Новое инструментальное решение biteOscope: имитатор человеческой кожи для изучения укусов комаров без использования людей в качестве приманки

Ученые разработали инструмент для изучения поведения обычных комаров – переносчиков патогенов во время укуса. Новое исследование опубликовано в журнале eLife. Инструмент, который использует искусственную кровяную пищу и включает поверхность, имитирующую человеческую кожу, обеспечит детальное понимание поведения комаров без использования человека в качестве субъекта для приманки. Он может удобно поместиться в рюкзаке, что позволяет изучать комаров не только в лабораторных, но и в естественных условиях. Питание кровью необходимо для размножения комаров, но во время ее поглощения насекомые становятся переносчиками патогенных веществ, вызывая, например, малярию.

«Хотя первый шаг в получении кровяной пищи – полет к носителю – относительно хорошо охарактеризован, процессы, которые разворачиваются после того, как комар приземлился на кожу, менее понятны, – объясняет первый автор исследования Феликс Хол (Институт Пастера и Центр междисциплинарных исследований CRI, Париж, Франция). – Есть нехватка инструментальных средств для оценки поведения комаров во время укусов, а те, которые существуют, полагаются на использование человека как объекта, что ограничивает количество и тип экспериментов». Полагают, что такие факторы, как инфекция, могут влиять на пищевое поведение комаров, включая количество попыток кормления, которые они делают, и размер порций пищи, которую они принимают. В свою очередь данные аспекты могут изменить динамику процесса передачи патогенов от комара к человеку.

Чтобы решить эту проблему, Феликс Хол и его коллеги из Стэнфордского университета (Калифорния, США), Института Пастера и Университета CRI в Париже разработали biteOscope. Это инструмент, который позволяет с высоким разрешением изучать, как комары исследуют и зондируют поверхности кожи носителя перед укусом. Его действие основано на извлечении «субстрата» – прозрачной, температурноконтролируемой поверхности, которая имитирует температуру тела, чтобы привлечь комаров. На поверхность наносится искусственная пища и покрывается мембраной, которую могут проколоть комары. Искусственная пища напоминает кровь, она позволяет комарам насытиться и увеличить свой вес в два-три раза. Затем подготовленный субстрат для укусов помещают в прозрачную кабину, а внешняя камера фиксирует поведение комаров. Команда исследователей испытала biteOscope на четырех видах комаров, важных с медицинской точки зрения, и построила компьютерную модель для анализа поведения по изображениям, полученным в те моменты, когда комары приземлялись на «кожу». Луи Ламбрехтс, научный руководитель отдела вирусологии Института Пастера, утверждает, что время, затрачиваемое комаром для поиска участка «кожи» для удачного кормления, редко превышает продолжительность самого кормления. «Это говорит о том, что, если кровь не будет найдена в течение определенного времени, комары сдадутся и полетят дальше», – заключает он. Затем с помощью прибора было продемонстрировано, как комары чувствуют поверхность. Для этого исследователи покрыли имитатор кожи репеллентом от насекомых DEET. В итоге они обнаружили, что комары, как правило, приземляются и немедленно взлетают, только касаясь лапками поверхности обработанной «кожи». Это позволило ученым предположить, что отталкивание от укуса опосредовано контактом лапок комаров с кожей носителя. «Мы использовали biteOscope для описания поведения четырех ключевых видов комаров, обеспечивая полезную базу знаний для будущих исследований поведения этих насекомых при кормления кровью, – заключает Ману Пракаш, доцент кафедры биоинженерии Стэнфордского университета. – В более широком смысле мы надеемся, что представленные здесь инструменты позволят поновому взглянуть на поведение комаров, имеющее прямое отношение к передаче патогенов, и позволят исследователям получить детальное представление о питании кровью без необходимости жертвовать кожей человека».

Источник Felix J.H. Hol, Louis Lambrechts, Manu Prakash. BiteOscope, an open platform to study mosquito biting behavior. eLife, 2020; 9. DOI: 10.7554/eLife.56829

Поделитесь этой публикацией с коллегами и друзьями

Добавить комментарий