Nie da się ukryć przed samicą komara – wytropi każdego członka gatunku ludzkiego, śledząc nasze wydechy CO2, ciepłotę ciała i zapach ciała. Ale niektórzy z nas są wyraźnymi „magnesami na komary”, którzy otrzymują więcej niż sprawiedliwy udział ugryzień. Grupa krwi, poziom cukru we krwi, spożywanie czosnku lub bananów, bycie kobietą i bycie dzieckiem to popularne teorie, dlaczego ktoś może być ulubioną przekąską. Jednak dla większości z nich jest niewiele wiarygodnych danych, mówi Leslie Vosshall, szef Laboratorium Neurogenetyki i Zachowania Rockefellera.
Właśnie dlatego Vosshall i Maria Elena De Obaldia, była doktorantka w jej laboratorium, postanowili zbadać wiodącą teorię wyjaśniającą różne atrakcyjność komarów: indywidualne wariacje zapachowe związane z mikrobiotą skóry. Niedawno wykazali w badaniu, że kwasy tłuszczowe emanujące ze skóry mogą tworzyć mocne perfumy, którym nie mogą się oprzeć komary. Opublikowali swoje wyniki w Cell.
„Istnieje bardzo, bardzo silny związek między posiadaniem dużych ilości tych kwasów tłuszczowych na skórze a byciem magnesem na komary” – mówi Vosshall, profesor Robin Chemers Neustein na Uniwersytecie Rockefellera i dyrektor naukowy Instytutu Medycznego Howarda Hughesa.
Turniej, którego nikt nie chce wygrać
W trzyletnim badaniu ośmiu uczestników poproszono o noszenie nylonowych pończoch na przedramionach przez sześć godzin dziennie. Powtarzali ten proces przez wiele dni. W ciągu następnych kilku lat naukowcy testowali nylony ze sobą we wszystkich możliwych parach w „turnieju okrężnym”. Użyli testu olfaktometru dwóch wyborów, który zbudował De Obaldia, składającego się z komory z pleksiglasu podzielonej na dwie rurki, z których każda kończyła się pudełkiem, w którym znajdowała się pończocha. Umieścili komary Aedes Aegypti – główny gatunek nosiciela wirusa Zika, dengi, żółtej febry i chikungunya – w głównej komorze i obserwowali, jak owady spływają rurami w kierunku jednego lub drugiego nylonu.
Zdecydowanie najbardziej przekonującym celem dla Aedes aegypti był Obiekt 33, który był czterokrotnie bardziej atrakcyjny dla komarów niż kolejny najbardziej atrakcyjny uczestnik badania i zdumiewająco 100 razy bardziej atrakcyjny niż najmniej atrakcyjny, Obiekt 19.
Próbki w próbach zostały zdeidentyfikowane, więc eksperymentatorzy nie wiedzieli, który uczestnik nosił jaki nylon. Mimo to zauważyliby, że w każdej próbie z udziałem Obiektu 33 szykuje się coś niezwykłego, ponieważ w kierunku tej próbki roi się od owadów. „Byłoby to oczywiste w ciągu kilku sekund od rozpoczęcia testu” – mówi De Obaldia. „To coś, co naprawdę mnie ekscytuje jako naukowca. To jest coś prawdziwego. To nie jest dzielenie włosów. To ogromny efekt”.
Badacze podzielili uczestników na atraktory wysokie i niskie, a następnie zapytali, co ich różnicuje. Wykorzystali techniki analizy chemicznej, aby zidentyfikować 50 związków molekularnych, które były podwyższone w sebum (bariera nawilżająca na skórze) uczestników o wysokim stopniu przyciągania. Stamtąd odkryli, że magnesy na komary wytwarzają kwasy karboksylowe na znacznie wyższym poziomie niż mniej atrakcyjni ochotnicy. Substancje te znajdują się w sebum i są wykorzystywane przez bakterie na naszej skórze do wytwarzania naszego unikalnego zapachu ludzkiego ciała.
Aby potwierdzić swoje odkrycia, zespół Vosshalla zapisał kolejne 56 osób do badania walidacyjnego. Po raz kolejny Obiekt 33 był najbardziej pociągający i tak pozostał z czasem.
„Niektórzy badani brali udział w badaniu przez kilka lat i widzieliśmy, że jeśli były magnesem na komary, to pozostały magnesem na komary” – mówi De Obaldia. „W tym czasie wiele rzeczy mogło się zmienić w temacie lub jego zachowaniu, ale była to bardzo stabilna właściwość osoby”.
Nawet nokauty nas znajdują
Ludzie wytwarzają głównie dwie klasy zapachów, które komary wykrywają za pomocą dwóch różnych zestawów receptorów zapachowych: receptorów Orco i IR. Aby sprawdzić, czy uda im się stworzyć komary niezdolne do wykrycia ludzi, naukowcy stworzyli mutanty, którym brakowało jednego lub obu receptorów. Mutanty Orco nadal przyciągały ludzi i były w stanie odróżnić magnesy komarów od niskich atraktorów, podczas gdy mutanty IR w różnym stopniu utraciły pociąg do ludzi, ale nadal zachowały zdolność odnalezienia nas.
Nie były to wyniki, na które liczyli naukowcy. „Celem był komar, który utraci wszelką atrakcyjność dla ludzi, lub komar, który osłabia pociąg do wszystkich i nie potrafi odróżnić Obiektu 19 od Obiektu 33. To byłoby niesamowite” – mówi Vosshall, ponieważ może to prowadzić do opracowanie skuteczniejszych środków odstraszających komary. „A jednak to nie było to, co widzieliśmy. To było frustrujące”.
Wyniki te uzupełniają jedno z ostatnich badań Vosshalla, również opublikowane w Cell, które ujawniły nadmiarowość niezwykle złożonego systemu węchowego Aedes aegypti. To bezpieczne, że samice komarów polegają na życiu i rozmnażaniu. Bez krwi nie może tego zrobić. Dlatego „ma plan awaryjny i plan awaryjny oraz plan awaryjny i jest dostrojona do tych różnic w składzie chemicznym skóry osób, za którymi podąża” – mówi Vosshall.
Pozorna niełamliwość urządzenia do śledzenia zapachu komarów sprawia, że trudno wyobrazić sobie przyszłość, w której nie jesteśmy posiłkiem numer jeden w menu. Ale jednym z potencjalnych sposobów jest manipulowanie mikrobiomami naszej skóry. Możliwe, że posmarowanie skóry osoby mało atrakcyjnej, takiej jak Obiekt 33, sebum i bakteriami ze skóry osoby mało atrakcyjnej, takiej jak Obiekt 19, zapewni efekt maskowania komarów.
„Nie przeprowadziliśmy tego eksperymentu” – zauważa Vosshall. „To trudny eksperyment. Ale gdyby to zadziałało, możesz sobie wyobrazić, że poprzez interwencję dietetyczną lub mikrobiomową, w której umieszczasz na skórze bakterie, które są w stanie w jakiś sposób zmienić sposób, w jaki wchodzą w interakcję z sebum, możesz nawrócić kogoś jak Obiekt 33 w Obiekt 19. Ale to wszystko jest bardzo spekulacyjne.
Ona i jej koledzy mają nadzieję, że ten artykuł zainspiruje naukowców do przetestowania innych gatunków komarów, w tym rodzaju Anopheles, który rozprzestrzenia malarię.