कैद में एनोफेल्स मच्छरों को खिलाने के लिए रक्त मुक्त कृत्रिम आहार तैयार करने के लिए एक प्रोटोकॉल प्रस्तुत किया जाता है। इस आहार में रक्त को कशेरुकी करने के लिए एक समान प्रदर्शन है और ओजेनेसिस और अंडे की परिपक्वता को ट्रिगर करता है और व्यवहार्य वयस्क संतान पैदा करता है।
मलेरिया अनुसंधान कैद में मच्छरों(Anopheles spp.) के लिए बड़े पैमाने पर प्रजनन और उत्पादन की स्थिति की आवश्यकता है । मच्छरों का टिकाऊ और विश्वसनीय उत्पादन वर्तमान में ताजा कशेरुकी रक्त की आपूर्ति से बाधित है। रक्त खिलाने वाले कीड़ों द्वारा प्रेषित मलेरिया और अन्य वेक्टर जनित रोगों के लिए कुशल नियंत्रण रणनीतियों को बढ़ावा देने के लिए रक्त के विकल्प की आवश्यकता होती है। इस बात को ध्यान में रखते हुए, कृत्रिम तरल आहार ताजा कशेरुकी रक्त के विकल्प के रूप में तैयार किए गए थे। इसमें हम एक रक्त मुक्त कृत्रिम तरल आहार की रिपोर्ट करते हैं जो रक्त के समान भोजन दरों को बचाता है और एक ताजा कशेरुकी रक्त भोजन के शारीरिक प्रभावों की नकल करता है। आहार ओनोफेल्स मच्छरों के अंडाशय और अंडे की परिपक्वता को प्रेरित करता है और कार्यात्मक वयस्कों के अच्छे लार्वा अस्तित्व और विकास का भी उत्पादन करता है। तैयार रक्त मुक्त तरल आहार कैद में टिकाऊ मच्छर प्रजनन की दिशा में एक महत्वपूर्ण अग्रिम है और मच्छर कालोनियों के रखरखाव की लागत को कम करेगा और ताजा कशेरुकी रक्त की आवश्यकता को खत्म करेगा।
वेक्टर जनित रोग दुनिया भर में कई मिलियन मनुष्यों को प्रभावित करते हैं और हर साल लाखों मौतों का कारण बनते हैं । वे रोग उत्पादक सूक्ष्मजीवों (प्रोटोज़ोन, वायरस) से संक्रमित कीड़ों द्वारा प्रेषित होते हैं जब वे संक्रमित मेजबान से रक्त पर भोजन करते हैं। बाद में, संक्रमित वेक्टर अगले रक्त भोजन के दौरान रोगजनक को एक नए मेजबान को संचारित करेगा। मलेरिया सबसे घातक वेक्टर जनित रोग है जो एनोफेल्स मच्छर की कई विभिन्न प्रजातियों द्वारा फैलता है और दुनिया की आबादी का ४०% प्रभावित करता है1। मलेरिया प्रोटिस्ट परजीवी हर साल 400,000 से अधिक मौतों के लिए जिम्मेदार है, जिनमें से अधिकांश 5 साल से कम उम्र के बच्चे (विश्व स्वास्थ्य संगठन) हैं। मादा एनोफेल्स मच्छर मनुष्यों और अन्य जानवरों के बीच प्लाज्मोडियम जीनस के मलेरिया परजीवी को पहुंचाता है जब यह कशेरुकी रक्त पर फ़ीड करता है, अंडा उत्पादन और विकास2के लिए एक आवश्यक कदम है।
मलेरिया और अन्य उभरते घातक मच्छर वेक्टर जनित रोगों के उन्मूलन के लिए वर्तमान रणनीतियां अभिनव मच्छर नियंत्रण रणनीतियों3,4,5के विकास पर भरोसा करती हैं, जिसमें बड़ी संख्या में मच्छरों के जंगली में रिहाई शामिल है जो कीटनाशकों में पैदा हुए मच्छरों की बड़ी संख्या में शामिल हैं। हालांकि, एक महत्वपूर्ण सीमित कारक प्रभावी मच्छर पालन और प्रजनन के लिए ताजा रक्त की आपूर्ति पर निर्भरता है। कशेरुकी रक्त की चर संरचना मच्छर प्रजनन क्षमता और संतान फिटनेस को नकारात्मक रूप से प्रभावित कर सकती है और कैप्टिव प्रजनन उपनिवेशों की विश्वसनीयता और स्थिरता को सीमित कर सकती है। मच्छर रिलीज और नियंत्रण कार्यक्रमों के लिए बड़े पैमाने पर मच्छर उत्पादन प्रणालियों और बड़ी मात्रा में कशेरुकी रक्त की नियमित आपूर्ति की आवश्यकता होती है। यह मच्छर उत्पादन के लिए एक बड़ी बाधा है और जीवित जानवरों के उपयोग और संबद्ध सुरक्षा नियमों के कारण साजो-सामान की सीमाओं से जुड़े नैतिक मुद्दों की एक श्रृंखला उठाती है। यह मच्छर कालोनियों के रखरखाव और सुरक्षा की लागत को उच्च बनाता है और विशेष रूप से कम आय वाले देशों में वर्तमान मच्छर पालन प्रथाओं की स्थिरता को चुनौती देता है जहां मलेरिया का खतरा कहीं अधिक है ।
