29 września 2021

Czy wiesz, że...

Choroby przenoszone przez komary są co roku przyczyną śmierci około 700 tys. ludzi. Życie przynajmniej części z nich można by ocalić, stosując środki odstraszające owady, do których należy pyretrum – ekstrakt z kwiatów wrotycza dalmatyńskiego (Tanacetum cinerariifolium), którego ludzie używają od tysięcy lat.

Nowe studium opublikowane w czasopiśmie „Nature Communications” ujawnia mechanizm działania pyretrum polegający na synergistycznym działaniu dwóch składników, które odstrasza tych natarczywych krwiopijców.
Komary z czasem rozwijają odporność na środki odstraszające, zauważa kierująca badaniem współautorka artykułu Ke Dong, neurotoksykolożka z Duke University. Dlatego „stale trzeba opracowywać nowe, alternatywne repelenty, aby w pewnym momencie mieć czym zastąpić obecne” – dodaje. Pomóc w tym może poznanie mechanizmów odstraszania. „Jesteśmy bardzo podekscytowani, ponieważ w końcu zaczynamy rozumieć, jak popularny, naturalny i używany na całym świecie środek odstraszający owady powstrzymuje komary przed atakowaniem ludzi”.

Aby obserwować skutki działania pyretrum, Dong ze współpracownikami przymocowali maleńkie elektrody do włosków na czułkach komarów. Pozwoliło to mierzyć reakcje owadów na repelenty na poziomie poszczególnych receptorów węchowych w komórkach nerwowych. Wiele gatunków komarów przenoszących choroby ma ponad 100 takich receptorów, ale naukowcy odkryli, że pyretrum aktywuje w szczególności jeden – o nazwie Or31 – i potwierdzili, że komary nie wzdrygną się przed tą substancją, jeśli zostały genetycznie zmodyfikowane tak, że nie mają tego receptora.

W odróżnieniu od wielu innych receptorów zapachowych, mówi Dong, Or31 występuje u wszystkich znanych gatunków komarów przenoszących choroby. Ponadto wiele innych naturalnych repelentów – w przeciwieństwie do pyretrum – działa poprzez aktywację wielu receptorów zapachowych, a badacze wciąż niewiele wiedzą o ich działaniu. Wziąwszy pod uwagę te czynniki, naukowcy sugerują, że Or31 może służyć jako klarowny, uniwersalny cel przy opracowywaniu lepszych repelentów.

Zespół naukowców zastosował również analizy chemiczne do określenia, w jaki sposób dwa składniki molekularne pyretrum – EBF ((E)-β-farnezen) i pyretryna – wywołują reakcję odstraszającą. Doświadczenia z komarami wykazały, że te związki chemiczne działają najlepiej w połączeniu: EBF aktywuje receptor Or31, a pyretryny wzmagają odstraszanie poprzez intensyfikację sygnalizacji nerwowej.

Dong ze współpracownikami planują zbadanie obwodów neuronalnych odpowiedzialnych za odstraszanie wywoływane przez pyretrum i podobne substancje naturalne. Będą też kontynuować badania innych potencjalnych związków odstraszających, w tym głównego składnika olejku cytronelowego, który, jak odkryli, również aktywuje receptor Or31.

Christopher Potter, neurolog z Johns Hopkins University, który specjalizuje się w węchu owadów i nie brał udziału w opisywanych badaniach, twierdzi, że ich wyniki mogą finalnie pomóc w stworzeniu „superrepelentów na komary”. W szczególności, mówi Potter, wyjaśnienie, które dokładnie neurony determinują reakcje komarów na określone zapachy, może wskazać nowe sposoby manipulowania ich zachowaniem. „Być może pewnego dnia – zauważa – będziemy mogli dowiedzieć się, jak to działanie wzmocnić jeszcze bardziej lub jak spowodować, że komary będą odstraszane przez inne zapachy, na przykład te, które zazwyczaj przyciągają je do ludzi”.

Więcej w miesięczniku „Świat Nauki" nr 09/2021