Бактерия вольбахия освобождает комаров от вируса денге

Бактерии вольбахии, внутриклеточные эндосимбиоты насекомых, чьим сложным отношениям с хозяевами посвящено множество исследований, заражают в том числе комаров — переносчиков различных арбовирусных инфекций. Влияние этой бактерии на трансмиссивные инфекции давно интересовало ученых всего мира. Установлено, что в инфицированных вольбахией комарах Aedes aegypti снижается репликация вируса денге, а также других важных с медицинской точки зрения одноцепочечных РНК-вирусов.

Сейчас по всему миру разворачиваются программы по внедрению вольбахии в дикие популяции комаров. Биоконтроль лихорадки денге с помощью вольбахии особенно привлекателен еще и потому, что другие методы борьбы не слишком успешны. Комары A. aegypti активны днем, поэтому пологи над кроватями не спасают от укусов, а применение инсектицидов трудноосуществимо в городских условиях. Кроме того, распространение бактерии ускоряется из-за любопытного эффекта: инфицированные самцы комаров оставляют потомство только с инфицированными самками, поэтому шансы свободных от инфекции женских особей оставить потомство снижаются. Поскольку бактерия передается от матери к потомству, в каждом поколении появляется все больше комаров, зараженных вольбахией.

Существует несколько гипотез, которые объясняют, почему размножение вируса замедляется в присутствии вольбахии. Согласно одной из них, бактерия усиливает иммунный ответ хозяина, но, очевидно, действуют и другие факторы: конкуренция за внутриклеточное пространство и ключевые для метаболизма молекулы (например холестерин, необходимый и насекомому, и вольбахии, и вирусу), механизмы с участием активных форм кислорода, контроль вольбахией активности генов хозяина через продукцию малых РНК. Так или иначе, существование эффекта доказано, и чем больше вольбахии в организме насекомого, тем заметнее подавление вируса.

Однако ученые опасаются, что вирусы рано или поздно адаптируются к «соседству» с бактерией. Небольшой одноцепочечный РНК-геном вируса денге копируется с большим количеством ошибок, что характерно для РНК-зависимой РНК-полимеразы. Как следствие, популяция вируса в организме одного хозяина (человека или насекомого) отличается высоким разнообразием, что повышает шансы на быструю адаптацию.

Группа австралийских исследователей решила проверить, сможет ли вирус денге развить устойчивость к вольбахии in vitro. Изоляты вируса DENV-3 серийно пассировали в трех различных клеточных линиях. Использовались наивная линия, не содержащая вольбахию, линия, которую инфицировали вольбахией и затем вылечили тетрациклином, а также линия, инфицированная вольбахией.

После девяти пассажей количество вируса в клеточных линиях, свободных от вольбахии, оставалось стабильным, однако в присутствии вольбахии способность вирусов к репликации снижалось, их уровни падали, в некоторых случаях до полного исчезновения (их было так мало, пишут авторы, что не удалось секвенировать геномы). Снижалась также их вирулентность. «Вольбахия постоянно удивляет меня, — говорит ведущий автор работы Элизабет Макгроу. — Я думала, что мы получим варианты денге, у которых развилась устойчивость. Вольбахия работает лучше, чем я ожидала». Однако остается вероятность, что в полевых условиях вирус проявит себя иначе.