Dlaczego komary „lubią” jednych ludzi bardziej od innych? I co do tego mają wirusy?

Okazuje się, że niektóre wirusy wypracowały strategię, dzięki której mogą się skuteczniej przenosić między ludźmi. Zwłaszcza te, które muszą polegać na pomocy owadów. Przykładami takich wirusów są Denga i Zika. Obydwa patogeny należą do flawiwirusów przenoszonych przez komary Aedes aegypti i Aedes albopictus. A zatem, ich występowanie jest ściśle związane z obszarem pojawiania się tych dwóch gatunków owadów, co przedstawia poniższa mapa.

Obszary występowania komarów Aedes aegypti i Aedes albopictus na świecie.[https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0210122]

Niemniej jednak, ocieplanie klimatu powoduje przesuwanie się stref ciepła ku północy i obecne warunki sprzyjają już zasiedlaniu Europy przez te gatunki komarów. Komara tygrysiego (Aedes albopictus) można spotkać nawet w Polsce. Jak dotychczas, choroby wywoływane przez wirusy Denga i Zika są przywożone do Polski przez turystów, ale szacuje się, iż w ciągu 20-50 lat mogą rodzimie pojawić się także u nas.

Znane są cztery gatunki wirusa Denga, które nie dają krzyżowej odporności – ponieważ ochrona jest krótkotrwała można się zakażać wielokrotnie z różnymi następstwami. Po zakażeniu, w 80% przypadków pojawia się tzw. ‘gorączka łamiąca kości’ z wysoką gorączką, bólem mięśni i głowy, nudnościami i wymiotami, plamistą wysypką. Jednak po powtórnym zakażeniu innym typem wirusa (3 lub 4) dochodzi do rozwoju objawów krwotocznych (krwawienie z nosa, ust, krwawe wybroczyny podskórne), mogących zakończyć się śpiączką i zgonem. To dlatego wirus Dengi nazywany jest wirusem gorączki krwotocznej (ta sama grupa wirusów, do której należy też Ebola i Marburg). Gorączka Denga jest najszybciej rozprzestrzeniającą się na świecie chorobą przenoszoną przez komary; 2,5 mld ludzi znajduje się w grupie ryzyka zainfekowaniem (40% światowej populacji, wg WHO); na świecie odnotowuje się 50-100 mln przypadków infekcji rocznie, w tym 500 000 hospitalizacji oraz 25 000 zgonów.   

Wirus Zika został odkryty w latach 40. w Ugandzie i w Afryce występował endemicznie, po czym w XXI w. wykrywano go już w Ameryce Łacińskiej i Azji. U dorosłych wywołuje objawy grypopodobne – ból głowy, mięśni i stawów, wysypka, wymioty. Ale najgroźniejszy jest dla rozwijającego się płodu, powodując nieodwracalne zmiany – mikroencefalopatię (małogłowie). W Brazylii w roku  2014 odnotowano 147 przypadków narodzin dzieci z małogłowiem, a już rok później było to ponad 2 400 zgłoszeń. Bardzo szybko wskazano winowajcę – wirusa Zika, który przez łożysko dociera do rozwijającego się płodu. Nawiasem mówiąc to właśnie Brazylia przoduje w badaniach nad ograniczaniem populacji komarów, zwłaszcza na terenach zaludnionych. W roku 2016 okazało się, że wirus może być przenoszony także drogą seksualną.

Mikroencefalopatia wywołana zakażeniem wirusa Zika w okresie płodowym. [https://www.cdc.gov/pregnancy/zika/testing-follow-up/zika-syndrome-birth-defects.html]

A zatem, wirusy Denga i Zika aby przetrwać, muszą polegać na komarach. Kiedy zdrowe komary ukąszą zakażonego żywiciela, “przechwytują” wirusa, którego w przyszłości mogą przenosić na inne organizmy. Obliczono, że jeden zakażony wirusem człowiek może stanowić źródło infekcji dla kolejnych dziewięciu osób. A oto jak komar znajduje drogę do naczynia krwionośnego:

Jak komar odnajduje naczynie krwionośne aby się pożywić.

