Dlaczego niektórzy ludzie są magnesami na komary

Nie sposób ukryć się przed samicą komara – będzie ona polować na każdego członka gatunku ludzkiego poprzez śledzenie naszych wydechów CO2, ciepła ciała i zapachu ciała. Ale niektórzy z nas są wyraźnymi „magnesami na komary”, które dostają więcej niż sprawiedliwy udział w ukąszeniach. Grupa krwi, poziom cukru we krwi, spożywanie czosnku lub bananów, bycie kobietą i bycie dzieckiem to popularne teorie na temat tego, dlaczego ktoś może być preferowaną przekąską. Jednak dla większości z nich istnieje niewiele wiarygodnych danych, mówi Leslie Vosshall, szefowa Rockefeller’s Laboratory of Neurogenetics and Behavior.

Dlatego Vosshall i Maria Elena De Obaldia, była doktorantka w jej laboratorium, postanowiły zbadać główną teorię wyjaśniającą różną atrakcyjność komarów: indywidualne różnice zapachowe związane z mikrobiotą skóry. Ostatnio wykazali w badaniu, że kwasy tłuszczowe pochodzące ze skóry mogą tworzyć mocne perfumy, którym komary nie mogą się oprzeć. Swoje wyniki opublikowali w Cell.

„Istnieje bardzo, bardzo silny związek między posiadaniem dużych ilości tych kwasów tłuszczowych na skórze a byciem magnesem na komary” – mówi Vosshall, profesor Robin Chemers Neustein na Uniwersytecie Rockefellera i główny oficer naukowy Howard Hughes Medical Institute.

Turniej, którego nikt nie chce wygrać

W trwającym trzy lata badaniu ośmiu uczestników poproszono o noszenie nylonowych pończoch na przedramionach przez sześć godzin dziennie. Proces ten powtarzali przez wiele dni. Przez kilka następnych lat badacze testowali nylony przeciwko sobie we wszystkich możliwych parach w ramach „turnieju” w stylu round-robin. Używali zbudowanego przez De Obaldię testu olfaktometrycznego z dwoma wyborami, składającego się z komory z pleksiglasu podzielonej na dwie rurki, z których każda kończyła się pudełkiem, w którym znajdowała się pończocha. Komary Aedes Aegypti – podstawowe gatunki wektorów Zika, dengi, żółtej gorączki i chikungunya – umieszczono w głównej komorze i obserwowano, jak owady lecą w dół rur w kierunku jednego lub drugiego nylonu.

Zdecydowanie najbardziej atrakcyjnym celem dla Aedes aegypti był Obiekt 33, który był cztery razy bardziej atrakcyjny dla komarów niż następny najbardziej atrakcyjny uczestnik badania i zdumiewająco 100 razy bardziej atrakcyjny niż najmniej atrakcyjny Obiekt 19.

Próbki w testach były pozbawione tożsamości, więc eksperymentatorzy nie wiedzieli, który uczestnik nosił który nylon. Mimo to zauważyliby, że coś niezwykłego dzieje się w każdej próbie z udziałem Obiektu 33, ponieważ owady roiłyby się w kierunku tej próbki. „Byłoby to oczywiste w ciągu kilku sekund od rozpoczęcia badania”, mówi De Obaldia. „To jest ten rodzaj rzeczy, który sprawia, że jestem naprawdę podekscytowany jako naukowiec. To jest coś prawdziwego. To nie jest dzielenie włosa na czworo. To jest ogromny efekt”.

Badacze posortowali uczestników na wysokie i niskie atraktory, a następnie zapytali, co ich różni. Użyli technik analizy chemicznej, aby zidentyfikować 50 związków molekularnych, które były podwyższone w sebum (bariera nawilżająca na skórze) uczestników o wysokiej atrakcyjności. Stamtąd odkryli, że komarzyce wytwarzały kwasy karboksylowe na znacznie wyższym poziomie niż mniej atrakcyjni ochotnicy. Substancje te znajdują się w sebum i są wykorzystywane przez bakterie na naszej skórze do produkcji naszego unikalnego zapachu ciała.

Aby potwierdzić swoje odkrycia, zespół Vosshalla zapisał kolejne 56 osób do badania walidacyjnego. Ponownie, obiekt 33 był najbardziej uwodzicielski i pozostał taki przez długi czas.

„Niektórzy badani byli w badaniu przez kilka lat i widzieliśmy, że jeśli byli magnesem na komary, pozostawali nim”, mówi De Obaldia. „Wiele rzeczy mogło się zmienić o badanym lub jego zachowaniach w tym czasie, ale była to bardzo stabilna właściwość osoby”.

Ludzie wytwarzają głównie dwie klasy zapachów, które komary wykrywają za pomocą dwóch różnych zestawów receptorów zapachowych: Receptory Orco i IR. Aby sprawdzić, czy można stworzyć komary niezdolne do zauważenia człowieka, badacze stworzyli mutanty, którym brakowało jednego lub obu receptorów. Mutanty Orco nadal przyciągały ludzi i były w stanie odróżnić magnesy na komary od słabych atraktorów, podczas gdy mutanty IR w różnym stopniu traciły przyciąganie do ludzi, ale nadal zachowywały zdolność do znajdowania nas.

Nie były to wyniki, na które liczyli naukowcy. „Celem był komar, który straciłby cały pociąg do ludzi, lub komar, który miał osłabiony pociąg do wszystkich i nie mógł odróżnić obiektu 19 od obiektu 33. Byłoby to coś wspaniałego” – mówi Vosshall, ponieważ mogłoby to doprowadzić do opracowania bardziej skutecznych środków odstraszających komary. „A jednak to nie było to, co zobaczyliśmy. To było frustrujące.”

Wyniki te uzupełniają jedno z ostatnich badań Vosshalla, również opublikowane w Cell, które ujawniło redundancję niezwykle złożonego systemu węchowego Aedes aegypti. Jest to zabezpieczenie, na którym samica komara polega, aby żyć i rozmnażać się. Bez krwi nie może zrobić ani jednego, ani drugiego. Dlatego też „ma plan awaryjny, plan awaryjny i plan awaryjny, i jest dostrojona do różnic w chemii skóry ludzi, na których poluje” – mówi Vosshall.

Pozorna niełamliwość komara sprawia, że trudno jest wyobrazić sobie przyszłość, w której nie będziemy posiłkiem numer jeden w menu. Ale jedną z potencjalnych dróg jest manipulowanie mikrobiomem naszej skóry. Możliwe, że posmarowanie skóry osoby o wysokiej atrakcyjności, takiej jak Obiekt 33, łojem i bakteriami skórnymi ze skóry osoby o niskiej atrakcyjności, takiej jak Obiekt 19, mogłoby zapewnić efekt maskowania komarów.

„Nie przeprowadziliśmy tego eksperymentu” – zauważa Vosshall. „To trudny eksperyment. Ale jeśli to by zadziałało, to można by sobie wyobrazić, że poprzez interwencję dietetyczną lub mikrobiomową, gdzie umieszcza się na skórze bakterie, które są w stanie w jakiś sposób zmienić sposób interakcji z sebum, wtedy można by przekształcić kogoś takiego jak Obiekt 33 w Obiekt 19. Ale to wszystko jest bardzo spekulatywne”.

Ona i jej koledzy mają nadzieję, że ta praca zainspiruje badaczy do przetestowania innych gatunków komarów, w tym z rodzaju Anopheles, który rozprzestrzenia malarię, dodaje Vosshall: „Myślę, że byłoby naprawdę, naprawdę fajnie dowiedzieć się, czy jest to efekt uniwersalny”.

Źródło: Rockefeller University