Zakłócanie wykrywania ludzkiego zapachu przez komary
Finansowany ze środków UE, ponadnarodowy i multidyscyplinarny projekt ENAROMATIC ("European network for advanced research on olfaction for malaria transmitting insect control") zaowocował opracowaniem produktów kontroli mających na celu zapobieganie rozprzestrzenianiu się malarii poprzez zakłócanie wyczuwania ludzkiego zapachu przez owady. Naturalne i syntetyczne związki oddziałujące na białka wiążące substancje zapachowe (OBP) i receptory substancji zapachowych (OR) u komarów zostały wyizolowane za pomocą modelowania i racjonalnego projektowania. Podczas realizacji projektu osiągnięto kilka kamieni milowych. Sklonowano dwanaście OBP i 11 OR występujących głównie w organach zmysłu powonienia samicy, a następnie poddano je ekspresji w komórkach bakterii i owadów łuskoskrzydłych. Wysokowydajne badania przesiewowe (HTS) oparte na komórkach owadów okazały się szczególnie przydatne w szybkich badaniach przesiewowych związków, prowadzonych w poszukiwaniu ligand specyficznych dla OR i wyjaśnianiu funkcji węchowych receptorów zależnych od ligand oraz modyfikatorów zachowania. Badania te są solidne, bogate w informacje, przyjazne dla użytkownika i wiarygodne dla farmakologicznej charakteryzacji receptorów komara oraz testowania dopasowanych do ligand par OBP–OR. Techniki całościowej, fluorescencyjnej hybrydyzacji in situ (WM-FISH), konfokalnej, laserowej mikroskopii skaningowej oraz immunohistochemii pomogły w wyjaśnieniu rozmieszczenia OBP i OR w organach węchu znajdujących się w czułkach komara. Uzyskano surowice odpornościowe o wysokim mianie, mRNA i rybosondy specyficzne dla OR/OBP. Badania immunolokalizacyjne potwierdziły rolę par OBP–OR w wykrywaniu zapachu w oparciu o typ organu węchu. Do przetestowania 82 wyciągów z różnych roślin aromatycznych wykorzystano elektroantenogramy połączone z chromatografią gazową (GC-EAG) i testem środka odstraszającego stosowanego na ciepłe ciało, przeznaczonego dla samic Anopheles gambiae. Dwadzieścia jeden testowanych olejków (ekstraktów) cechowało się silnym ograniczeniem siadania komarów na ciepłym ciele. Pięć silnie odstraszających wyciągów poddano analizie strukturalnej stosując chromatografię gazową ze spektrometrią mas, aby zrozumieć części składowe i pochodne modyfikujące zachowanie. Krystalografia rentgenowska 10 obiecujących OBP potwierdziła zmiany w otworach wiążących oraz innych właściwościach odpowiedzialnych za różnice w OBP i ich specyficzności wiązania. Zbudowano również modele obliczeniowe, aby zbadać interakcje typu białko–ligand w wybranych OBP; uzyskane wyniki poddano walidacji za pomocą mutagenezy specyficznej dla lokalizacji. Badania powinny zoptymalizować związki pod kątem skutecznej zmiany wykrywania ludzkiego zapachu. Neurochipy o układzie mikroelektrody (MEA) sieci neuronalnej ssaków dokonały oceny cytotoksyczności i neurotoksyczności wybranych związków odstraszających, w porównaniu do powszechnie stosowanych środków DEET i EBAAP. Testy ujawniły brak toksyczności przy planowanych dawkach przeznaczonych do stosowania zewnętrznego i negatywnych skutkach ubocznych tylko w przypadku spożycia. Modelowe warunki panujące w chatach i na polach położonych w Nigerii wykorzystano do testowania zachowań samic komara (z rodzaju Anopheles i Culex) wystawionych na działanie odstraszających związków zaburzających wykrywanie zapachów. Naukowcy unikali kontaktu komarów z ludźmi lub zwierzętami korzystając z pułapek na komary. Taki układ okazał się idealny do badania zachowań komarów i testowania nowych narzędzi kontroli. Naukowcy uczestniczący w projekcie ENAROMATIC z powodzeniem udowodnili wykonalność modyfikacji zachowań komarów za pomocą zapachów w celu ograniczenia przenoszenia malarii.
