Odchody komarów ochronią nas przed przyszłą pandemią? Obiecujące wyniki nietypowych badań
Komary przenoszą setki groźnych chorób, a ich monitorowanie do tej pory było niezwykle uciążliwe. Naukowcy stworzyli nową i nieco zaskakującą metodę, która w doskonały sposób sprawdza, czy owady te są nośnikami patogenów. Kluczem okazała się analiza ich... odchodów.
Prawie 30% pojawiających się chorób zakaźnych na świecie to schorzenia przenoszone przez owady. Dlatego tak ważny jest ich monitoring. Tradycyjna metoda polega na odławianiu masowych ilości komarów, ich sortowaniu i rozgniataniu w laboratoriach.
Proces ten wymaga utrzymywania nieprzerwanego łańcucha chłodniczego, aby zapobiec degradacji RNA. Ale to tylko jedna z wielu trudności w badaniu owadów pod kątem roznoszonych przez nie patogenów.
Rewolucyjny pomysł. Analiza komarzej „toalety”
Dr Dana Price z Rutgers University rozglądała się za innymi sposobem analizy owadów i potencjalnego roznoszenia przez nie wirusów. Zainspirowały ją badania miejskich ścieków, bo gdy służby zdrowia publicznego chcą ustalić, czy w danej populacji krążą groźne patogeny (takie jak wirus wywołujący COVID-19 czy polio), poszukują ich materiału genetycznego właśnie w tym niezbyt przyjemnie pachnącym środowisku.
Entomolożka postawiła na niekonwencjonalne rozwiązanie: analizę odchodów komarów. Owady żywiące się cukrem wydalają zawartość jelit. Ponieważ wydaliny zawierają znacznie mniej tkanek samego owada niż rozgniecione ciało, wyizolowanie wirusowego RNA jest łatwiejsze.
Jak zebrać odchody komarów?
Aby pozyskać mikroodchody komarów zespół badaczy stworzył niezwykłe urządzenie. – Mówiąc kolokwialnie, zbudowaliśmy toaletę dla komarów – powiedziała dr Price. Był to wydrukowany w 3D lej z powłoką superhydrofobową, z którego krople odchodów spływają do dołączonej probówki.
W eksperymencie opisanym właśnie na łamach „Microbiology Spectrum” badacze użyli dwóch grup po 50 dzikich komarów Culex pipiens z Nowego Brunszwiku w Kanadzie. Owady umieszczono nad lejem i i żywiono roztworem cukru z czerwonym barwnikiem. Podawanie komarom roztworu cukru było kluczowym elementem badania, ponieważ komary żywiące się cukrem regularnie wydalają zawartość swoich jelit. Powstające w ten sposób odchody stanowią obfite źródło kwasów nukleinowych (DNA i RNA).
Wykrycie wirusa Zachodniego Nilu
Analiza mikroskopijnych kropli wydalin przyniosła spektakularne rezultaty. W próbce z 2022 roku badacze odtworzyli kompletny, wysokiej jakości genom wirusa Zachodniego Nilu wariantu NY07.
Sensacją okazało się jednak zidentyfikowanie wirusa typu Hedwig. Patogen ten znany był wcześniej wyłącznie w Europie w tkankach sowy śnieżnej. Jego obecność w wydalinach z USA to pierwszy przypadek wykrycia go w Ameryce, co dowodzi, że niezauważony krążył w środowisku. – Nawet go specjalnie nie szukaliśmy. Po prostu szukaliśmy wszystkiego i znaleźliśmy w tym wirusa typu Hedwig – przyznaje dr Price.
Odkryto także ślady jednokomórkowych pasożytów z grupy trypanosomatydów, zdominowanych przez Paratrypanosoma confusum. Sekwencjonowanie z wydalin umożliwiło również precyzyjne potwierdzenie gatunku komara, z którego odchodów pobrano próbki.
Przyszłość monitoringu. Czas na autonomiczne pułapki terenowe
Czy zatem badanie odchodów owadów będzie standardową metodą sprawdzania zagrożeń, które one roznoszą? Eksperci chcieliby, aby powstały autonomiczne pułapki terenowe. Rozmieszczone w lasach urządzenia mogłyby samodzielnie zbierać odchody, sekwencjonować RNA i w czasie rzeczywistym przesyłać dane o zagrożeniach. Byłby to doskonały systemem wczesnego ostrzegania przed nowymi pandemiami. Na razie jednak eksperci nie wyszli z fazy jego testów.
Źródło: Microbiology Spectrum
Szukasz więcej inspirujących podróży, fascynujących odkryć i opowieści ze świata nauki? Skorzystaj ze specjalnej oferty prenumeraty magazynów National Geographic Polska i National Geographic Traveler.
Nasz autor
Szymon Zdziebłowski
Dziennikarz naukowy i podróżniczy, z wykształcenia archeolog śródziemnomorski. Przez wiele lat był związany z Serwisem Nauka w Polsce PAP. Opublikował m.in. przewodniki turystyczne po Egipcie oraz popularnonaukowe książki: „Wielka Piramida. Tajemnice cudu starożytności” i „Bogowie Polski. Szamani, megality i zapomniane słowiańskie bóstwa”. Miłośnik niewielkich, lokalnych muzeów. Uwielbia długie trasy rowerowe, szczególnie te prowadzące wzdłuż rzek.