हाल ही में शोध रक्त विकल्प के विकास पर केंद्रित किया गया है जो कशेरुकी रक्त भोजन की नकल करते हैं लेकिन अभी तक केवल सीमित सफलता6,7,8,9ही प्राप्त हुई है । एक सफल कृत्रिम आहार (1) पूर्ण मादा मच्छर engorgement भड़काने की जरूरत है, (2) विटेलोजेनिन उत्पादन ट्रिगर, (3) व्यवहार्य अंडे के बड़े बैचों का उत्पादन, और (4) हीथी संतान10उत्पन्न करते हैं । इसके अलावा, कृत्रिम आहार में एक मानक संरचना होती है और इस प्रकार अनुसंधान और नियंत्रण उद्देश्यों के लिए मच्छरों के उत्पादन के लिए अधिक विश्वसनीय हैं। एडीज मच्छरों के लिए सफल रक्त मुक्त आहार विकसित किए गए हैं (गोंजालेस और हैनसेन11द्वारा समीक्षा की गई) लेकिन एनोफेल्स एसपीपी के लिए नहीं। मौजूदा कृत्रिम आहार में एक फागोस्टिमुलैंट (उदाहरण के लिए, एटीपी10),अंडे की परिपक्वता6,12,कार्बोहाइड्रेट के लिए एक प्रोटीन स्रोत ऊर्जा के स्रोत के रूप में, और अमीनो एसिड (एए)13 शामिल हैं जो अंडे के उत्पादन के लिए मौलिक हैं और मच्छर प्रजनन14के लिए एक प्रमुख सीमित कारक हैं। एक कृत्रिम रक्त मुक्त आहार भी कोलेस्ट्रॉल15प्रदान करने की जरूरत है, जो अंडे के उत्पादन में सुधार । यहां हम मादा एनोफेल्स मच्छरों के लिए एक कृत्रिम रक्त मुक्त आहार का वर्णन करते हैं और यह प्रदर्शित करते हैं कि इसमें उच्च गुणवत्ता वाले कशेरुकी रक्त भोजन के लिए एक सुसंगत और समकक्ष प्रदर्शन है।
हमारे तैयार रक्त मुक्त आहार की सफलता की संभावना आई-liq_diet (चीनी, अमीनो एसिड, विटामिन और माइक्रोएलिमेंट्स से समृद्ध) में जोड़े गए सभी घटकों के सहक्रियात्मक शारीरिक प्रभाव का परिणाम है: बीएसए (प्रोटीन स्रोत), एटीपी (फागोस्टिमुलेंट) और कोलेस्ट्रॉल (लिपिड स्रोत)। अकेले व्यक्तिगत घटकों के साथ आर-liq_diet का पूरकीकरण अंडे के उत्पादन को उत्तेजित करने में प्रभावी नहीं था (डेटा नहीं दिखाया गया)। प्रोटोकॉल की एक खामी कोलेस्ट्रॉल जैसे कुछ घटकों की लागत हो सकती है। फिर भी, इसकी उपस्थिति मौलिक है, क्योंकि कीड़े इसे19 संश्लेषित करने में असमर्थ हैं और यह अणु एसीडीवाईस्टेरॉयड हार्मोन का अग्रदूत है जो आर्थ्रोपोड्स20में जर्दी संश्लेषण और अंडे की परिपक्वता को विनियमित करता है। लागत को कम करने और कृत्रिम आहार के लाभों को बढ़ाने के उद्देश्य से आवश्यक मात्रा को अनुकूलित करने के लिए कोलेस्ट्रॉल की कम मात्रा का परीक्षण किया जाना चाहिए।
विधि की एक और सीमा यह है कि कृत्रिम आहार को स्टॉक समाधानों से हौसले से तैयार किया जाना चाहिए, जैसा कि एक बार अपने अंतिम तरल रूप में तैयार किया जाता है तो यह भंडारण के बाद गुणवत्ता खो देता है। भविष्य में हमारे तैयार आहार को एक सूखे बिजली के रूप में तैयार किया जा सकता है, जो स्कीटोस्नैट के समान है, एडीज एजिप्टी मच्छरों के लिए एक कृत्रिम रक्त भोजन प्रतिस्थापन21।
आवश्यक पोषक तत्वों की आपूर्ति के अलावा, एक कृत्रिम भोजन मादा मच्छरों को उसी तरह खिलाने के लिए आकर्षित करने और उत्तेजित करने की आवश्यकता होती है जैसे कि जब वे कशेरुकी ताजा रक्त पर खिलाते हैं। कृत्रिम रक्त मुक्त आहार यहां वर्णित कशेरुकी रक्त खिलाया समूह की तुलना में पूरी तरह से engorged महिला मच्छरों में 20% की वृद्धि हुई । आकर्षण के इस अप्रत्यक्ष उपाय को ओलफैक्टोमीटर का उपयोग करके इस बात की पुष्टि करने के लिए और स्पष्ट किया जा सकता है कि कृत्रिम आहार ताजा रक्त की तुलना में मच्छरों के लिए अधिक आकर्षक और अधिक आकर्षक है।
