Microbiologie in hapklare porties
Muggen, middendarm en ziekte
Het is moeilijk om een beruchter ongedierte te noemen dan de mug. Deze vliegende insecten verpesten niet alleen zomerpicknicks, maar ze brengen ook talloze ziektes over. Een zeer efficiënte soort is de Aedes aegypti-mug die tal van ziekten kan overbrengen, waaronder het knokkelkoortsvirus, het gele koortsvirus, het chikungunya-virus en het Zika-virus.
Een integraal onderdeel van het modelleren van ziekte-uitbraken en vectorbestrijdingsprogramma’s is het begrijpen van het voedingsgedrag van de vectoren die de ziekte overbrengen op gastheren. In het geval van de mug betekent dit dat we moeten begrijpen wat er gebeurt nadat een mug een geïnfecteerde gastheer heeft gebeten of een bloedmaaltijd heeft genomen en zich daarna voedt met een andere gastheer.
De Aedes aegypti-mug zelf heeft een relatief hoge voedingsfrequentie en bijt mensen 0,63 tot 0,76 keer per dag. Deze bloedmaaltijden kunnen worden beschouwd als gedeeltelijke of volledige maaltijden, afhankelijk van het voedingssucces van de mug die kan worden onderbroken door de verdediging van de gastheer, zoals het wegslaan. Als de mug niet in staat is om een volledige maaltijd tot zich te nemen, geven de rekreceptoren in de middendarm van de mug, en de mate waarin de middendarm is opgezwollen, de mug het signaal om door te gaan met het zoeken naar een gastheer.
Als de mug zich voedt met een viraal geïnfecteerde persoon, bevat het bloed dat de mug opneemt virusdeeltjes die zich verspreiden in de darmen van de mug. Bij een volgende bloedmaaltijd kan het virus worden overgedragen op een niet-geïnfecteerde gastheer als het virus ontsnapt door de darmbarrière die voornamelijk wordt gevormd door een eiwit genaamd type IV collageen.
Deze aspecten van de dynamiek van virale overdracht zijn nog nauwelijks onderzocht en de onderzoekers in dit artikel proberen de wisselwerking tussen schade aan het collageen in de middendarm, de grootte van de bloedmaaltijd en virale verspreiding en overdracht te begrijpen.
Om schade in de middendarm te onderzoeken, voerden de wetenschappers een Collagen Hybridization Peptide (CHP) Assay uit. Collageen is een overvloedig aanwezig eiwit dat gebruikt wordt om bindweefsel te verstevigen en te ondersteunen. Door de overvloed aan collageen in de midgut van muggen betekent schade aan de type IV collageenbarrière een verlies van de integriteit van de midgut en het vrijkomen van componenten. In de CHP-test werden de middendarmen ontleed en geprepareerd en vervolgens geïncubeerd met een eiwit dat bindt aan gedenatureerd of afgebroken collageen. Dit eiwit bevat een fluorescerende stof die vervolgens gebruikt kan worden om de hoeveelheid afgebroken collageen te meten met behulp van fluorescentiemicroscopie.
Wanneer de mug een gedeeltelijke infectieuze (Dengue virus) bloedmaaltijd toegediend krijgt, zet de middendarm van de mug minder uit dan wanneer de mug een volledige bloedmaaltijd toegediend krijgt. Bovendien zijn er significante verschillen in de hoeveelheid collageenschade 24 uur na de bloedmaaltijd (hbpm) tussen de niet-gevoede controles, gedeeltelijk gevoede en volledig gevoede groepen.
Bovendien hadden de groepen die slechts één enkele volledige bloedmaaltijd kregen minder schade aan de middendarm dan de groepen die een volledige eerste maaltijd en een secundaire gedeeltelijke maaltijd kregen en de groepen die twee volledige maaltijden kregen. Ongeacht de secundaire voedingstoestand of het volume was de infectieprevalentie onder de groepen vergelijkbaar na 7 dagen infectie.
De aanwezigheid van een secundaire bloedmaaltijd had echter een invloed op de verspreiding van het DENV-virus; er was een hogere prevalentie van DENV-verspreiding dan zonder secundaire bloedmaaltijd (geen verschillen tussen gedeeltelijke versus volledige maaltijden) na 7 dagen na infectie.
Zoals blijkt uit deze experimenten wordt schade aan collageen IV in de middendarm van muggen direct beïnvloed door de grootte van de bloedmaaltijd en de daaropvolgende uitbreiding van de middendarm. Bovendien heeft het verkrijgen van een tweede bloedmaaltijd een groot effect op de verspreiding van het virus. Dit delicate samenspel tussen de hoeveelheid bloedmaaltijden en de behoefte aan vervolgvoedingen is een belangrijke component in de verspreiding van door vectoren overgebrachte ziekten. Door dit verband te benadrukken, kunnen we vectorbestrijdingsprogramma’s, uitbraakmodellen en zelfs toekomstige laboratoriumexperimenten beter ontwerpen. Een onderdeel dat echter nog onderzocht moet worden is hoe het virus zelf ontsnapt uit de middendarm van de mug en of schade of stress zelfs een noodzakelijke component is om te kunnen ontsnappen.
Link to the original post:
Increased blood meal size and feeding frequency compromise Aedes aegypti midgut integrity and enhance dengue virus disseminationJohnson RM, Cozens DW, Ferdous Z, Armstrong PM, Brackney DE (2023) Increased blood meal size and feeding frequency compromise Aedes aegypti midgut integrity and enhance dengue virus dissemination. PLOS Neglected Tropical Diseases 17(11): e0011703. https://doi.org/10.1371/journal.pntd.0011703
Featured image: Figure: Mosquito head. Image source: Photo by Agoenk Fatahillah.
Vertaald door: Liang Hobma
micro-bites.org 