Aby wykryć żywiciela komary polegają na węchu. Okazuje się, że owady te preferują i żywią się krwią organizmów już zakażonych wirusem Denga lub Zika. Czyli coś je musi przywabiać. W celu wykrycia dlaczego komary wolą zainfekowanych żywicieli, zespół naukowców przeprowadził analizę chemiczną próbek zapachu od zakażonych myszy oraz ludzi. I znaleziono przyczynę – to acetofenon, który sprawia, że zainfekowani pachną bardziej „smakowicie” dla komarów. U zakażonych wirusem Denga czy Zika osób związek ten obecny jest w zdecydowanie wyższym stężeniu niż u niezainfekowanych. Nawiasem mówiąc – acetofenon można również znaleźć w wielu owocach i niektórych serach. 

Jak to się dzieje, że u zakażonych osób stężenie acetofenonu jest większe? W grę wchodzą złożone relacje pomiędzy wirusami, komarami, a skórną florą bakteryjną gospodarza, ale kluczowe jest białko wytwarzane przez komórki skóry (naskórek, makrofagi, adipocyty) – RELMα. Białko to poprzez aktywność przeciwbakteryjną reguluje liczebność skórnej flory bakteryjnej (także drobnoustrojów patogennych) – poniższy schemat. A to właśnie bakterie bytujące na skórze wydzielają acetofenon.

Białko RELMα pomaga kontrolować populację bakterii rezydujących na skórze. [https://www.mdpi.com/2072-6643/13/2/302].

A zatem, jak wirusy „zachęcają” komary do pożywienia się zainfekowanym osobnikiem? Po wtargnięciu do żywiciela wirus rozpoczyna walkę z jego komórkami, aby sterować poziomem kluczowego białka RELMα. Jeśli komórki wygrywają, poziom białka RELMα się nie zmienia przez co ma ono szansę kontrolować bakterie wytwarzające acetofenon. Podsumowując, wirusy Dengi i Zika promują namnażanie się bakterii skórnych produkujących ‘wabiący’ owady związek w większych ilościach. W efekcie, zakażone flawiwirusami osoby pachną komarom tak smakowicie jak taca świeżo upieczonych ciasteczek dla grupy pięcioletnich dzieci.

Czy można temu jakoś przeciwdziałać? Naukowcy wykonali eksperyment; podali myszom izotretynoinę (pochodna witaminy A) i umieścili je w klatce z komarami. Komary nie żywiły się zakażonymi myszami leczonymi izotretynoiną w większym stopniu niż te, które atakowały niezainfekowane zwierzęta. Ustalono, że podawanie izotretynoiny w diecie myszom zakażonych flawiwirusem poprzez wpływ na bakterie rezydujące na ich skórze zmniejszyło ulatnianie się acetofenonu.

Podanie myszom izotretynoiny skutecznie zmniejszało poziom acetofenonu [1].

Naukowcy wnioskują, że można byłoby zaplanować dietetyczne podawanie izotretynoiny pacjentom z chorobą Denga, aby zmniejszyć aktywność komarów. Ale doustna izotretynoina podawania jest wydawana wyłącznie na receptę w celu leczenia ciężkiej postaci trądziku i może powodować poważne działania niepożądane. Dlatego mam pewne obiekcje co do stosowania jej tylko do tego, aby przestać zachęcać komary.

Źródła

1.       „A volatile from the skin microbiota of flavivirus-infected hosts promotes mosquito attractiveness”, praca opublikowana w Cell (czerwiec 2022). https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0092867422006419

2.       „Dengue and Zika viruses make infected hosts more delicious to mosquitoes” artykuł opublikowany na stronie Phys.org 30 czerwca 2022 r. https://phys.org/news/2022-06-dengue-zika-viruses-infected-hosts.html?utm_source=dlvr.it&utm_medium=twitter

3.       „Exanthematic dengue fever mimicking rubella” Anais Brasileiros de Dermatologia, 2020, https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0365059620303068

4. https://perridermatology.com/viruses-dengue/