Il Ruolo dei Microbi nella Trasmissione dei Virus dai Mozziconi
La ricerca svela come i batteri e i funghi nella saliva delle zanzare influenzano la diffusione dei virus.
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Indice
Le zanzare sono considerate gli animali più pericolosi al mondo perché possono diffondere malattie. Le zanzare femmine succhiano il sangue e durante questo processo possono trasmettere virus dannosi per gli esseri umani e gli animali. Questi virus, chiamati arbovirus, stanno diventando un serio problema di salute a livello globale. Ci sono stati aumenti nei focolai di questi virus a causa di fattori come l'aumento dei viaggi, la deforestazione e le popolazioni urbane in crescita. I principali tipi di zanzare che diffondono queste malattie sono Aedes Aegypti e Culex Pipiens. I virus trasmessi dalle zanzare possono causare una serie di malattie. Alcune possono essere lievi, mentre altre possono portare a sintomi severi o addirittura alla morte.
Attualmente, gli sforzi per creare vaccini contro questi virus non sono stati molto efficaci. Inoltre, non ci sono farmaci antivirali approvati per trattare queste infezioni. Il metodo principale per controllare i focolai si basa sull'uso di insetticidi per ridurre la popolazione di zanzare. Tuttavia, l'uso persistente di questi insetticidi ha portato allo sviluppo di ceppi di zanzare resistenti, rendendo più difficile controllarle. Inoltre, ci sono vari problemi associati agli insetticidi, tra cui la necessità di un'accurata tempistica, efficacia limitata, mancanza di supporto pubblico e costi elevati. Quindi, sono necessari nuovi metodi per controllare le zanzare.
Nutrimento delle Zanzare e Trasmissione dei Virus
Quando le zanzare femmine si nutrono di ospiti infetti, ingeriscono il virus insieme al sangue. Per diffondere il virus a un altro ospite, deve prima replicarsi all'interno dell'intestino medio della zanzara e poi spostarsi in altri organi, specialmente nelle ghiandole salivari. Affinché il virus infetti un altro ospite, deve entrare nella saliva della zanzara ed essere iniettato nella pelle durante il prossimo pasto di sangue. La capacità dei virus di muoversi tra gli ospiti può essere influenzata da fattori esterni come la temperatura e l'umidità, così come da fattori interni come il sistema immunitario della zanzara, i suoi batteri e le caratteristiche genetiche.
L'intestino medio e le ghiandole salivari sono essenziali per come i virus infettano le zanzare e come vengono trasmessi. Entrambi gli ambiti ospitano anche molti microrganismi. La ricerca ha dimostrato che questi microrganismi possono influenzare quanto bene i virus vengono trasmessi. Ad esempio, un particolare batterio chiamato Serratia odorifera può rendere le zanzare più suscettibili a determinati virus attenuando la loro risposta immunitaria. Un altro batterio, Serratia Marcescens, può promuovere la trasmissione dei virus scomponendo sostanze nell'intestino della zanzara. Inoltre, un tipo di fungo trovato nelle zanzare Aedes aegypti può abbassare l'attività degli enzimi che aiutano a digerire il cibo, rendendo più facile per il virus dengue infettare la zanzara.
Quando le zanzare pungono, cercano vasi sanguigni e iniettano saliva nell'ospite. Questa saliva contiene sostanze che aiutano il flusso sanguigno durante l'alimentazione. Alcuni componenti nella saliva potrebbero allertare il sistema immunitario dell'ospite, il che potrebbe aiutare a bloccare la trasmissione del virus. Pertanto, i ricercatori stanno studiando la saliva delle zanzare per lo sviluppo di potenziali vaccini. È interessante notare che studi hanno anche trovato batteri nella saliva delle zanzare. Anche se è possibile che questi batteri possano entrare nell'ospite durante una puntura, il loro ruolo nella trasmissione del virus rimane poco chiaro.
La maggior parte della ricerca si è concentrata sulla microbiota nell'intestino medio e nelle ghiandole salivari, lasciando meno studiata la microbiota nella saliva. Risultati recenti mostrano che sia batteri che Funghi possono essere trovati nella saliva di zanzare allevate in laboratorio e catturate in natura. I ricercatori hanno iniziato a indagare su come questi microbici influenzano come i virus si replicano nella pelle degli ospiti potenziali.
Etica e Metodologia
La raccolta delle zanzare per la ricerca ha seguito linee guida appropriate, assicurando un trattamento etico. Diversi ceppi di zanzare sono stati allevati in condizioni controllate, mentre altri sono stati raccolti sul campo.
Per identificare le specie di zanzare, sono stati effettuati test genetici specifici. Le zanzare sono state affamate prima che la saliva fosse raccolta per garantire che la saliva ottenuta fosse puramente della zanzara. Sono stati impiegati vari metodi per raccogliere la saliva, e gli organi sono stati sterilizzati prima di ulteriori test.
I ricercatori hanno anche sperimentato alimentando le zanzare con sangue artificiale per vedere come avrebbe influenzato i batteri nella loro saliva. Hanno trattato alcune zanzare con antibiotici e farmaci antifungini per ridurre il numero di questi microrganismi e hanno studiato come ciò ha influenzato la loro microbiota salivare.
