Para ilmuwan sedang mempersiapkan sekutu yang tidak mungkin dalam perang melawan nyamuk dan penyakit mematikan yang mereka bawa. Menginfeksi nyamuk dengan strain bakteri biasa dapat mengekang kemampuan serangga untuk membawa dan menyebarkan momok seperti demam berdarah, demam kuning dan Zika, studi laboratorium menunjukkan.
Konten terkait
- Apakah Deforestasi Berkontribusi pada Penyebaran Zika?
- Mengapa Nyamuk Menggigit Beberapa Orang Lebih Dari Yang Lain?
Dan sekarang tampaknya infeksi bakteri ini, dari genus mikroba yang dikenal sebagai Wolbachia, sudah bekerja di alam mengurangi penyebaran malaria, setidaknya di Afrika Barat, sesuatu yang belum pernah terlihat sebelumnya di dunia nyata.
“ Wolbachia tampaknya bertindak sebagai agen pengendalian malaria alami, ” kata ahli entomologi molekuler Flaminia Catteruccia, dari Universitas Harvard. “Sejauh mana efek ini masih belum diketahui karena kami hanya menguji sebagian kecil nyamuk. Ini masih hari-hari awal tetapi itu adalah alat baru yang menjanjikan yang dapat memberikan kontribusi penting bagi perjuangan kita untuk pemberantasan malaria. "
Catteruccia dan rekannya memeriksa 221 nyamuk Anopheles betina, vektor utama malaria Afrika, yang dikumpulkan dari rumah-rumah di Burkina Faso. Mereka menemukan parasit malaria di 12 dari mereka, rasio lima persen konsisten dengan penelitian sebelumnya. Di sisi lain, 116 nyamuk, terinfeksi bakteri Wolbachia, yang tidak diketahui pada spesies itu sebelum kelompok itu menemukannya pada tahun 2014.
Tetapi hanya satu nyamuk yang ditemukan positif mengidap Wolbachia dan malaria, menunjukkan bahwa bakteri secara efektif mencegah parasit malaria dari memantapkan diri pada nyamuk di mana bakteri itu ada, mereka melaporkan hari ini di Nature Communications .
Nyamuk betina yang terinfeksi Wolbachia juga bertelur dan bereproduksi lebih cepat daripada rekan-rekan mereka, kemungkinan membantu penyebaran infeksi dan manfaat anti-malaria di seluruh populasi lokal. Sampel 602 nyamuk menunjukkan bahwa dari 19 hingga 46 persen (tergantung pada tahun sampel) membawa strain Wolbachia wAnga .
“Yang lain telah memasukkan Wolbachia ke dalam nyamuk dan telah mampu menunjukkan bahwa ketika ada, ia berdampak pada pembatasan parasit malaria. Tapi itu semua dilakukan di laboratorium, ”kata ahli biologi Luciano Moreira, dari Oswaldo Cruz Foundation Brasil dan organisasi nirlaba global, Eliminate Dengue.
“Kelompok ini telah menemukan populasi di Afrika yang terinfeksi secara alami, yang sangat menarik. Di banyak bagian Afrika, misalnya, malaria adalah masalah besar sementara di tempat lain tampaknya tidak menjadi masalah besar. Mungkin itu karena nyamuk di daerah itu terinfeksi Wolbachia . Di sini mereka menemukan situasi di mana itu mungkin terjadi di dunia nyata dan itu sangat penting dan menarik. "
Taruhannya tinggi. Nyamuk adalah musuh paling mematikan dari spesies kita sendiri. Karena penyakit yang mereka bawa, hama ini menyebabkan sekitar 725.000 kematian setiap tahun. Sekitar 60 persen dari kematian itu disebabkan oleh malaria.
Wolbachia adalah bakteri umum dengan banyak strain yang berbeda. Ini menginfeksi jutaan spesies invertebrata dan lebih dari setengah dari semua serangga, tetapi sampai saat ini tidak diketahui terjadi pada spesies nyamuk pembawa penyakit utama.
Wolbachia tidak menular seperti virus flu. Ini diturunkan hanya dari ibu ke anak, dan bakteri memiliki beberapa cara menarik untuk memastikan masa depannya sendiri.
Bakteri membajak sistem reproduksi nyamuk. Ketika jantan kawin dengan betina yang tidak membawa galur yang sama, keturunannya tidak layak. Bakteri secara efektif mensterilkan sperma pria.
Betina yang terinfeksi dapat bereproduksi dengan pejantan yang membawa strain Wolbachia yang cocok, atau pejantan yang tidak terinfeksi, dan akan menularkan Wolbachia ke keturunannya dalam kedua kasus. Ini memberikan keuntungan reproduktif pada wanita yang terinfeksi yang memungkinkan mereka untuk menyerang populasi jika diperkenalkan dan menyebarkan infeksi secara luas.
Tidak sepenuhnya jelas metode fisiologis apa yang digunakan bakteri untuk menggagalkan penyakit lain yang akan merasuki host nyamuk mereka. “Bakteri ini entah bagaimana dapat merangsang sistem kekebalan nyamuk dan membuatnya lebih efektif dalam membunuh parasit malaria; atau sebagai alternatif mereka dapat bersaing untuk mendapatkan sumber daya [mungkin asam lemak kritis seperti kolesterol] yang juga dibutuhkan oleh Plasmodium, ”kata Catteruccia.
