pentru a identifica mirosul, am izolat 20 de compuși chimici gazoși diferiți din mirosul emis de șoarecii infectați. Dintre acestea, am găsit trei care stimulează un răspuns semnificativ în antenele de țânțari. Când am aplicat acești trei compuși pe pielea șoarecilor sănătoși și pe mâinile voluntarilor umani, doar unul, acetofenona , a atras mai mulți țânțari în comparație cu martor. Am descoperit că șoarecii infectați au produs de 10 ori mai multă acetofenonă decât șoarecii neinfectați.

În mod similar, am descoperit că mirosurile colectate de la axile pacienților cu febră dengue conțineau mai multă acetofenonă decât cele de la persoanele sănătoase. Când am aplicat mirosurile pacientului cu febra dengue pe o mână a unui voluntar și mirosul unei persoane sănătoase, pe de altă parte, țânțarii au fost în mod constant mai atrași de mâna cu mirosurile febrei dengue.

Aceste descoperiri sugerează că virusurile dengue și Zika sunt capabile să crească cantitatea de acetofenonă pe care o produc și o emit gazdele lor, făcându-le și mai atractive pentru țânțari. Când țânțarii neinfectați mușcă aceste gazde atractive, ei pot continua să muște alte persoane și să răspândească virusul și mai mult.

Cum virușii cresc producția de acetofenonă

Apoi, am vrut să ne dăm seama cum virușii cresc cantitatea de acetofenonă care atrage țânțarii pe care o produc gazdele lor. Acetofenona , pe lângă faptul că este o substanță chimică folosită în mod obișnuit ca parfum în parfumuri, este și un produs secundar metabolic produs în mod obișnuit de anumite bacterii care trăiesc pe piele și în intestinele oamenilor și ale șoarecilor. Așa că ne-am întrebat dacă are vreo legătură cu modificările tipului de bacterii de pe piele.

Pentru a testa această idee, am îndepărtat fie pielea, fie bacteriile intestinale de la șoarecii infectați înainte de a-i expune la țânțari. În timp ce țânțarii au fost încă mai atrași de șoarecii infectați cu bacterii intestinale epuizate în comparație cu șoarecii neinfectați, ei au fost semnificativ mai puțin atrași de șoarecii infectați cu bacterii ale pielii epuizate. Aceste rezultate sugerează că microbii pielii sunt o sursă esențială de acetofenonă.

Când am comparat compozițiile bacteriilor cutanate ale șoarecilor infectați și neinfectați, am identificat că un tip comun de bacterii în formă de tijă, Bacillus , era un producător major de acetofenonă și avea un număr semnificativ crescut de șoareci infectați. Acest lucru a însemnat că virusurile dengue și Zika au reușit să schimbe mirosul gazdei lor, modificând microbiomul pielii.

Reducerea mirosurilor care atrag tantarii

În cele din urmă, ne-am întrebat dacă există o modalitate de a preveni această schimbare a mirosurilor.

Am găsit o posibilă opțiune când am observat că șoarecii infectați aveau niveluri scăzute ale unei molecule importante de luptă împotriva microbilor produse de celulele pielii, numită RELMα. Acest lucru a sugerat că virusurile dengue și Zika au suprimat producția acestei molecule, făcând șoarecii mai vulnerabili la infecție.

Vitamina A și compușii săi chimici înrudiți sunt cunoscuți că stimulează puternic producția de RELMα. Așa că am hrănit șoarecii infectați cu un derivat de vitamina A în decurs de câteva zile și am măsurat cantitatea de bacterii RELMα și Bacillus prezente pe pielea lor, apoi i-am expus la țânțari.

Am descoperit că șoarecii infectați tratați cu derivatul vitaminei A au reușit să-și restabilească nivelurile RELMα la cele ale șoarecilor neinfectați, precum și să reducă cantitatea de bacterii Bacillus de pe piele. De asemenea, țânțarii nu au fost mai atrași de acești șoareci tratați, infectați decât șoarecii neinfectați.

Următorul nostru pas este să reproducem aceste rezultate la oameni și, în cele din urmă, să aplicăm ceea ce învățăm pacienților. Deficitul de vitamina A este frecvent în țările în curs de dezvoltare. Acesta este mai ales cazul în Africa sub-sahariană și Asia de Sud-Est, unde bolile virale transmise de țânțari sunt predominante. Următorii noștri pași sunt să investigăm dacă vitamina A alimentară sau derivații săi ar putea reduce atracția țânțarilor față de persoanele infectate cu Zika și dengue și, ulterior, pot reduce bolile transmise de țânțari pe termen lung.