लार्वा मृत्यु दर पर आहार का सबसे अधिक प्रभाव रक्त पर खिलाए गए मच्छरों से प्राप्त लार्वा के लिए देखा गया था, जिससे यह सुझाव दिया गया था कि स्थिर संरचना का कृत्रिम आहार मृत्यु दर को कम करने और ताजा रक्त की तुलना में मच्छरों के प्रजनन की सफलता में सुधार करने में योगदान दे सकता है। रक्त भोजन का कम पूर्वानुमानित परिणाम संरचना17 में मेजबान विविधताओं और अणुओं के रक्त में उपस्थिति से उत्पन्न हो सकता है जो मच्छर शरीर विज्ञान22में हस्तक्षेप कर सकते हैं । पूर्ववर्ती तथ्य ताजा रक्त मुक्त आहार के पालन उच्च गुणवत्ता वाले मच्छरों के लिए लाभ पर जोर देते हैं ।
कुल मिलाकर हमारे अध्ययन में रखे गए अंडों की औसत संख्या कुछ कीटों में सूचित लोगों के सापेक्ष कम थी, लेकिन ओविपोसिइट अंडे की औसत संख्या मानव रक्त (22.6 ± 5.5 अंडे/महिला)23पर खिलाए गए ए गाम्बियाप्रयोगशाला-पाला तनाव के बराबर थी। हमारे प्रयोगात्मक समूहों के बीच कोई महत्वपूर्ण सांख्यिकीय मतभेद या तो ताजा रक्त पर या कृत्रिम भोजन(तालिका 2)पर खिलाया गया, यह सुझाव देते हुए कि हमारे तैयार आहार के साथ कृत्रिम झिल्ली खिलाने की प्रणालियों का कार्यान्वयन कैद में एनोफेल्स मच्छर उपनिवेशों को बनाए रखने और प्रचारित करने के लिए पर्याप्त है।
कृत्रिम रक्त मुक्त भोजन एडीज उपनिवेशोंको 22बनाए रख सकता है, लेकिन जब एनोफेल्स मच्छरों पर लागू किया जाता है तो वे सीमित या कोई सफलता नहीं11के होते हैं । हाल ही में, एनोफेल्स मच्छरों के लिए प्लाज्मा आधारित कृत्रिम भोजन24 वर्णित किया गया था लेकिन भोजन दर और प्रजनन क्षमता कम थी । हमारे परिणाम अत्याधुनिक (गोंजालेस और हैनसेन11द्वारा समीक्षा) में पर्याप्त अग्रिम का प्रतिनिधित्व करते हैं क्योंकि हमारे तैयार आर-liq_diet में मानक कशेरुकी रक्त भोजन की तुलना में समान या बेहतर प्रदर्शन था। भंडारण स्थिरता और लागत पर और सुधार से इसके आवेदन का दायरा बढ़ाना चाहिए ।
The authors have nothing to disclose.
हम तकनीकी सहायता के लिए डिनोरा लोप्स (आईएचएमटी-नोवा पशु सुविधा), जोआना गोम्स और एना कातारीना अल्व्स (आईएचएमटी-नोवा कीट सुविधा) को एनोफेल्स मच्छर कॉलोनियों को बनाए रखने के लिए धन्यवाद देना चाहते हैं। बिल एंड मेलिंडा गेट्स फाउंडेशन (OPP1138841), Fundação पैरा एक Ciência ई Tecnologia (UID/Multi/04413/201, UID/Multi/04326/2013, SFRH/BPD/89811/2012, CEIND/00450/2017) द्वारा वित्त पोषित ।
Adenosine 5'-triphosphate (ATP) disodium salt hydrate | Sigma Aldrich | A2383 | |
BSA-Bovine Serum Albumin | Sigma Aldrich | A790G | |
Cholesterol | MP Biomedicals | 199342 | |
Dulbecco's modified Eagle's medium (high glucose with L-glutamine) | Lonza Bioscience | BE12-604F | |
Entellan mounting medium | Merck | 1079610100 | |
Glassfeeder | Local glazier | by design | |
Heparin Sodium Salt | Pan Reac AppliChem | A3004,0001 | |
Imalgène 1000 | Merial, Portugal | 01MER122 | |
Needle 20 G x 1" 0.9 x 25 mm needle | Terumo Europe | NN-2025R | |
Parafilm | Sigma Aldrich | P6543-1EA | |
Rompun | Bayer, Portugal | 7427831 | |
Sterilization Millex-HV 0,45 | Millipore | SLHVR25KS | |
Syringe, 1ml, 27 G x ½" 0.4 x 12 mm needle | Terumo Europe | BS-NIN2713 | |
Teich Mix Astra Pond | Astra | 4030733100957 | |
Tetra Goldfish Flakes | Tetra | 4004218742642 |