Ученые смогли выделить из анаэробных бактерий нейротоксин, аналогичный ботулотоксину, который эффективно действует на малярийных комаров, но безвреден для млекопитающих, рыбы и других беспозвоночных кроме комаров. По мнению исследователей, это открытие позволит создать эффективное средство против распространения малярии. Статья с результатами исследования опубликована в журнале Nature Communocations.
По данным Всемирной организации здравоохранения только в 2017 году малярией заразились 219 миллионов человек, из них 435 тысяч умерло. Чтобы справиться с распространением болезни ученые и медики создают все новые способы ограничить размножение главного переносчика малярийных плазмодиев — комаров рода Anopheles. Главным средством борьбы с ними остаются химические инсектициды, хотя насекомые постепенно вырабатывают сопротивляемость к ним и эффективность этого метода падает. В подобных случаях могут быть более эффективны биологические средства — об этом свидетельствует опыт борьбы с переносчиком «речной слепоты» (онхоцеркоза), мошками рода Simulium, с помощью бактерий Bacillus thuringiensis israelensis.
В 1990 году ученые обнаружили в почве мангровых лесов Малайзии подвид анаэробной бактерии Clostridium bifermentans, который демонстрировал токсичность по отношению к личинкам комаров и мошек. Однако тогда недостаток данных о том, какие конкретно токсины, выделяемые этими бактериями обеспечивает их «антикомариные свойства», не позволил разработать действенный биологический инсектицид.
Теперь Сарджит Гилл (Sarjeet Gill) из университета Калифорнии в Риверсайде, Пол Стенмарк (Pål Stenmark) из Стокгольмского университета совместно с коллегами смогли точно выяснить, какой именно токсин активен против малярийных комаров.
Они секвенировали геномы всех штаммов Clostridium bifermentans, как тех, что поражают комаров, так и тех, что на комаров не влияют, и обнаружили гены, которые отвечают за синтез вещества, токсичного по отношению к малярийным комарам. Как выяснилось, это белок, очень похожий по своему составу на нейротоксины, которые вырабатывают другие анаэробные бактерии-клостридии. Это, в частности, ботулотоксин, вырабатываемый бактериями Clostridium botulinum, который используется в косметологии под названием «ботокс», а также токсин, вызывающий столбняк. Ученые назвали противомалярийный токсин PMP1 (paraclostridial mosquitocidal protein 1).
Кроме того, ученые обнаружили, что для успешной работы токсина необходим вырабатываемый теми же клостридиями безвредный белок NTNH, который «защищает» PMP1 от разложения в организме малярийных комаров. Чистый PMP1 оказался токсичным по отношению к личинкам комаров, если его вводить в обход «кишечного барьера»: полулетальная доза для личиной Anopheles оказалась равна 6,5 пикограмма. Токсин подействовал и на личинок другого рода комаров Aedes, но для них понадобилась большая доза: 14 пикограмм. Токсичность была показана и при инъекциях взрослым комарам, но при этом было безвредным по отношению к млекопитающим, что было проверено на мышах.
Ученые считают, что благодаря их данным удастся разработать эффективный и экологически безопасный инсектицид, который позволит сдержать распространение малярии.
Ранее другие исследователи смогли «сломать» комарам систему поиска людей и «отключить» аппетит.
