تغییر «طعم» انسان‌ها و کمک به مبارزه با مالاریا
پزشکی امروز
مالاریا نوعی بیماری انگلی‌عفونی در انسان و حیوان است که از‌طریق نیش‌پشه‌آنوفیلیس‌گامبیای ماده (Anopheles Gambiae) منتقل‌می‌شود. کارشناسان تخمین‌می‌زنند که باوجود چندین دهه تلاش برای ریشه‌کنی و کنترل این نوع پشه،۲۱۴میلیون انسان درسال۲۰۱۵ و اغلب در آفریقا به این بیماری دچارشدند. هیچ واکسنی برای مالاریا وجودندارد و اگرچه بیماری در مراحل اولیه قابل‌درمان است، ولی درمان آن درنواحی مبتلاشده پرهزینه و دشوار می‌باشد.
طی پژوهش‌های اخیر دانشگاه جان‌هاپکینز، منطقه خاصی از مغز پشه با ترکیب‌کردن طعم و بو، طعم‌های منحصربه‌فرد و مطلوب ایجادمی‌کند و این‌یافته‌ها امکان شناسایی ماده‌ای که باعث نامطلوب‌شدن «عطر‌وطعم انسان» برای گونه‌های حامل پشه‌مالاریا می‌شود را بیشتر می‌کند و بنابراین گونه‌ها به‌جای هجوم‌بردن به بدن انسان، این بیماری را در‌خود نگه‌می‌دارند. ایـن‌کار به‌طور بـالقوه سالانه حدود۴۵/۰۰۰ انسان در‌سراسرجهان را از این بیماری مصون نگه‌خواهد داشت.
«تمام پشه‌ها از‌جمله پشه ناقل مالاریا از حس‌بویایی خود برای پیداکردن میزبان برای یک‌وعده غذایی‌خون استفاده‌می‌کنند. هدف‌ما این‌است که‌به پشه‌ها اجازه‌دهیم تا مشخص‌کنند که چه بویی برای آنها زننده‌است و از آن بوها برای جلوگیری از نیش‌زدن آنها استفاده‌کنیم.»
با‌توجه به اینکه حس‌بویایی جهت بقای‌پشه ضروری‌است، هر پشه ۳جفت «بینی» برای حس‌کردن بوها دارد: ۲ شاخک، ۲ آرواره (Palpus) فک‌بالا و ۲نیش(Labella). آرواره‌های فک‌بالا زواید ضخیم و کرکی هستند که از منطقه‌تحتانی سر پشه کم‌و‌بیش به موازات خرطوم‌پشه بیرون‌می‌زند. غلاف طویل و انعطاف‌پذیری، «سوزن‌تغذیه‌ای» پشه را تا زمان موردنیاز می‌پوشاند. نیش‌ها که در نوک خرطوم‌پشه قراردارند، ۲منطقه کوچک شامل نورون‌های «چشایی» برای حس‌کردن مزه و نورون‌های بویایی برای تشخیص بوها می‌باشند.
محققان جهت درک بهتر چگونگی دریافت و پردازش اطلاعات بویایی از این مناطق حسی متعدد در پشه آنوفیلیس‌گامبیای عامل مالاریا، مسیر نورون‌های بویایی را بررسی‌کردند تا متوجه‌شوند که نورون‌های بویایی این مناطق چگونه و از کجا وارد مغز می‌گردند.
از‌آنجا‌که نورون‌های OR)Olfoctory Receptors)در پشه‌های حامل ویروس زیکا به تمایز انسان از سایر حیوانات خون‌گرم کمک‌می‌کنند، محققان با تکیه بر‌این فرض و استفاده از فن‌آوری‌های‌نوین علم ژنتیک، نورون‌های مشخص و ذکرشده در بالا را به رنگ‌سبز و درخشان درآوردند که پیش از‌آن هرگز در پشه‌ها استفاده نشده‌بود. برچسب سبز درخشان به‌طورخاص برای ایجاد درخشش در نورون‌هایی طراحی‌شد که بوهای پیچیده (ترکیبی) را از‌طریق پروتئین‌هایی به‌نام گیرنده‌های‌بودار(ORS:Odorent Receptors) دریافت‌می‌کنند.
«این اولین‌بار است که محققان موفق‌شدند تا به‌طور خاص نورون‌های‌حسی را در پشه‌ها هدف قراردهند. پیش‌ازاین محققان از مگس به‌عنوان نمادی برای تمام حشرات استفاده‌می‌نمودند، اما درحالحاضر می‌توان حس‌بویایی را به‌طور‌مستقیم در حشرات ناقل مالاریا بررسی‌کرد. این روش ژنتیکی به‌خوبی عملکرد و اکنون به‌راحتی می‌توان نورون‌های تشخیص دهنده‌بو را مشاهده‌‌نمود.