Apa pun alasannya, semakin jelas bahwa metode-metode itu bisa efektif.
Awal bulan ini Moreira ikut menulis penelitian di Cell Host & Microbe yang menunjukkan bahwa Wolbachia memblokir penyebaran virus Zika. Kelompoknya memberi makan darah manusia yang terinfeksi Zika ke nyamuk, beberapa dengan infeksi Wolbachia dan beberapa tanpa. Orang-orang dengan Wolbachia berakhir dengan infeksi Zika yang jauh lebih sedikit.
Catteruccia dan rekannya juga mengumpulkan air liur dari nyamuk yang terinfeksi Zika dan menyuntikkannya ke orang lain. Di antara 80 nyamuk tanpa Wolbachia, 68 di antaranya (85 persen) tertular infeksi Zika. Dari 80 yang membawa Wolbachia, tidak ada yang mengontrak Zika.
Pekerjaan pendahuluan ini menjanjikan tetapi tidak mengejutkan. Proyek-proyek lain telah menunjukkan dampak signifikan pada demam berdarah, penyakit lain yang disebarkan oleh spesies nyamuk yang sama.
Selama sepuluh minggu pada tahun 2011, Scott O'Neill dari Monash University (Australia) melepaskan kawanan nyamuk yang terinfeksi Wolbachia ke dua kota di Australia utara sebagai bagian dari Eliminate Dengue.
Tidak hanya serangga bertahan hidup, mereka berkembang pesat. Dan bahkan hari ini, sebagian besar nyamuk Aedes aegypti di wilayah tersebut membawa Wolbachia .
“Sekarang lima tahun kemudian populasinya masih 85 atau 90 persen positif untuk Wolbachia, jadi itu benar-benar dipertahankan dan mereka tidak melihat penularan lokal demam berdarah di daerah itu, ” kata Moreira.
Eliminate Dengue sekarang mengoperasikan proyek serupa di Indonesia, Vietnam, dan Columbia. Moreira menjalankan satu dari dua lokasi kecil di Rio de Janeiro, Brasil.
"Kami melakukan rilis dari Agustus tahun lalu hingga Januari tahun ini dan sekarang dalam fase pemantauan, " jelasnya. "Setiap minggu kami mengumpulkan nyamuk dan jumlah kami menunjukkan bahwa setidaknya 80 persen terinfeksi Wolbachia, sehingga infeksi ini berkelanjutan dan itu sangat menjanjikan."
Scott O'Neill menambahkan bahwa Eliminate Dengue sekarang bekerja untuk memperluas skala dengan uji coba acak yang jauh lebih besar di Indonesia dan Vietnam.
"Pada saat yang sama kami sedang mempersiapkan penyebaran besar lebih dari 1 hingga 3 juta orang di Amerika Selatan dengan tujuan mempelajari cara melakukan penyebaran besar secara logistik serta mengurangi biaya penyebaran hingga di bawah US $ 1 per orang, " tambahnya.
Sementara itu, penggunaan komersial pertama bakteri untuk melawan penyakit yang ditularkan oleh nyamuk mungkin terjadi di sini di Amerika Serikat pada skala halaman belakang. EPA saat ini sedang meninjau aplikasi dari MosquitoMate, sebuah perusahaan biotek yang berharap untuk memasarkan Wolbachia sebagai pestisida yang ditargetkan terhadap nyamuk harimau Asia ( Aedes albopictus ).
Metode MosquitoMate adalah untuk membiakkan jantan dengan Wolbachia, lalu melepaskan mereka ke alam liar (atau halaman belakang pemilik rumah) untuk berkembang biak dengan betina lokal. Karena tidak ada betina yang secara alami membawa bakteri, semua perkawinan ini harus steril dan mudah-mudahan populasi akan jatuh. Perusahaan, yang diinkubasi di University of Kentucky, telah menguji pendekatan di tiga negara bagian yang berbeda selama tiga tahun terakhir dan melaporkan beberapa keberhasilan.
Periode komentar publik tentang proposal berakhir 31 Mei, dan keputusan akan datang.
Tentu saja bakteri bukan satu-satunya pilihan yang menarik untuk mengendalikan penyakit yang ditularkan nyamuk — ada banyak pencegah lain dan melawan serangga mungkin akan mengambil setiap senjata di gudang manusia. Ketika Majalah Smithsonian bulan ini merinci detailnya, teknik-teknik penyuntingan gen dapat digunakan untuk membuat nyamuk bebas penyakit — atau bahkan menghapus serangga sepenuhnya. Tetapi metode itu pasti kontroversial, dan kemungkinan tidak akan praktis untuk mungkin satu dekade.
Sementara itu bakteri Wolbachia yang sebagian besar tanpa tanda jasa mungkin sudah bekerja di alam liar, dan mungkin lebih mudah terkooptasi untuk mendapatkan keuntungan lebih lanjut.
“Jika kita dapat menemukan populasi alami nyamuk yang memiliki Wolbachia, kita dapat mencoba menempatkan nyamuk-nyamuk itu ke daerah lain di mana malaria merupakan masalah besar, ” kata Moreira. “Ini adalah tujuan akhir, banyak orang berusaha mencari solusi untuk malaria dan penyakit lainnya dan saya pikir Wolbachia adalah pendekatan yang sangat menjanjikan.”
