Черные мухи пьют кровь и распространяют такие болезни, как речная слепота, создавая своим присутствием страдания. Однако исследование Университета Джорджии доказывает, что надоедливые насекомые могут быть полезны.
Дон Шампань, профессор энтомологии Колледжа сельскохозяйственных и экологических наук UGA, обнаружил способ использования кровососущей тактики черной мухи для медицинского прогресса. Результаты его исследования опубликованы в журнале PLoS One.
"Чтобы питаться кровью, этим насекомым приходится бороться с нашими естественными защитными средствами против кровопотери, например, свертывания крови," он сказал. "Многие насекомые используют инъекции в слюну, наполненную белками, чтобы препятствовать ферментам в нашем организме реагировать так, как они обычно, на травмы."
Чтобы насекомые могли питаться кровью, они должны преодолеть батарею защитных механизмов человеческого тела. У большинства этих насекомых есть антикоагулянты, препятствующие свертыванию, ингибиторы, препятствующие скоплению тромбоцитов, и вазодилататоры, ускоряющие кровоток в месте укуса.
"Оказывается, в слюне также есть много вещей, которые модулируют иммунный ответ, такие как воспалительные реакции и последующие иммунные ответы," он сказал.
Несколько лет назад Шампань работал над исследованием транскрипции информационной РНК, которая кодирует белки, обнаруженные в слюнных секретах черной мухи. Он обнаружил два белка, которые, похоже, могли препятствовать свертыванию крови. Шампань определил, что один из них ингибирует каскад свертывания, блокируя фактор Ха. Факторы свертывания крови существуют в крови в неактивном состоянии, ожидая, когда они будут задействованы. Поскольку эти факторы работают как домино, если фактор X не включается (преобразовывается в Xa), остальные ответы остаются неактивными.
"Нам удалось показать, что белок слюны нацелен на Ха и является хорошим ингибитором свертывания крови," он сказал о своем недавнем исследовании. "Но это даже лучший ингибитор некоторых ферментов, участвующих в очень раннем иммунном ответе – эластазы и катепсина G."
Эти ферменты способны убивать бактерии и помогают управлять воспалительной реакцией.
"Мы ожидали, что это будут антикоагулянты, это не было сюрпризом," он сказал. "Но мы были удивлены, узнав, что белок влияет на все остальные реакции."
Это открытие сделало белок привлекательным в качестве потенциальной мишени для лекарства, возможно, для лечения пациентов, выздоравливающих после сердечных приступов.
"Воспаление является основным источником повреждения тканей, связанного с повреждениями сосудов," он сказал. "Идея единого фактора, который может одновременно тормозить свертывание и подавлять повреждающие реакции воспаления, довольно нова и интересна."
Изучать мошек в UGA легче, чем где-либо еще, потому что в UGA есть единственная в мире колония мошек. Мухи в лаборатории – это не те люди, которые передают изнурительную болезнь речной слепоты, но уникальный ресурс позволяет провести важные исследования о передаче речной слепоты.
"Мы не выращиваем векторов черной мухи; они не заражены паразитом, вызывающим речную слепоту; и нет никакого риска для общества," он сказал.
Они больше узнают о том, как передается болезнь и как ее остановить.
"Множество кровососов также являются переносчиками болезней," Шампанское сказал. "Когда они разыгрывают все эти уловки с хозяином, чтобы получить хорошую кровавую еду, они меняют условия в точке, где эти патогены проникают в кожу. Эти изменения часто благоприятствуют патогену. В среде, где нормальная реакция на раны и защитные механизмы подавлены, патоген может войти и сказать: «О, посмотрите на это», – дверь широко открыта."
Черные мухи переносят речную слепоту во время питья кровяной муки. Речная слепота, представляющая угрозу для Африки к югу от Сахары, является паразитарным заболеванием, вызываемым нематодной инфекцией. Это не вызвано самими нематодами. Симбионт, который нематода высвобождает при смерти, вызывает воспалительную реакцию, вызывающую изменения кожи и хроническое воспаление. В конце концов, симбионты мигрируют через глаза, в результате чего роговица и хрусталик затуманиваются и зараженные люди остаются слепыми.
"Эти факторы слюны изменяют среду обитания паразита, поэтому можно предположить, что знание об этом белке позволит нам каким-то образом нацелить его, возможно, путем вакцинации против него, и это, вероятно, сделает его менее благоприятным для передачи речной слепоты," он сказал.