I picnic serali in un parco, le birre al tramonto in riva al lago e le notti calde con le finestre aperte sono solo alcune delle delizie dell'estate. Ma quando cala il tramonto, si agita una delle creature più esasperanti del pianeta: la zanzara. Le attività all'aria aperta vengono abbandonate in una frenesia che graffia le caviglie e il sonno è disturbato mentre noi sfortunatamente ci muoviamo alla fonte piagnucolosa del nostro tormento.
Contenuto relativo
- Le megalopoli del mondo stanno rendendo la dengue più letale
- Questa erba profumata può allontanare le zanzare
- I geni rendono alcune persone più attraenti per le zanzare
- Le zanzare GM potrebbero aprire la strada alla diffusione di un virus tropicale?
Naturalmente, tutti questi disagi non sono nulla in confronto ai danni causati dalle zanzare come trasmettitori di malattie come la malaria, la dengue o la febbre gialla. Secondo l'Organizzazione mondiale della sanità, la sola febbre gialla trasmessa dalle zanzare causa ogni anno oltre 30.000 morti.
Ma ora, nella battaglia in corso tra uomo e zanzara, potremmo aver appena preso il sopravvento. Gli scienziati della Texas A&M University credono di aver trovato un modo per superare in astuzia i succhiasangue ingannandoli a decidere di non morderci, e i loro principali alleati in questo stratagemma sono i miliardi di batteri che vivono sulla nostra pelle.
I batteri "parlano" tra loro usando un sistema chimico chiamato quorum sensing. Questa comunicazione cellula-cellula viene utilizzata per controllare o prevenire comportamenti particolari all'interno di una comunità, come lo sciame o la produzione di biofilm, come la formazione di placca sui nostri denti. Per iniziare una conversazione, i batteri producono composti che contengono specifici messaggi biochimici. Più questi composti vengono prodotti, più il messaggio diventa concentrato, fino a quando non raggiunge una soglia che provoca una risposta di gruppo. È più probabile che si verifichino comportamenti quando il messaggio diventa "più forte", e ciò rende più facile per gli altri organismi intercettare le chiacchiere batteriche.
"Anche le persone rispondono alle molecole che rilevano il quorum", afferma Jeffery K. Tomberlin, un ecologista comportamentale del Texas A&M. "Ad esempio, se qualcosa si sta decomponendo, ci sono molecole che rilevano il quorum che vengono rilasciate in quel processo che ci dicono che è non è un buon ambiente. "
Inserisci la zanzara. Precedenti lavori suggeriscono che fattori come il volume di anidride carbonica che espiriamo, la temperatura corporea, l'odore corporeo e persino il colore dei nostri vestiti possono influenzare quanto siamo attraenti per gli insetti assetati di sangue. Secondo Tomberlin, le zanzare possono anche penetrare nei sistemi di comunicazione batterica utilizzando i chemorecettori sulle loro antenne, un po 'come gli interruttori di codice della Seconda Guerra Mondiale che intercettano una trasmissione crittografata: “Il loro sistema radar è estremamente sensibile e può captare questi messaggi che stanno accadendo. E hanno l'attrezzatura che consente loro di interrompere quei messaggi ", dice.
A livello evolutivo, il rilevamento del quorum si è sempre verificato in natura e le zanzare hanno evoluto la capacità di percepire questi percorsi di comunicazione attraverso la selezione naturale. Le zanzare beneficiano di questo hacking raccogliendo informazioni sulla qualità di un ospite del sangue ed essendo selettivi su chi prendono di mira. Ma i percorsi di comunicazione batterica continuano ad evolversi, provocando una corsa tra organismi concorrenti: da un lato i batteri producono messaggi e dall'altro le zanzare stanno cercando di interpretarli.
"Il tuo avversario cambia sempre la crittografia del suo codice. Devi infrangere quel codice e la tua sopravvivenza dipende da questo ”, afferma Tomberlin. Sapendo che la comunicazione microbica può influenzare l'attrazione delle zanzare, Tomberlin e i suoi colleghi del Texas A & M — tra cui Craig Coates, Tawni Crippen e il ricercatore laureato Xinyang Zhang — hanno ora dimostrato che gli umani potrebbero essere in grado di hackerare gli hacker e influenzare se le zanzare decidono di morderci.
