Làm thế nào muỗi tìm kiếm và ăn vật chủ của chúng là những yếu tố quan trọng trong cách một loại virus lưu hành trong tự nhiên. Muỗi lây lan bệnh bằng cách hoạt động như những người mang virus và các mầm bệnh khác: Một con muỗi cắn một người bị nhiễm vi-rút có thể nhiễm vi-rút và truyền nó cho người tiếp theo mà nó cắn.
Đối với các nhà miễn dịch học và các nhà nghiên cứu bệnh truyền nhiễm như tôi, việc hiểu rõ hơn về cách virus tương tác với vật chủ có thể đưa ra các chiến lược mới để ngăn ngừa và điều trị các bệnh do muỗi truyền.
Trong nghiên cứu được công bố gần đây của chúng tôi, các đồng nghiệp của tôi và tôi phát hiện ra rằng một số loại vi rút có thể làm thay đổi mùi cơ thể của một người để hấp dẫn hơn đối với muỗi, dẫn đến nhiều vết cắn hơn cho phép vi rút lây lan.
Muỗi xác định vị trí một vật chủ tiềm năng thông qua các tín hiệu cảm giác khác nhau, chẳng hạn như nhiệt độ cơ thể của bạn và carbon dioxide phát ra từ hơi thở của bạn.
Mùi cũng đóng một vai trò. Nghiên cứu trong phòng thí nghiệm trước đây đã phát hiện ra rằng những con chuột bị nhiễm sốt rét có những thay đổi trong mùi hương của chúng khiến chúng trở nên hấp dẫn hơn đối với muỗi.
Với suy nghĩ này, các đồng nghiệp của tôi và tôi tự hỏi liệu các loại virus truyền qua muỗi khác, chẳng hạn như sốt xuất huyết và Zika, cũng có thể thay đổi mùi hương của một người để làm cho chúng hấp dẫn hơn đối với muỗi và liệu có cách nào để ngăn chặn những thay đổi này hay không.
Để điều tra điều này, chúng tôi đã đặt những con chuột bị nhiễm virus sốt xuất huyết hoặc Zika, những con chuột không bị nhiễm bệnh và muỗi vào một trong ba cánh tay của buồng thủy tinh. Khi chúng tôi áp dụng luồng không khí qua các buồng chuột để truyền mùi của chúng về phía muỗi, chúng tôi nhận thấy rằng nhiều muỗi đã chọn bay về phía những con chuột bị nhiễm bệnh hơn những con chuột không bị nhiễm bệnh.
Chúng tôi đã loại trừ carbon dioxide là lý do tại sao muỗi bị thu hút bởi những con chuột bị nhiễm bệnh, bởi vì trong khi những con chuột bị nhiễm Zika thải ra ít carbon dioxide hơn những con chuột không bị nhiễm bệnh, những con chuột bị nhiễm sốt xuất huyết không làm thay đổi mức phát thải.
Tương tự như vậy, chúng tôi đã loại trừ nhiệt độ cơ thể như một yếu tố hấp dẫn tiềm năng khi muỗi không phân biệt giữa những con chuột có nhiệt độ cơ thể cao hoặc bình thường.
Sau đó, chúng tôi đánh giá vai trò của mùi cơ thể trong sự hấp dẫn ngày càng tăng của muỗi đối với những con chuột bị nhiễm bệnh.
Sau khi đặt một bộ lọc trong các buồng kính để ngăn mùi chuột đến muỗi, chúng tôi nhận thấy rằng số lượng muỗi bay về phía chuột bị nhiễm bệnh và không bị nhiễm bệnh là tương đương nhau.
Điều này cho thấy rằng có một cái gì đó về mùi của những con chuột bị nhiễm bệnh đã thu hút muỗi về phía chúng.
Để xác định mùi hôi, chúng tôi đã phân lập 20 hợp chất hóa học dạng khí khác nhau từ mùi hương phát ra từ những con chuột bị nhiễm bệnh. Trong số này, chúng tôi đã tìm thấy ba để kích thích một phản ứng đáng kể trong râu muỗi.
Khi chúng tôi áp dụng ba hợp chất này lên da của những con chuột khỏe mạnh và bàn tay của những người tình nguyện của con người, chỉ có một, acetophenone, thu hút nhiều muỗi hơn so với đối chứng. Chúng tôi phát hiện ra rằng những con chuột bị nhiễm bệnh sản xuất acetophenone gấp 10 lần so với những con chuột không bị nhiễm bệnh.
Tương tự, chúng tôi phát hiện ra rằng mùi thu thập được từ nách của bệnh nhân sốt xuất huyết chứa nhiều acetophenone hơn so với mùi của những người khỏe mạnh.
