Onderzoekers zijn een bacterie tegengekomen die van nature in de darmen van muggen voorkomt en die de groei remt van de parasiet die de meest dodelijke vorm van malaria veroorzaakt. Het is onwaarschijnlijk dat de bacterie resistentie zal ontwikkelen en zou daarom gemakkelijk in het wild kunnen worden geïntroduceerd als aanvulling op de bestaande strategieën voor de uitroeiing van malaria.
Malaria, een door muggen overgebrachte ziekte, wordt veroorzaakt door vijf protozoaire parasieten, waarvan Plasmodium falciparum de dodelijkste en meest voorkomende parasiet op het Afrikaanse continent is. In tegenstelling tot andere protozoa infecteert P. falciparum alle soorten rode bloedcellen, van onrijpe jonge cellen tot oude cellen. Indien onbehandeld kan Plasmodium falciparum-malaria ernstig worden en binnen 24 uur tot de dood leiden.
De impact van malaria wordt algemeen erkend, maar er is weinig vooruitgang geboekt bij het terugdringen van de sterfgevallen als gevolg van malaria. Volgens het laatste rapport van de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) zullen er in 2022 249 miljoen gevallen van malaria zijn, vergeleken met 244 miljoen gevallen in 2021. Nu zijn onderzoekers een bacterie tegengekomen die voorkomt dat de Plasmodium falciparum-parasiet zich ontwikkelt in de vrouwelijke muggen die malaria overbrengen.
Als onderdeel van het onderzoek van GlaxoSmithKline (GSK) om nieuwe medicijnen te ontwikkelen, ontdekten onderzoekers die een groep muggen bestudeerden dat het steeds moeilijker werd om ze te infecteren met Plasmodium falciparum. Door muggen en hun broedomgeving nader te bekijken, ontdekten ze dat de insecten een symbiotische bacteriestam met zich meedragen, Delftiasuruhatensis TC1 genaamd, die de groei van protozoa in de darmen van de mug vertraagt, waar ze zich normaal gesproken ontwikkelen voordat ze naar de speekselklieren reizen.
Om de mogelijkheid te onderzoeken om de verspreiding van Plasmodium bij andere muggen te voorkomen, voerden de onderzoekers laboratoriumexperimenten uit waarbij vrouwelijke muggen bloed kregen met D. tsuruhatensis TC1, een bacterie die normaal gesproken in lage aantallen in de muggendarm aanwezig is. Tijdens het experiment nam de hoeveelheid TC1 ongeveer honderdvoudig toe en dit werd bij alle muggen waargenomen. Eenmaal ingenomen wordt de vorming van de oöcysten van P. falciparum met maximaal 73% geremd en stopt de ontwikkeling gedurende minstens 16 dagen en mogelijk levenslang. De besmettelijkheid is ook sterk verminderd: slechts 33% van de muizen raakte besmet met Plasmodium nadat ze waren gebeten door een mug die de bacterie bij zich droeg.
De aanwezigheid van D.tsuruhatensisTC1 had geen invloed op de levensduur van de insecten zelf; ze produceerden nog steeds hetzelfde aantal eieren. Het heeft ook geen significant effect op hun bloedzuigende capaciteiten. Wanneer met D.tsuruhatensisTC1 geïnfecteerde muggen zich voeden met bloed, komen de bacteriën niet vrij in de voederbakken, wat erop wijst dat D.tsuruhatensisTC1 ook niet via beten op mensen wordt overgedragen.
Moleculaire analyse toonde aan dat de werking van de bacterie te danken was aan de productie van een actief molecuul genaamd 'harmane', waarvan de onderzoekers ontdekten dat het door het buitenoppervlak van het insect (cuticula) kon worden geabsorbeerd en verteerd.
Veldstudies in Burkina Faso, West-Afrika, hebben aangetoond dat muggen die de bacterie uit het wild hadden verkregen, net zo goed of zelfs efficiënter door D. tsuruhatensis TC1 werden gekoloniseerd dan in het laboratorium gekweekte muggen. Veldstudies in combinatie met wiskundige modellen laten zien dat D.tsuruhatensisTC1 het potentieel heeft om te worden gebruikt in combinatie met bestaande strategieën om de inspanningen voor de uitroeiing van malaria te verbeteren. Omdat de bacterie niet genetisch gemodificeerd is en deel uitmaakt van het normale microbioom van de mug, is het bovendien onwaarschijnlijk dat de insecten er resistent tegen zullen worden.
Alfonso Mendoza-Losana, een van de co-auteurs van het onderzoek, zei: "De ontdekking van een bacterie die de ontwikkeling van het parasietstadium bij muggen blokkeert zonder de mug aan te tasten, biedt een nieuwe aanpak omdat deze niet schadelijk is voor muggen, waardoor de kans op het ontwikkelen van resistentie klein is. Bovendien is het een non-GMO-bacterie en kan deze snel in het veld worden geïntroduceerd." "
Het onderzoek werd gepubliceerd in het tijdschrift Science.