Biokemiske netværk kortlagt i mellemtarmen af ​​Aedes aegypti-myg

I løbet af en måned, tre forskere ved Colorado State University rejste mere end 10, 000 myg og dissekeret mere end 2, 000 af dem, arbejder nogle dage med 500 insekter.

Det var det, der skulle til for holdet – i samarbejde med forskere fra Purdue University – for første gang at kortlægge mellemtarmsmetabolitterne i Aedes aegypti , myggen, der kan overføre vira, der forårsager dengue, Zika, chikungunya og gul feber til mennesker.

Det er ikke givet at overføre disse vira til mennesker. Først, myggen skal selv blive inficeret, derefter replikere og sprede virussen inde fra dens krop. Mellemtarmen er det sted, hvor vira inficerer myggen og replikeres; holdet undersøger, hvilken rolle metabolitter spiller i processen.

Deres resultater er blevet offentliggjort i "Dynamisk remodeling af lipider falder sammen med dengue-virusreplikation i mellemtarmen af Aedes aegypti myg" i PLOS Patogener .

"Vores mål var at identificere, hvilke ændringer i en myg under infektion, så vi kan målrette mod disse veje og blokere dem for at forhindre overførsel af disse myggebårne vira, " sagde Rushika Perera, adjunkt ved Institut for Mikrobiologi, Immunologi, og patologi på CSU.

Dengue, Zika, chikungunya og gul feber vira er endemiske i tropiske og subtropiske områder i verden, placerer 2,5 milliarder mennesker i risiko for infektion. I 2015 efter et Zika-virusudbrud og relaterede sundhedsproblemer – inklusive en observeret stigning i neurologiske lidelser og neonatale misdannelser i Brasilien – erklærede Verdenssundhedsorganisationens embedsmænd situationen for en folkesundhedsnødsituation af international bekymring.

Det, holdet har skabt, er i det væsentlige et katalog, der skal hjælpe med bedre at studere myggens genom, sagde Perera, en Boettcher-forsker i CSU's laboratorium for leddyrbårne og infektionssygdomme. Dette er første gang, disse veje er blevet undersøgt i levende myg med dengue-virus, selvom lignende undersøgelser er blevet udført under kontrollerede forhold ved hjælp af celler dyrket i laboratoriet.

Dataene fra undersøgelsen er vigtige ikke kun for viruskontrol, men også for myggebiologi.

"På det store billede, den metodologi, vi udviklede, kan bruges til at lære mere om, hvordan myg reagerer på miljøet, og hvordan de reagerer på ting som insekticider, " hun sagde.

Hvorfor metabolitter?

Nunya Chotiwan, medforfatter på undersøgelsen og ph.d.-kandidat i mikrobiologi ved CSU, nævnte metabolitter - lipider eller fedt, sukker, vitaminer og hormoner - ser ud til at give noget, som vira har brug for for at trives. Metabolitter kan også udløse en immunmekanisme, der kan skade virussen.

"Vi prøver at lære, når virussen inficerer myggen, hvis det øger tilstedeværelsen af ​​metabolitten, og om vi kunne udtømme den ressource eller øge ressourcens skadelighed, så virussen ikke kan overføres til et andet dyr eller menneske, " sagde Chotiwan.

Metabolitter er til stede i begyndelsen eller slutningen af ​​en biokemisk reaktion, sagde Perera. I dette studie, forskerne identificerede, hvilke biokemiske veje der er aktive under infektion.

Forskere identificerede også nogle myggemetabolitter, der er blevet fundet hos mennesker, men majoren forbliver uidentificeret.

"Treds procent af de metabolitter, vi så, er endnu ikke identificeret, " sagde Perera. "De kunne være unikke for myg; det vil tage år for os at identificere dem bedre."

Forskerholdet arbejder i øjeblikket på at finde biokemiske veje, der kan bruges til at blokere myggebårne vira. "Vores mål er at begrænse de ressourcer, der er tilgængelige for virussen i myggen, " hun sagde.

Forskere ser også på det første tegn på infektion hos insekterne. Hvis de kan forhindre infektionen i at ske, de kan forstyrre virustransmissionscyklussen.

Baseret på disse indledende resultater, Chotiwan har været i stand til at blokere dengue-virus. Holdet vurderer nu, om Zika- og chikungunya-virus, som overføres af den samme myg, kan blokeres på lignende måde.