这一发现为在巴西阻断疟疾传播铺平了道路
构成肠道菌群的细菌影响人体的重要过程,如消化、营养吸收和抵御病原体。在大多数动物中也存在同样类型的关系,包括巴西疟疾的主要媒介——达氏按蚊。
就这种昆虫而言,是肠道的组成微生物群似乎是通过间日疟原虫——巴西90%的疟疾病例都是由这种动物造成的。也就是说,当蚊子叮咬患病的人时,寄生虫和昆虫的肠道细菌之间会发生相互作用,这对疾病传播周期的继续至关重要。
这是在São保罗州立大学(UNESP)进行的一项研究得出的结论,该研究于周五(22/11)在法国里昂的faapesp周法国研讨会上发表。据负责该项研究的研究人员说,这一发现使人们能够设计出阻断疟疾传播媒介传播的策略。
“我们发现,在按蚊的肠道中,寄生负荷对微生物群的组成有影响,反之亦然。在进一步调查了寄生虫-细菌的关系后,通过将微生物群组成数据纳入与蚊子免疫相关的遗传分析,我们打算进行基因沉默研究。目标是发展蚊子免疫于间日疟原虫位于博卡图的联合国环境规划署农业科学学院生物过程和生物技术系教授Jayme Augusto de Souza-Neto说,他是该项目的协调员,该项目得到São保罗研究基金会- fapesp的支持。
免疫系统是关键
这是首次对达氏按蚊感染的转录组(表达的基因集)和微生物学进行分析的研究间日疟原虫以一种综合的方式。
在之前的一项研究中,另一组科学家用冈比亚按蚊进行了研究恶性疟原虫物种,证明了微生物群影响寄生虫在蚊子体内的发育。通过比较昆虫肠道中有细菌和没有细菌的情况,发现当时的微生物群作为一个整体会干扰原生动物的发育。人们发现,当没有细菌时(例如,当用抗生素消灭细菌时),疟原虫倾向于在昆虫体内更容易发育。
联合国环境规划署进行的工作取得了进展,证明不仅肠道中细菌的存在,而且最重要的是,这种菌群的组成似乎对感染的强度起着决定作用。
“在寄生虫感染程度低的蚊子群体中,我们还观察到细菌数量低,免疫反应高。在寄生虫感染严重的群体中,有大量的细菌和低免疫反应,”Souza-Neto说。
研究人员还比较了蚊子的转录反应(基因表达谱)以及肠道菌群的负荷和组成。“在寄生负荷高和低的昆虫群体之间,微生物群组成是不同的。这可能与免疫反应有关,这两组人的免疫反应是不同的。”
所研究蚊子的菌群基本由肠杆菌科和黄杆菌科两个细菌科的不同菌株组成。“这是一种动态。当寄生负荷增加时,一些特定的细菌变得更加丰富,而另一些则变得更少。他们似乎在这个过程中以高度协调的方式行动,”研究人员报告说。
根据Souza-Neto的说法,由于免疫反应在细菌和寄生虫之间共享,对寄生虫的防御也到达了细菌,反之亦然。“通过观察这种细菌-寄生虫的相互作用,我们意识到,通常情况下,细菌和寄生虫负荷遵循完全相同的趋势。这一解释似乎与与蚊子基因相关的基因表达谱有关免疫系统他说。
“该转录组与蚊子的补体系统(构成无脊椎动物免疫系统一部分的蛋白质)有关。先前的研究已经将人体对寄生虫的反应与补体系统联系起来。我们的兴趣在于找到基因,当超表达时,使蚊子不易被原生动物感染,从而也不能将寄生虫传播给人类,”他说。
另一个可能的解释在于微生物群对寄生虫的反应。“细菌产生具有抗寄生虫作用的蛋白质、代谢物或分子。活性氧,如过氧化氢,可能有助于杀死疟原虫.这种直接作用可能对蚊子的免疫系统同时独立发生。”
这一发现使未来制定种群改造策略成为可能,例如将对疟疾寄生虫免疫的转基因蚊子释放到大自然中。这种方法不同于最近在对抗登革热时尝试的种群抑制,后者包括释放不育的雌性蚊子埃及伊蚊物种。
Souza-Neto说:“这一战略对巴西尤其有趣,巴西的达氏按蚊是疟疾的主要媒介,但对南美洲的其他国家也是如此。”