$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Трансмиссивные болезни (ВБД) – это инфекции, передающиеся человеку и другим животным через укус инфицированного членистоногого переносчика1. Переносчики составляют 20% глобальных тропических инфекционных заболеваний и подвергают риску ВБД2 80% населения мира. Комары и клещи, которые являются облигатными кровососущими членистоногими, ответственны за значительное увеличение бремени для общественного здравоохранения и экономики во всем мире из-за их прямого пищевого поведения и передачи широкого спектра патогенов (паразитов, бактерий или вирусов)3. Таким образом, данная коллекция методов направлена на внедрение широкого спектра существенных и взаимодополняющих подходов к изучению этих переносчиков с помощью различных методов, основанных на всесторонних знаниях биологии комаров и клещей. Исследования по фундаментальным аспектам комаров и клещей (in vitro и in vivo), микроорганизмам, переносимым и передаваемым ими (взаимодействие между переносчиками, симбионтами, патогенами и позвоночными хозяевами), а также подходам к борьбе с переносчиками включены в эту коллекцию методов.
Выживание членистоногих переносчиков и их способность поддерживать и передавать патогены тесно связаны с температурой4. Хазика-Рашид и др. представляют простой и недорогой метод определения температурных предпочтений комаров5. Их аппарат состоит из соединенных камер с различными температурами и позволяет комарам (и другим летающим насекомым) свободно летать в предпочитаемую среду обитания, что позволяет определять оптимальную температуру насекомых. Это будет полезно для определения влияния различных манипуляций, таких как заражение патогеном, диета или присутствие эндосимбионтов, на температурные предпочтения насекомых, а также для определения параметров для использования в модельных исследованиях по оценке климатической пригодности регионов для формирования переносчиков болезней.
Одним из инвазивных комаров, который, по прогнозам, выиграет от потепления климата и распространился по всему миру через международную торговлю, является азиатский тигровый комар Aedes albopictus6. Будучи переносчиком нескольких вирусов, этот вид представляет растущую угрозу для здоровья человека, и новые методы борьбы с ним будут иметь важное значение в борьбе с этим комаром. В своей статье Liang et al. описывают препарат нового инсектицида растительного происхождения, который демонстрирует высокую эффективность против личинок A. albopictus , не оказывая при этом вредного воздействия на рыб, что предполагает низкуютоксичность для окружающей среды. Несмотря на то, что этот растительный инсектицид находится только на ранних стадиях исследования, он является многообещающим кандидатом на борьбу с комарами и может оказаться эффективным против других важных видов комаров.
Эндосимбионт Wolbachia, передающийся по материнской линии, показал перспективность в борьбе с вирусом денге в полевых популяциях комаров, тем самым продемонстрировав потенциал для развертывания для подавления денге 8,9. Тем не менее, механизмы, вызывающие это явление, плохо охарактеризованы, и поэтому требуется более глубокое понимание взаимодействий комаров, эндосимбионтов и вирусов. Чтобы предоставить инструменты для изучения этих взаимодействий, Chen et al. описывают набор комплементарных методов на основе нуклеиновых кислот и антител для обнаружения и количественного определения Wolbachia в клетках комаров, которые также могут быть применены к различным насекомым, содержащимся в Wolbachia.
Эпиднадзор за вирусами, переносимыми комарами, важен для выявления циркулирующих вирусов, которые могут представлять потенциальную угрозу для здоровья, и этот эпиднадзор также может привести к открытию новых патогенных или специфических для насекомых вирусов. Huang et al. сообщают о методе на основе клеточных культур для выделения и амплификации вирусов, ассоциированных с комарами, из собранных в полевых условиях образцов комаров11, за которым можно провести очистку, идентификацию и характеристику вируса.
Успех членистоногого патогена в распространении, колонизации и передаче переносчика зависит от его способности преодолевать различные физиологические барьеры, в том числе в слюнных железах и средней кишке. Wang et al. представляют протокол оценки компетентности комаров-переносчиков вирусов с использованием двух различных методов заражения12. Сравнивая распространение и передачу вируса денге у Aedes aegypti после оральной или внутригрудной инфекции, этот протокол подчеркивает влияние, которое слюнные железы и барьеры средней кишки играют в снижении передачи вируса внутри комаров и, следовательно, в определении компетентности переносчиков.
Изучение переносчиков, таких как клещи, в лабораторных условиях может быть сложной задачей из-за их длительного жизненного цикла и необходимости питания несколькими различными животными-хозяевами. В протоколе Khoo et al. подробно описывается создание искусственной мембранной кормушки, которая может быть использована для краткосрочного выращивания клещей в лаборатории без использования животных и может быть использована для изучения влияния различных контролируемых методов лечения на биологию клещей, таких как патогенная инфекцияи прием антибиотиков. Хотя этот метод описан для кормления всех стадий Ixodes scapularis, он также может быть адаптирован к другим видам клещей и их применению.
Слюна клеща содержит много эффекторов, которые играют важную роль в иммуномодуляции хозяина и усилении передачи патогенов во время питания клещей. МикроРНК, короткие некодирующие последовательности, которые регулируют экспрессию генов как на границе клещ-хозяин, так и внутри клеща, являются одним из таких эффекторов, о которых мало что известно. Метод выделения микроРНК из культур слюнных желез клещей и внеклеточных везикул (ВВ) представлен Leal-Galvan et al.14. Культивируя слюнные железы ex vivo , авторы смогли значительно сократить количество клещей, необходимых для производства и выделения EV, и смогли извлечь высококачественные микроРНК, достаточные для секвенирования следующего поколения. Этот метод облегчает выделение и изучение клещевых ВВ и должен улучшить наше понимание этих органелл во взаимодействиях клещей и хозяина.
Функциональные исследования генов патогенов являются ключом к пониманию их стратегий выживания и адаптации к контрастным средам хозяина и переносчика. Важным достижением в изучении внутриклеточных риккетсий стала разработка плазмидных челночных векторов для экспрессии генов, представляющих интерес15. Wang et al. описывают протокол электропорации очищенных Rickettsia parkeri для трансформации с помощью челночного вектора с последующим отбором и визуализацией трансформантов в клетках клещей16. Этот метод трансформации может быть адаптирован для введения челночных векторов или систем транспозазы мутагенеза в другие виды риккетсий , чтобы улучшить понимание взаимодействий риккетсий-хозяин-векторов.
Разработка новых и эффективных инструментов для предотвращения передачи VBD зависит от глубоких знаний биологии векторов и интерфейса вектор-микроб. Статьи в этой коллекции методов подробно описывают ряд лабораторных методов изучения клещей, комаров, патогенов и симбионтов, которые они обитают, что позволяет проводить фундаментальные и прикладные исследования по этим темам по различным направлениям. Достижения в области исследований переносчиков будут способствовать разработке инновационных решений для контроля распространения VBD.