É a calada da noite e você está enfiado na cama, enrolado até o queixo em um quarto escuro – e de repente você ouve o zumbido revelador de um mosquito passando pela sua orelha.
Algum mosquito espécies se especializam em morder humanos, e esses minúsculos sugadores de sangue se destacam em nos rastrear. A questão é: como os mosquitos atingem suas vítimas com tanta precisão?
A resposta: os mosquitos podem usar seu olfato para identificar sua próxima vítima humana, mesmo que o odor dessa pessoa esteja misturado com o de animais próximos e do ambiente ao redor. Os humanos exalam um buquê único de odores que é distinto dos cheiros exalados por outras criaturas e, para os mosquitos, esse cheiro age como um enorme farol, atraindo-os para o próximo sangue refeição.
“Existem mais de 3.000 espécies diferentes de mosquitos no total, mas apenas alguns mosquitos se especializam em picar humanos”, disse Zhilei Zhao, pesquisador de pós-doutorado em neurobiologia e comportamento na Universidade de Cornell. Zhao e seus colegas estudaram uma dessas espécies de mosquitos, chamada Templos dos egípcioso que mostra uma preferência esmagadora por morder humanos em vez de se alimentar de outros animais.
“Templos dos egípcios ama os humanos. Eles adoram nosso odor”, disse Matthew DeGennaro, neurogeneticista e professor associado da Universidade Internacional da Flórida, que não participou do estudo. Infelizmente, as pragas carregam uma grande variedade de patógenos e podem espalhar doenças como Zika, dengue, chikungunya e febre para os humanos que eles beliscam.
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“Sabemos há muito tempo que A. aegypti os mosquitos são particularmente atraídos por… humanos em comparação com outros animais. Isso é parte da razão pela qual eles são uma ameaça à saúde pública”, disse Laura B. Duvall, professora assistente do Departamento de Ciências Biológicas da Universidade de Columbia, que não esteve envolvida no estudo.
Estudos anteriores sugeriram que A. aegypti os mosquitos podem sentir o cheiro do dióxido de carbono que exalamos e usar essa sugestão química para encontrar carne humana para morder, de acordo com um relatório de 2022 da revista Comunicações da Natureza. DeGennaro e seus colegas recentemente descoberto que as pragas também podem sentir o cheiro de componentes específicos do suor humano, incluindo ácido lático, disse ele à Live Science por e-mail. E outro estudo descobriu que os mosquitos migram para Lençóis Brevibacteriumuma bactéria encontrada nos pés humanos que também dá ao queijo Limburger seu cheiro característico, Live Science relatado anteriormente.
Mas embora os cientistas saibam que todas essas pistas químicas ajudam A. aegypti mosquitos atacam os humanos, “a maioria deles [cues] são encontrados em humanos e animais”, disse Duvall à Live Science em um e-mail. De alguma forma, os mosquitos ainda conseguem arrancar humanos da linha de presas em potencial, apesar dos animais emitirem compostos de cheiro semelhantes. “Nós não sabíamos como eles foram capazes de dizer a diferença”, disse Duvall.
O estudo de 2022 de Zhao, publicado em 4 de maio na revista Naturezadescobriu uma possível solução para esse mistério, ampliando os minúsculos cérebros dos mosquitos.
Para fazer isso, os pesquisadores primeiro usaram uma técnica de edição de genes chamada CRISPR-Cas9 para emendar genes para uma proteína fluorescente em mosquitos ADN; eles usaram especificamente feminino A. aegypti mosquitos, já que os machos da espécie bebem néctar em vez de picar humanos. Uma vez inserido, o gene direcionou as células dos mosquitos para colar a proteína fluorescente em células nervosas específicas, ou neurônios, nos insetos; quando esses neurônios eram ligados, a proteína brilhava em resposta.
“Então, quando os neurônios estão ativos, a fluorescência aumenta”, disse Zhao, que era estudante de doutorado na Universidade de Princeton na época em que a pesquisa foi realizada. Dessa forma, a equipe imbuiu centros de processamento de cheiro nos cérebros dos mosquitos com essas proteínas iluminadas, e eles também colocaram as proteínas nos órgãos detectores de cheiro dos sugadores de sangue, como suas antenas e palpos maxilares, que são minúsculos. órgãos sensoriais que se projetam das peças bucais dos insetos.
