Микробиом кожи меняет привлекательность для комаров Anopheles (аннотация)
Отдельные люди, более привлекательные для комаров, получают больше всего укусов, что приводит к повышенному риску заражения часто смертельными трансмиссивными заболеваниями, включая малярию.
Привлекательность человека для комаров частично определяется микробиомом нашей кожи, который вносит свой вклад в различия в летучих органических соединениях (ЛОС) в запахе тела. В кожных выделениях содержится более 500 ЛОС, включая кислоты, спирты, альдегиды, эфиры и кетоны. Комары Anopheles, которые переносят малярию, демонстрируют электрофизиологические и поведенческие реакции на некоторые из этих ЛОС, включая гептаналь, молочную кислоту, пропановую кислоту и 1-октен-3-он. Для использования в ловушках для комаров были разработаны синтетические запаховые смеси, содержащие ЛОС человека, что принесло определенный успех.
Было показано, что бактерии, естественно обитающие на коже, способствуют появлению запаха тела, производя микробные летучие органические соединения (МЛОС), которые могут влиять на привлекательность для комаров. Кожные бактерии катаболизируют аминокислоты и липиды в выделениях организма в короткоцепочечные карбоновые кислоты. Было показано, что пот, инкубированный с бактериями, более привлекателен для Anopheles gambiae, чем свежевыделенный пот. Специфические ЛОС, производимые бактериями на коже, были идентифицированы и протестированы на привлекательность для комаров, а летучие вещества были ассоциированы с привлекательностью для комаров. Наше исследование идет дальше, связывая микробиом кожи, запах тела и привлекательность для комаров, предсказывая метаболические пути и, следовательно, выясняя механизмы, которые приводят к разной привлекательности.
Бутановая кислота, углекислый газ, молочная кислота и пропановая кислота в совокупности вызывают привлечение Anopheles. С другой стороны, люди, менее привлекательные для Aedes aegypti, выделяют более специфические репеллентные летучие вещества, включая альдегиды (деканал, октанал, нонанал) и кетоны (геранилацетон и 6-метил-5-гептен-2-он), и современные данные свидетельствуют о том, что они являются естественными репеллентами. Дальнейшее понимание привлекательных и репеллентных МЛОС может привести к разработке репеллентов от комаров с различными способами действия или быть использовано для улучшения существующих систем "push-pull", которые включают соединения для отпугивания комаров от хозяев и аттрактанты для заманивания их в ловушки.
Многие факторы способствуют изменению привлекательности для комаров, включая возраст, диету, пол, беременность, личную гигиену и заражение паразитами. В некоторых случаях эти изменения связаны с различиями в разнообразии микробиома кожи. Существуют также доказательства того, что привлекательность для комаров частично находится под генетическим контролем, и была выдвинута гипотеза, что гены человека могут влиять на привлекательность через формирование состава микробиома кожи. Поскольку неоднородность укусов комаров у разных людей может иметь значительные эпидемиологические последствия, важно понять роль микробиома кожи в дифференциации привлекательности.
В настоящее время роль микробиома кожи в привлекательности человека для комаров до конца не изучена. Изучение различий в обилии родов бактерий на коже у разных людей имеет решающее значение для понимания того, связаны ли различия в привлекательности с различиями в микробиоме кожи. Применение методов химической экологии для определения МЛОС в запахе тела и соотнесение их с бактериями на коже может быть использовано для выявления интересующих нас родов бактерий.
Цель данного исследования заключалась в выявлении дифференциально распространенных родов бактерий между слабо- и высокопривлекательными группами, а затем в прогнозировании метаболических путей, участвующих в производстве запаха тела и привлекательности для комаров Anopheles.
Результаты
В данном исследовании мы изучили, как состав микробиома кожи женщин отличается в зависимости от уровня привлекательности для комаров Anopheles coluzzii, чтобы определить летучие вещества в запахе тела и метаболические пути, связанные с лицами, которые, как правило, мало привлекательны для комаров. Мы использовали поведенческие тесты для измерения привлекательности участников для комаров An. coluzzii, секвенирование ампликонов 16S рРНК бактерий, отобранных с кожи, и газовую хроматографию летучих веществ в запахах тела.
Мы обнаружили различия в составе микробиома кожи между группами с низкой и высокой привлекательностью, в частности, восемь вариантов ампликонных последовательностей (ASVs), принадлежащих к филам Proteobacteria, Actinobacteria и Firmicutes. Количество ASVs стафилококка 2 в четыре раза выше в высокопривлекательной группе по сравнению с малопривлекательной. Были обнаружены связи между этими ASVs и летучими веществами, которые привлекательны для комаров Anopheles. У малопривлекательных участников по сравнению с были обогащены пропаноиновые пути.
Выводы
Наши результаты показывают, что различия в привлекательности людей для комаров связаны с составом кожной микробиоты, что может улучшить запаховые ловушки или другие средства борьбы с переносчиками инфекций нового поколения.