همانطورکه انتظارمی‌رفت، نورون‌هایOR مانند مگس‌ها از شاخک‌ها و پالپوس‌های فک بالا به‌مناطق متقارنی از مغز به‌نام لوب‌ها حرکت‌می‌کردند. اما محققان با مشاهده اینکه نورون‌هایOR مربوط‌به نیش‌ها به‌منطقه به‌اصطلاح ساب ازوفاژیال رفتند، شگفت‌زده شدند. این ناحیه پیش‌ازاین هرگز با حس‌بویایی در هیچ مگس یا حشره‌ای مرتبط نشده‌بود و این منطقه را تابه‌حال تنها با حس‌چشایی مرتبط می‌دانستند.
این یافته‌ها نشان‌می‌دهند که شاید پشه‌ها نه‌تنها بوی انسان، بلکه طعم ما را نیز دوست ندارند. این احتمال وجوددارد که نیش‌ها(Labella) مواد بوداری که از پوست ما تراوش‌می‌کند را شناسایی‌کرده و زمانی‌که پشه به‌دنبال محلی برای‌گزیدن‌است، مزه دلخواه پوست ما را تحت‌تأثیر قرارداده و احتمالاً شیوه دیگری را برای دفع پشه‌ها در‌اختیار محققان قرارمی‌دهد. شاخک‌ها و پالپوس‌های فک‌بالا در تشخیص سیگنال‌های دوربرد تخصصی‌تر هستند. درحالی‌که نیش‌ها در‌تماس مستقیم با پوست ما قرارگرفته و پشه‌ها پیش‌از واردکردن خرطوم سوزن‌مانند خود، از نیش‌ها برای بررسی پوست قربانی استفاده‌می‌کنند.
محققان معتقدند:«واقعاً نمی‌دانیم چرا پشه‌ها این‌کار را انجام‌می‌دهند اما گمان‌می‌کنیم به‌دنبال نشانه‌های حسی‌هستند که‌دسترسی‌آسان به رگ‌خونی را نشان‌دهد». این مطلب نشان‌می‌دهد که ترکیب مواد دافعه ممکن‌است به دو روش، پشه‌ها را از گزیدن ما منع‌کنند. یک روش می‌تواند نورون‌های شاخک را هدف‌بگیرد و احتمال نزیک‌شدن بیش‌ازحد آنها را کاهش‌دهد درحالی‌که روش‌دیگر می‌تواند نورون‌های نیش‌ها را هدف قرارداده و اگر به‌اندازه‌کافی به ما نزدیک شوند (پیش‌از مکیدن خون ما)، با ایجاد انزجار در پشه‌ها آنها را دورکند.
سیستم ژنتیکی دو بخشی که محققان برای تولید نورون‌های درخشان ابداع‌کردند، ترکیب و تطبیق پشه‌های تغییریافته از‌نظر ژنتیکی برای تولید صفات جدید را برای آنها بسیار ساده‌ترکرد. آنها درحالحاضر سویه‌ای از پشه‌های آنوفیلیس‌گامبیا ایجادکرده‌اند که نورون‌هایOR آنها با فعال‌سازی، درخششی سبزرنگ پیدامی‌کند. به‌این‌ترتیب دانشمندان می‌توانند مشاهده‌کنند که کدام نورون‌ها در پاسخ به‌یک بوی خاص فعال‌می‌شوند.
«امیدواریم با استفاده از‌این‌روش، ماده‌بودار بی‌خطر و خوش‌بویی پیداکنیم که در غلظت‌های بسیار پایین برای پشه‌ها به‌شدت زننده‌باشد».
علاوه‌بر‌این، محققان موفق به مقایسه مغز پشه‌های نر و ماده گشتند. از‌آنجا‌که تنها پشه‌های ماده از حس‌بویایی خود برای پیداکردن انسان‌ها استفاده‌می‌کنند و پشه‌های نر تنها از شهد تغذیه‌می‌کنند، قبلاً تصور‌می‌شد که پشه‌های‌نر حس‌بویایی ابتدایی دارند. باوجود این محققان دریافتندکه میزان پیچیدگی مغز پشه‌های‌نر در شناسایی بوها به‌رغم تعداد کمتر نورون‌های بویایی، مشابه باپشه‌های ماده است. «به‌نظر می‌رسد که پشه‌های‌نر ممکن‌است نسخه کوچک‌شده‌ای از حس‌بویایی پشه‌های‌ماده را داشته‌باشند. بنابراین پشه‌های‌نر اگرچه نه به‌خوبی پشه‌های‌ماده اما می‌توانند هرآنچه پشه‌ماده بو بکشد را بوکنند».
پژوهشگران قصددارند تا از انواع دیگر نورون‌ها برای درک بهتر چگونگی تعامل سیگنال‌های ۳نوع گیرنده‌بویایی پشه‌ها برای تحت‌تأثیر قراردادن رفتار آنها استفاده‌کنند. برای نمونه، چرا خود اسیدلاکتیک جذاب(Attractive) نیست اما در ترکیب با دی‌اکسیدکربن بسیار جذاب به‌نظر‌می‌رسد؟
محققان برآن هستند تا متوجه شوند که کدام مناطق و نورون‌های مغز باعث این اثر ترکیبی (Combined effect) می‌گردند و چنانچه بتوانند آنها را شناسایی نمایند، شاید بتوانند عملکرد آنها را نیز متوقف‌کنند.
Ref
John Hopkins University (research unit) AP.2017
ثبت نظر