Голодных комаров принудили отказаться от крови

«У нас заканчиваются идеи о способах борьбы с насекомыми, которые распространяют болезни, и это совершенно новый способ думать в данном направлении, — говорит ведущий автор работы, опубликованной в Cell, Лесли Восхолл, сотрудник Медицинского института Говарда Хьюза и руководитель лаборатории нейрогенетики и поведения при университете Рокфеллера. — Инсектициды терпят неудачу из-за резистентности, у нас нет способа создать лучшие репелленты и пока нет вакцин против большинства болезней, распространяемых комарами, которые бы действовали достаточно хорошо, чтобы приносить существенную пользу».

Желтолихорадочный комар Aedes aegypti переносит многие патогенные вирусы — не только возбудителя желтой лихорадки, но и лихорадок денге, Зика и чикунгунья. Самка за свою жизнь делает несколько кладок, ей нужно много энергии, и она совершает несколько укусов. После каждого приема пищи, который удваивает вес ее тела, самка теряет способность есть в течение по крайней мере четырех дней, пока не отложит яйца

В лаборатории Лесли Восхолл предположили, что можно отключить гормональный сигнал, побуждающие голодное насекомое искать пищу. Эти пути эволюционно консервативны, они имеют черты сходства у позвоночных и беспозвоночных. Так, хорошо известные регуляторы пищевого поведения, в том числе у человека, — нейропептид Y (NPY) и его рецепторы. Исследователи проверили все 49 потенциальных пептидных рецепторов, кодирующие последовательности которых удалось найти в геноме Ae. aegypti, и обратили внимание на NPY-подобный рецептор 7 (NPYLR7). С ним взаимодействовали известные агонисты NPY, кроме того, комары, у которых с помощью CRISPR-Cas9 повредили этот рецептор, были дефектны по пищевому поведению — поев, не вели себя как сытые, и не реагировали на препарат.

Очевидно, что вещество, подавляющее голод у человека, никто не позволит использовать для борьбы с комарами. Высокопроизводительный скрининг более чем 265 000 соединений на клетках в культуре позволил определить, какие из них активируют рецептор. Двадцать четыре лучших кандидата протестировали на комарах и обнаружили, что соединение № 18 действует лучше всех (и при этом не действует на человеческие NPY-рецепторы in vitro).

Эффективность препарата была проверена как в искусственных условиях — в камере, где комары летели к человеческому запаху, так и в прямом эксперименте с участием анестезированной мыши в качестве добычи. «Когда комары голодны, они супермотивированны. Они летят на запах человека так же, как мы стремимся к шоколадному торту, — говорит доктор Восхолл. — Но после того, как им дали лекарство, они потеряли интерес».

Прежде чем разрабатывать препарат, избавляющий комаров от жажды крови, необходимо детально исследовать структуру и функционирование рецептора, оценить вклад других механизмов в пищевое поведение,  а также продумать оптимальный способ доставки препарата — скорее всего, в специальных кормушках. Если это сработает, возможно, подобные методы удастся создать и для других членистоногих — переносчиков инфекций, в том числе для клещей.

Руководитель работы отмечает экологичность предложенного метода: действие препарата не постоянно, он снижает аппетит насекомых всего на несколько дней, а значит, не приводит к полному уничтожению вида.