Khi chúng tôi thoa mùi bệnh nhân sốt xuất huyết lên một mặt của tình nguyện viên và mặt khác là mùi của một người khỏe mạnh, muỗi luôn bị thu hút bởi bàn tay có mùi sốt xuất huyết.
Những phát hiện này ngụ ý rằng virus sốt xuất huyết và Zika có khả năng làm tăng lượng acetophenone mà vật chủ của chúng sản xuất và phát ra, khiến chúng thậm chí còn hấp dẫn hơn đối với muỗi. Khi muỗi không bị nhiễm bệnh cắn những vật chủ hấp dẫn này, chúng có thể tiếp tục cắn người khác và lây lan vi-rút hơn nữa.
Tiếp theo, chúng tôi muốn tìm hiểu làm thế nào virus đang làm tăng lượng acetophenone thu hút muỗi mà vật chủ của chúng tạo ra.
Acetophenone, cùng với việc là một hóa chất thường được sử dụng làm nước hoa trong nước hoa, cũng là một sản phẩm phụ trao đổi chất thường được sản xuất bởi một số vi khuẩn sống trên da và trong ruột của cả người và chuột. Vì vậy, chúng tôi tự hỏi liệu nó có liên quan gì đó đến những thay đổi trong loại vi khuẩn trên da hay không.
Để kiểm tra ý tưởng này, chúng tôi đã loại bỏ vi khuẩn da hoặc đường ruột khỏi những con chuột bị nhiễm bệnh trước khi tiếp xúc với muỗi.
Trong khi muỗi vẫn bị thu hút nhiều hơn bởi những con chuột bị nhiễm bệnh với vi khuẩn đường ruột cạn kiệt so với những con chuột không bị nhiễm bệnh, chúng ít bị thu hút hơn đáng kể bởi những con chuột bị nhiễm bệnh với vi khuẩn da bị cạn kiệt.
Những kết quả này cho thấy rằng vi khuẩn da là một nguồn thiết yếu của acetophenone.
Khi chúng tôi so sánh thành phần vi khuẩn da của chuột bị nhiễm bệnh và không bị nhiễm bệnh, chúng tôi đã xác định rằng một loại vi khuẩn hình que phổ biến, Bacillus, là nhà sản xuất acetophenone chính và có số lượng tăng đáng kể trên những con chuột bị nhiễm bệnh.
Điều này có nghĩa là virus sốt xuất huyết và Zika có thể thay đổi mùi của vật chủ bằng cách thay đổi hệ vi sinh vật của da.
Cuối cùng, chúng tôi tự hỏi liệu có cách nào để ngăn chặn sự thay đổi mùi hôi này không.
Chúng tôi đã tìm thấy một lựa chọn tiềm năng khi chúng tôi quan sát thấy rằng những con chuột bị nhiễm bệnh đã làm giảm mức độ của một phân tử chống vi khuẩn quan trọng được tạo ra bởi các tế bào da, được gọi là RELMα. Điều này cho thấy rằng virus sốt xuất huyết và Zika đã ngăn chặn việc sản xuất phân tử này, khiến những con chuột dễ bị nhiễm trùng hơn.
Vitamin A và các hợp chất hóa học liên quan của nó được biết là giúp tăng cường mạnh mẽ việc sản xuất RELMα. Vì vậy, chúng tôi đã cho ăn một dẫn xuất vitamin A cho những con chuột bị nhiễm bệnh trong vài ngày và đo lượng vi khuẩn RELMα và Bacillus có trên da của chúng, sau đó tiếp xúc với muỗi.
Chúng tôi phát hiện ra rằng những con chuột bị nhiễm bệnh được điều trị bằng dẫn xuất vitamin A có thể khôi phục nồng độ RELMα của chúng trở lại mức của những con chuột không bị nhiễm bệnh, cũng như giảm lượng vi khuẩn Bacillus trên da của chúng. Muỗi cũng không bị thu hút bởi những con chuột bị nhiễm bệnh, được điều trị này hơn những con chuột không bị nhiễm bệnh.
Bước tiếp theo của chúng tôi là nhân rộng những kết quả này ở mọi người và cuối cùng áp dụng những gì chúng tôi học được cho bệnh nhân. Thiếu vitamin A là phổ biến ở các nước đang phát triển. Điều này đặc biệt xảy ra ở châu Phi cận Sahara và Đông Nam Á, nơi các bệnh do virus lây truyền qua muỗi đang phổ biến.
Các bước tiếp theo của chúng tôi là điều tra xem liệu vitamin A trong chế độ ăn uống hoặc các dẫn xuất của nó có thể làm giảm sự thu hút muỗi đối với những người bị nhiễm Zika và sốt xuất huyết hay không, và sau đó làm giảm các bệnh do muỗi truyền trong thời gian dài.
Penghua Wang, Trợ lý Giáo sư Miễn dịch học, Đại học Connecticut.
