Malariamyggan riskbedömning från identifiering av den genetiska grunden bakom värd preferens

Varje 80:e sekund dör en person i Afrika söder om Sahara av smitta efter ett bett från en infekterad malariamygga. Malaria drabbar framförallt barn under 5 år och gravida kvinnor, vilka representerar 70% av dödsfallen. Under senare år har antalet insjuknade och döda minskat kraftigt genom en systematisk ökning och användning av insekticidbehandlade myggnät, och applicering av insekticider inomhus. Detta har lett till en minskad risk för spridning av malaria med 21%, från 2010 till 2015, genom att dessa metoder effektivt reducerat antalet myggbett från arter föredrar att suga blod från människor, och som föredrar att söka efter blod inomhus på natten. Metoderna har varit så effektiva att Anopheles gambiae, den art som anses vara den främsta spridaren av malaria, i stort försvunnet från många regioner söder om Sahara. Tyvärr har de metoder som inriktar sig på myggor som letar efter blod inomhus lett till en ökning av arter som Anopheles arabiensis, som är kvällsaktiva och suger blod från både människor och djur, det vill säga är opportunistiska i sitt val av blodvärd. Flertalet av dessa arter anses nu vara allvarliga vektorer av malaria. 

Preferensen för huruvida dessa myggor föredrar att suga blod hos människor eller djur varierar inte bara hos den individuella myggan utan även mellan olika populationer av myggor, vilket kan variera mellan att antingen ha en hög preferens för människor eller boskap. Graden av preferens har en direkt påverkan på den risk människor har att drabbas av malaria. Det är därför av stor vikt att vi kan kvantifiera preferensen hos olika myggpopulationer på rätt sätt. De metoder som idag används, t.ex. ’Human landing catches’, där frivilliga exponeras för myggor, är både arbetskrävande och i dagsläget etiskt ifrågasatta. Fällor associerade med bostäder, och andra metoder som inriktar sig mot myggor som suger blod inomhus, är partiska och ger inte en rättvis bild av den nuvarande artsammansättningen. Metoder som utvecklats för att fånga myggor utomhus har inte påvisats vara tillförlitliga för att exakt kvantifiera myggors preferens. 

Det vi behöver är en övervakningsmetod som kan bestämma myggors preferens för människor, som är noggrann, förknippad med låg risk, och som inte är beroende av en specifik fångstmetod. Detta kan göras genom att identifiera och associera specifika DNA mönster hos myggor, så kallade genetiska markörer, som kan länkas till deras preferens för människor eller boskap. Genom att identifiera myggpopulationer med en stark preferens för människor kan vi utforma riktade kontrollmetoder för utsatta regioner och på så sätt reducera både arbetsinsats och kostnader. 

Varför tror vi att myggans preferens återspeglas i dess DNA? 

För det första kan myggors preferens överföras från en generation till nästa. För det andra, finns det två bra exempel på hur skillnader i DNA-uppsättningen speglar skillnader i preferens för människa och boskap. Hos den opportunistiska malariamyggan, An. arabiensis, har en invertering av en del av en kromosom kopplats till en förändring i preferensen för boskap, och hos gulafebernmyggan, har mindre förändring i ett organ som husar doftreceptorer visat sig påverka preferensen för människor och andra djur. 

Hur planerar vi att identifiera de genetiska markörerna? 

I Kilombero-dalen i Tanzania finns det populationer av An. arabiensis som varierar mellan att ha en stark preferens för människor till att ha en stark preferens för boskap. Vi avser att samla in myggor från en av dessa populationer, identifiera om dessa sugit blod från människor eller boskap, och därefter sekvensera hela deras genom. Härefter kommer vi att identifiera variationer i deras DNA, det vill säga genetiska markörer, som associeras med myggornas värdpreferens. Härnäst kommer vi att verifiera att dessa kan förutse preferensen hos myggor i en annan population. Vi kommer även att etablera en laboratoriekoloni av myggor med preferens för människor, och vidare selektera för myggor som föredrar att suga blod från kor. Efter tio generationer sekvenserar vi genomet och undersöker om de genetiska markörerna har förändrats och undersöker även om det finns nya markörer som kan stödja deras värdpreferens. 

Detta projekt kommer att bidra med nya metoder och verktyg, samt stärka de nuvarande metoder som idag finns för övervakning och kontroll av malariamyggor. Med målet att bygga upp kapaciteten i Tanzania genom att introducera nya molekylära metoder för att identifiera genetiska markörer, vilka kommer att vara betydande i framtiden för att öka vår förståelse för dessa sjukdomsvektorers föränderliga beteenden.