Lo Staphylococcus epidermidis è una delle oltre mille specie batteriche che si verificano comunemente sulla pelle umana. Il team ha utilizzato una forma mutante di S. epidermidis, in cui ha eliminato il meccanismo genetico che codifica per il suo sistema di rilevamento del quorum. Con i percorsi biochimici dei batteri interrotti, le "apparecchiature di sorveglianza" delle zanzare non potevano più intercettare.
Una visione al microscopio dei comuni batteri della pelle Staphylococcus epidermidis . (David Scharf / Corbis) Il team ha quindi condotto una serie di esperimenti utilizzando alimentatori di sangue, che sono stati coperti con un panno sterile trattato con mutanti silenziati o batteri selvatici non modificati. Il team ha confrontato l'attrattiva degli alimentatori con la zanzara Aedes aegypti femmina, il principale agente trasmittente per la febbre gialla.
Gli alimentatori di sangue consistevano in un pallone di coltura sigillato con un film di paraffina che le zanzare potevano penetrare. Un millimetro di sangue di coniglio è stato iniettato tra il film e il pallone di coltura e l'acqua calda è stata pompata attraverso il pallone per mantenere il sangue a temperatura corporea media. Il team ha inserito gli alimentatori all'interno di gabbie di plastica trasparenti contenenti 50 zanzare e le ha lasciate nelle gabbie per 15 minuti. Hanno registrato il comportamento degli insetti in video, consentendo loro di contare il numero di zanzare che nutrono ogni minuto.
Il team ha testato diversi scenari, come posizionare alimentatori di sangue trattati con batteri selvatici o mutanti in gabbie separate, quindi mettere entrambi i tipi di batteri nella stessa gabbia contemporaneamente. Quando è stata scelta, "il doppio delle zanzare era attratto dal tipo selvaggio sull'alimentatore del sangue piuttosto che sul mutante su un alimentatore del sangue", afferma Tomberlin.
Sulla base di questi risultati, che sono attualmente in fase di preparazione per la presentazione a PLOS One, il team ritiene che l'inibizione delle comunicazioni batteriche potrebbe portare a nuovi metodi per dissuadere le zanzare che sarebbero più sicuri dei repellenti chimici aggressivi come DEET. Ciò potrebbe avere importanti implicazioni per ridurre la diffusione di malattie trasmesse dalle zanzare come la febbre gialla. “I batteri sono la nostra prima linea di difesa e vogliamo incoraggiarne la proliferazione. Tuttavia, potremmo essere in grado di produrre repellenti naturali che ci consentiranno di mentire alle zanzare ", afferma Tomberlin." Potremmo voler modificare i messaggi che vengono rilasciati che direbbero a una zanzara che non siamo un buon ospite, invece di sviluppare sostanze chimiche che possono essere dannose per i nostri batteri sulla nostra pelle o sulla nostra stessa pelle. "
Tomberlin osserva che la manipolazione delle conversazioni batteriche può avere molte altre applicazioni e che queste sono attivamente studiate in altre istituzioni. In termini di applicazioni sanitarie, il blocco della comunicazione tra batteri nei polmoni dei pazienti con fibrosi cistica potrebbe portare a nuovi trattamenti per la malattia. E nel settore energetico, l'inibizione del rilevamento del quorum potrebbe ridurre la corrosione dell'oleodotto causata dai microbi.
Ricercatori come Thomas K. Wood della Pennsylvania State University, Rodolfo García-Contreras della Universidad Nacional Autónoma de Mexico e Toshinari Maeda del Kyushu Institute of Technology sono leader nella ricerca sul quorum sensing. Secondo Wood, gli sforzi per manipolare la comunicazione batterica devono tenere conto delle sofisticate tecniche di controspionaggio dei microbi: "Stiamo anche cercando di capire come i batteri evolvono la resistenza ai nuovi tipi di composti progettati per impedire ai batteri di parlare", afferma.
Quindi ora, per le zanzare e per la scienza, la corsa alla decodificazione è iniziata.
