Взаимосвязь между разнообразием микробиома и эпидемиологией домашних видов малярии

Том 13 научных докладов, номер статьи: 9081 (2023) Цитировать эту статью

3 Альтметрика

Подробности о метриках

Микробиота комаров играет важную роль в их поведении и компетентности переносчиков. На состав их микробиома сильно влияет окружающая среда, особенно среда их обитания. Профили микробиома взрослых самок комаров Anopheles sinensis из гиперэндемичных и гипоэндемичных по малярии районов Республики Корея сравнивались с использованием секвенирования 16S рРНК Illumina. В разных эпидемиологических группах анализ альфа- и бета-разнообразия был значимым. Основным бактериальным типом были протеобактерии. Наиболее многочисленными видами в микробиоме гиперэндемичных комаров оказались роды Staphylococcus, Erwinia, Serratia и Pantoea. Примечательно, что в гипоэндемической зоне был выявлен отчетливый профиль микробиома, характеризующийся доминированием Pseudomonas synxantha, что позволяет предположить потенциальную корреляцию между профилями микробиома и заболеваемостью малярией.

Малярия, вызываемая простейшим паразитом Plasmodium, поражающим комаров и человека, передает инфекцию своим хозяевам-млекопитающим через укусы инфицированных Plasmodium анофелиновых комаров1. Как правило, в настоящее время населению предлагаются такие вакцины против малярии, как Mosquirix2. Однако экономические затраты на вакцину все равно необходимо учитывать. Впоследствии большинство усилий по вмешательству сосредоточено на контроле над популяциями комаров, обычно с использованием химических пестицидов. Злоупотребление некоторыми химическими пестицидами привело к появлению резистентности в популяциях комаров3, что потребовало использования альтернативных стратегий борьбы с комарами, включая манипуляции с микробиомом комаров4,5,6.

Микробиом — это экосистема комменсальных, симбиотических и патогенных бактерий, которые взаимодействуют с хозяином7. Комары как естественные хозяева также содержат широкий спектр микроорганизмов, включая бактерии, грибы и вирусы8. Среди них бактерии постоянно взаимодействуют с комарами9,10,11 и влияют на питание, развитие, иммунитет и поведение комаров-хозяев. Например, заражение бактериальным эндосимбионтом Wolbachia pipientis предотвращает многочисленные арбовирусные инфекции12,13. Действительно, введение штамма wMel Wolbachia pipientis в популяцию Aedes aegypti оказалось эффективным в снижении заболеваемости симптоматической денге и случаев госпитализаций по поводу лихорадки денге14. Более того, Chromobacterium sp. воздействие вызывает высокую смертность личинок и взрослых комаров и снижает восприимчивость комаров к малярии и инфекции денге15, что позволяет предположить, что специфическая микробиота комаров может изменить восприимчивость к инфекции16.

Помимо физиологических взаимодействий, бактериальный состав комаров, собранных из естественных местообитаний, сильно варьируется в зависимости от географического происхождения и экологии17,18,19,20. Недавно собранные в полевых условиях комары Anopheles выявили более высокий уровень межкомарной гетерогенности в составе сообщества21. Однако тщательное исследование связи между региональной заболеваемостью малярией и профилями микробиома до сих пор отсутствует. В настоящем исследовании представлен сравнительный анализ профилей микробиома комаров Anopheles sinensis, собранных в эндемичных и свободных от малярии районах Республики Корея (РК). Малярия Plasmodium vivax в РК была официально ликвидирована Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) в 1979 году22. Однако малярия вновь возникла в 1993 году в регионе на границе с Северной Кореей, где ежегодно регистрируется 300–500 случаев малярии23. До сих пор неясно, является ли повторное появление случаев малярии результатом специфических природных мест обитания и дальней миграции из гиперэндемичных по малярии районов из северных регионов. Заболеваемость малярией в приграничных регионах выше, чем в других регионах, из-за таких факторов, как ограниченный доступ к здравоохранению, склонность маргинализированных групп, которые обычно проживают в приграничных регионах, обращаться за лечением, а также трудности с распространением профилактических инициатив среди труднодоступных групп населения24. . Искоренить малярию в приграничных регионах будет сложно, но улучшение эпиднадзора является ключом к обнаружению источника любого нового импорта или реинтродукции. Таким образом, для мониторинга вспышек малярии необходимо сравнивать и анализировать профиль микробиома комаров в различных регионах. Поэтому целью данного исследования является выявление микробного разнообразия самок An. sinensis из свободных от малярии или гипоэндемичных территорий, а также гиперэндемичных территорий, где были зарегистрированы спорадические случаи малярии. Используя метагеномный анализ, это исследование углубляется в определение того, является ли An. sinensis в эндемичных по малярии районах обладают различными профилями микробиома.