Identificazione dei Microrganismi
I ricercatori hanno coltivato campioni dalla saliva delle zanzare per identificare la presenza di funghi e batteri. Le colonie fungine sono state registrate e sono stati effettuati analisi del DNA per confermarne la presenza. Circa il 40% delle zanzare Aedes aegypti e il 33% delle Culex pipiens mostravano segni di crescita fungina nella loro saliva. I ricercatori hanno anche quantificato i carichi fungini in vari organi delle zanzare Aedes aegypti, con l'intestino medio che mostrava i livelli più alti.
Per i batteri, sono stati utilizzati metodi simili. I ricercatori hanno coltivato batteri dalla saliva di entrambe le specie di zanzare. Sono state identificate diverse specie batteriche, con alcune presenti sia nell'intestino medio che nella saliva delle zanzare. La ricerca ha confermato che alcuni batteri nella saliva erano già stati riportati in altri organi delle zanzare, indicando che la loro presenza nella saliva non è casuale.
Inoltre, i ricercatori hanno eseguito un'analisi dettagliata della comunità batterica trovata nella saliva delle zanzare e in altri organi. Hanno esaminato diverse fasi di vita della zanzara per vedere come cambia la composizione della microbiota. Ad esempio, hanno scoperto che la composizione dei batteri nelle zanzare variava attraverso le diverse fasi di vita, dalle larve agli adulti, e differiva anche tra zanzare maschili e femminili.
Influenza della Microbiota sul Comportamento dei Virus
La ricerca ha messo in evidenza come la diversità della comunità microbica nelle zanzare possa influenzare il comportamento dei virus. I ricercatori hanno proposto che la presenza di determinati microrganismi potrebbe sia aiutare che ostacolare la capacità del virus di replicarsi e infettare gli ospiti.
Negli esperimenti, quando le zanzare sono state esposte a trattamenti antibiotici e antifungini, i livelli di batteri e funghi nella loro saliva sono diminuiti notevolmente. Questo effetto ha portato i ricercatori a indagare ulteriormente il legame tra la microbiota salivare e la replicazione del virus. Hanno scoperto che la presenza di certi funghi e batteri nella saliva delle zanzare aveva un impatto significativo sulla capacità del virus di infettare le cellule della pelle umana in esperimenti di laboratorio.
Quando le cellule fibroblastiche umane erano preesposte a saliva contenente batteri e funghi, la replicazione del virus Semliki Forest diminuiva significativamente. Questo suggerisce che la comunità microbica nella saliva delle zanzare può influenzare se un virus si diffonde in modo efficace. Tuttavia, è stato anche notato che gli effetti della saliva sulla replicazione del virus possono variare a seconda del metodo di esposizione.
Differenze Basate sulla Fase di Vita e l'Alimentazione di Sangue
Lo studio ha esaminato come il carico microbico nelle zanzare cambia man mano che progrediscono attraverso le diverse fasi di vita. Hanno riscontrato una tendenza in cui il numero di batteri aumentava mentre le larve di zanzara si sviluppavano, poi diminuiva durante la transizione all'età adulta. Le zanzare femmine adulte avevano generalmente un carico batterico più elevato rispetto ai maschi.
I ricercatori hanno anche esplorato come i pasti di sangue influenzassero la microbiota nella saliva delle zanzare. Sebbene il sangue stesso non introducesse nuovi batteri o funghi, l'alimentazione di sangue influenzava il carico batterico nella saliva. Dopo una settimana, i livelli batterici erano più alti, ma questo diminuiva dopo due settimane.
Conclusione
In sintesi, questa ricerca ha dimostrato che sia i funghi che i batteri sono presenti nella saliva delle zanzare e possono influenzare come i virus si replicano e si diffondono. Hanno notato che la dinamica di questi microrganismi può variare in base alle fasi di vita e ai fattori ambientali.
Capendo il ruolo di questi microbi, possono essere sviluppate nuove strategie per controllare le popolazioni di zanzare e ridurre la diffusione di virus. Questa ricerca apre la strada a future indagini sull'interazione tra la microbiota delle zanzare e il comportamento dei virus, evidenziando l'importanza di questa relazione nella lotta contro le malattie trasmesse dalle zanzare.
Titolo: Identification of culturable fungi and bacteria in mosquito saliva and impact on arbovirus infection in vitro
Estratto: Mosquito saliva was shown to play a key role in arbovirus transmission and pathogenesis. In this study, we explored the presence of microbiota in mosquito saliva and their effect on mosquito-borne virus infection in vitro. Culturable fungal and bacterial colonies were isolated and identified from saliva harvested from Aedes aegypti (lab strain) and Culex pipiens (field-collected mosquitoes). For the first time, the fungal species Penicillium crustosum was identified in mosquitoes. Culturable bacteria detected in mosquito saliva included Serratia marcescens, Serratia nematodiphila, Enterobacter spp. and Klebsiella spp., which were previously identified as mosquito or insect endosymbionts in the midgut or other organs. Oral treatment of adult mosquitoes with antibiotics or an antifungal drug resulted in a significant reduction of bacteria or fungi in saliva. (Pre)-Incubation of Semliki Forest virus with saliva from antibiotic- or antifungal-treated mosquitoes triggered a decreasing viral infection in human skin fibroblasts compared to non-treated saliva. These results indicate an important role of the mosquito saliva microbiota in mosquito-borne virus replication and further in vivo studies are required to better understand its impact on viral transmission.
Autori: Leen Delang, L. Wang, L. Remue, K. Trappeniers, S. Verwimp, N. Adriaens, F. Rivas, A. Soto, J. van Bree, M. Garigliany
Ultimo aggiornamento: 2024-07-24 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.03.31.534949
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.03.31.534949.full.pdf
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
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