Как стать невкусным для комаров?

Комары ежегодно убивают сотни тысяч человек. Наука предлагает истребить их — или измениться самим

Каждый год люди скупают миллионы упаковок репеллентов в надежде защитить себя от укусов комаров. Этот гигантский раздражитель портит наш отдых на природе и на даче, гонит из парков и от водоемов летними вечерами. Но, помимо этого, комары еще и переносят малярию и другие заболевания, от которых гибнут тысячи людей в год. «Холод» рассказывает, как современная наука предлагает бороться с комарами. Спойлер: можно не только уничтожать их, но и сделать непривлекательными нас.

Чтобы не пропускать главные материалы «Холода», подпишитесь на наш инстаграм и телеграм.

Если вы не знаете, чем поразить друзей на вечеринке, то вот вам безотказный рецепт: спросите: «Какое животное самое смертоносное на свете?» И после того как ваши собутыльники переберут всех крокодилов, акул, волков и медведей гризли, скажите им правильный ответ: «Комар!» Число жертв комаров — 725 тысяч человек в год (по данным ВОЗ несколько меньше; на 2021 год — 619 тысяч) — превышает даже среднее число людей, погибших от рук других людей (правда, ненамного). Комары — переносчики малярии, лихорадки денге и ряда других опасных инфекций, которые каждый год собирают с человечества тяжелую дань. Не стоит думать, что это касается только далекой Африки. Изменение климата открывает комарам дорогу в северные широты. Например, этим летом комары — переносчики лихорадки денге появились в Париже.

Но разве нам нужны аргументы для того, чтобы не любить комаров? «Комары. Я ненавижу их» — так, хлопнув комара, начинал свою лекцию Барт Кнолс, голландский энтомолог, который посвятил свою жизнь поискам способов наиболее эффективного уничтожения комаров. Один из них принес ему Шнобелевскую премию 2006 года (ей награждают за необычные и остроумные исследования, чтобы привлечь внимание и подстегнуть интерес людей к науке, медицине и технологиям), а в 2011 году на использование этой идеи Фонд Билла и Мелинды Гейтс выделил грант на 775 тысяч долларов: метод основан на использовании в качестве приманки запаха нестираных носков, который оказался непреодолимо привлекательным для комаров. Не хуже, чем носки, эту роль играл лимбургский сыр.

Кнолс, чью вендетту против комаров можно объяснить тем, что его жена Инга едва не погибла от малярии, впоследствии разработал несколько вариантов запаховых ловушек для комаров, противокомариную пилюлю (кровь человека, принявшего ее, становится токсичной для насекомых), а также предложил использовать собак для поиска комариных личинок.

Война на уничтожение

Однако стоит ли останавливаться на полумерах? Возможно, надо решить, кто из нас должен остаться на этой планете? Мы или они? Технология массового уничтожения противника у нас есть уже больше пяти лет, она называется «генный драйв». Суть этого метода состоит в том, чтобы воспользоваться естественным клеточным механизмом репарации (восстановления) поврежденной ДНК в половых хромосомах для того, чтобы распространить нужную мутацию по всей популяции.

Этот механизм, который называется гомологичной рекомбинацией, основан на том, что клетка использует для восстановления поврежденной ДНК ее копию из парной хромосомы. Если вставить в ДНК ген белка, вносящий такие повреждения, то в популяции начнет распространяться только один генетический вариант. Ученым остается только сделать так, чтобы этот вариант был удобным для людей. Например, сделать самок комаров бесплодными.

Само появление технологии генного драйва вызвало большие споры: защитники биоразнообразия в 2016 году пытались добиться введения моратория на исследования в этой области (безуспешно), заявляя, что бесконтрольное развитие и применение этих технологий может серьезно повлиять на экосистемы. Однако тогда же исследования антикомариного генного драйва в Имперском колледже Лондона получили поддержку — 75 миллионов долларов — того же Фонда Билла Гейтса.

В 2021 году сотрудники Имперского колледжа под руководством профессора Андреа Крисанти опубликовали статью об успешном эксперименте с большой популяцией комаров, которую содержали в специальных клетках. Экспериментальная группа комаров, жившая в клетке объемом 4,7 кубометра, полностью вымерла из-за генного драйва примерно через 300 дней.

Крисанти заявлял в 2017 году, что такой эксперимент должен стать последним этапом перед попыткой эксперимента в природной, но изолированной среде. Судя по последним статьям Крисанти, профессора отвлекли от продолжения этих исследований работы, связанные с COVID-19.

Тем временем ученые предложили не бороться с самими комарами, а сделать их менее гостеприимными для малярийных плазмодиев: с помощью генного драйва сделать так, чтобы в кишечнике комаров вырабатывались вещества, замедляющие развитие плазмодиев — настолько, чтобы они не достигали слюнных желез комаров за время жизни насекомого (которое еще и сокращается под действием этих веществ). Моделирование показало, что этот метод вполне способен разорвать цепочку распространения инфекции.

Но даже если комары совсем перестанут переносить малярию, кусать они не перестанут, а мы по-прежнему будем ходить с волдырями. Так что пока остается рассчитывать на локальные методы. И здесь возникает вопрос: а можно ли нам модифицировать себя, чтобы стать менее уязвимыми для комаров? Или хотя бы менее заметными?

Как стать невкусными

И на этот вопрос, возможно, уже есть положительный ответ. Со времен Шнобелевской премии 2006 года мы твердо знаем, что комары реагируют на запахи. Может быть, нам стоит модифицировать свой запах?

Омар Акбари из Университета Калифорнии в Сан-Диего и его коллеги из Стэнфордского университета решили выяснить, откуда берутся человеческие запахи и как они влияют на поведение комаров. Дело в том, что запахи тела человека создают в основном наши «пассажиры» — многочисленные бактерии, которые населяют нашу кожу. Эти сообщества ученые называют кожным микробиомом, их состав разный у всех людей и на разных участках кожи.

Чтобы исследовать «запаховый пейзаж» человеческого тела, ученые изучили 39 штаммов бактерий, живущих на коже, и те вещества, которые они выделяют. А на следующем этапе провели эксперимент, чтобы проверить, как именно эти вещества влияют на поведение комаров, склонны ли они садиться на сетку, покрытую исследуемым веществом.

Выяснилось, что комаров привлекает главным образом сочетание аммиака и некоторых форм молочной кислоты. При этом также выяснилось, что вещества, которые тоже выделяют кожные бактерии — 2-метилбутановая и изовалериановая кислоты, — напротив, отталкивают их. В высоких концентрациях изовалериановая кислота снижает число случаев «посадок» комаров на 87–99%.

Попытки модифицировать состав и численность бактериального населения человеческого тела сегодня считаются одним из самых перспективных методов в медицине, и микробиом кожи не исключение.

Авторы исследования полагают, что можно методами генетической модификации получить бактерии, выделяющие вещества-репелленты, заселить ими кожу человека и сделать нас таким образом «отталкивающими» для комаров.

«Сделав человеческий запах непривлекательным для комаров, мы сможем переориентировать комаров на питание за счет других животных и снизить таким образом распространение инфекций и ущерб от них», — пишет Акбари и его коллеги.

Кажется, это идеальный вариант: и комары, и люди остаются в живых, мы просто больше не общаемся друг с другом.

Опрос Помогите «Холоду» стать лучше. Пройдите опрос на 7-10 минут.