A equipe então expôs os mosquitos a uma amostra de cheiros que eles coletaram de diferentes animais, incluindo ratos, porquinhos-da-índia, codornas, ovelhas, cães e, claro, humanos; cada um desses aromas amostrados continha uma mistura de diferentes compostos liberados pelos animais. Para ver quais áreas do cérebro do mosquito se acenderam em resposta às diferentes fragrâncias, a equipe cortou as cabeças insignificantes dos insetos.
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“O cérebro é super pequeno”, apenas cerca de 0,01 polegada (0,5 milímetro) de diâmetro, disse Zhao. Trabalhando sob microscópios, a equipe descascaria a cutícula externa que cobria as cabeças dos mosquitos, expondo cuidadosamente os cérebros crivados de fluorescência dos insetos. Os mosquitos permaneceram vivos durante todo o delicado procedimento. “Suas mãos precisam estar firmes, caso contrário, você simplesmente destrói o cérebro”, disse ele.
Um feixe bulboso de nervos, conhecido como glomérulo, mostrou uma forte reação aos cheiros humanos, mas uma reação fraca aos cheiros dos animais, descobriu a equipe. Eles chamaram esses nervos de glomérulo sensível ao humano (H). Um glomérulo diferente (marcado A) mostrou o padrão oposto, reagindo fortemente a cheiros de animais, mas não de pessoas, e um terceiro glomérulo (marcado B) reagiu fortemente a todos os odores de teste. Para entender melhor esses padrões de ativação, a equipe dividiu as fragrâncias animais em seus compostos componentes, para analisá-los individualmente e em diferentes misturas.
Eles identificaram dois compostos – conhecidos como decanal e undecanal – que apareceram consistentemente em grandes quantidades em suas amostras de cheiro humano, mas em pequenas quantidades nas amostras de animais. Esses compostos têm um cheiro doce e cítrico, semelhante a uma casca de laranja, e são encontrados no sebo humano, um óleo produzido pelas glândulas da pele.
O glomérulo H recém-identificado parecia especificamente sintonizado com esses compostos, reagindo especialmente fortemente a uma mistura sintética dos dois. Enquanto isso, o glomérulo B reagiu apenas modestamente a esse cheiro e o glomérulo A não reagiu de forma alguma. o A. aegypti os mosquitos mostraram uma profunda atração pela mistura, até mesmo voando em direção a ela em um teste realizado em um túnel de vento, descobriram os pesquisadores. Isso sugeriu que decanal, undecanal e a atividade do glomérulo H provocada pelos compostos são fundamentais para como os mosquitos rastreiam hospedeiros humanos.
“É incrível para mim que exista apenas um glomérulo cujo padrão de ativação seja específico para humanos. Eu teria pensado que havia mais”, disse DeGennaro. No entanto, o glomérulo H provavelmente não está funcionando em isolamento completo – os mosquitos têm outros sistemas sensoriais de detecção de produtos químicos, além dos neurônios analisados pela equipe, que também os ajudam a se concentrar nos hospedeiros, disse Duvall. O glomérulo H parece ser um fator-chave de A. aegypti comportamento de caça humana dos mosquitos.
Os autores não testaram se a atividade de bloqueio no glomérulo H mudaria Templos dos egípcios preferência de mosquito longe de humanos e em direção a animais, mas isso pode ser um caminho interessante para pesquisa. Em teoria, os cientistas poderiam desenvolver fórmulas químicas que reduzam a atividade do glomérulo H e, assim, tornem os repelentes de mosquitos mais eficazes, disse DeGennaro. Zhao disse à Live Science que seu colega está trabalhando no desenvolvimento de tais compostos agora.
Outra aplicação potencial para a pesquisa seria preparar atrativos para mosquitos, ou produtos químicos que poderiam ser usados como isca para “atrair mosquitos para longe dos humanos e para uma armadilha”, observou Duvall. Zhao e seus colegas patentearam sua mistura decanal-undecanal e esperam colocá-la nesse propósito.
Zhao disse suspeitar que outras espécies de mosquitos provavelmente mostrem padrões semelhantes de ativação cerebral em resposta a cheiros humanos, desde que usem humanos como hospedeiros primários. “Seria interessante olhar para outras espécies que desenvolveram preferências humanas, como Anopheles mosquitos que podem transmitir maláriaou espécies com outras preferências de hospedeiro, como preferência por pássaros Culex mosquitos”, que geralmente picam animais com mais frequência do que humanos, disse Duvall.
Publicado originalmente no Live Science.
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