September 27, 2022

Virus dengue dan Zika memanipulasi bakteri yang tinggal di kulit untuk membuat inang mamalia mereka berbau lebih menarik bagi nyamuk, sebuah studi baru menunjukkan. Ini adalah bukti kuat pertama dari virus yang menggunakan dalih beraroma untuk mempercepat penyebarannya.

Pakar penyakit menggunakan serangkaian percobaan untuk menentukan bahwa “skeeters” lebih suka makan pada sekelompok kecil tikus yang terinfeksi demam berdarah dan Zika. Infeksi ini menyebabkan komunitas bakteri pada kulit hewan untuk meningkatkan produksi molekul yang disebut acetophenone, yang pada gilirannya menggelitik minat nyamuk. Namun, memberi hewan pengerat bahan kimia yang berasal dari vitamin A—yang juga merupakan obat untuk jerawat parah—membalas efeknya setelah beberapa hari.

Mengobati pasien demam berdarah dan Zika dengan senyawa tersebut dapat menangkal nyamuk dan mengurangi penularan kedua penyakit tersebut, tim melaporkan hari ini di jurnal Sel.

Tim “sangat bersemangat untuk menemukan fenomena menarik ini, dan menawarkan strategi baru untuk menginterupsi .” [the virus] siklus hidup, sehingga mengendalikan [them from] menyebar secara alami,” Gong Cheng, seorang ahli mikrobiologi di Universitas Tsinghua di China dan rekan penulis temuan tersebut, menulis dalam sebuah email. “Studi kami mungkin memberikan beberapa novel [concepts] untuk menginformasikan strategi kesehatan masyarakat dunia nyata.”

Penelitian sebelumnya telah melaporkan bahwa nyamuk tertarik pada aroma orang yang terinfeksi parasit malaria. Ilmuwan penyakit menular sangat curiga bahwa ini juga terjadi pada virus tertentu yang disebarkan oleh serangga dan artropoda lainnya. Tetapi ini adalah pertama kalinya para peneliti benar-benar mengidentifikasi molekul yang dapat mendorong ketertarikan, Rollie Clem, seorang ahli virus di Kansas State University yang tidak terlibat dalam penelitian, mengatakan dalam sebuah email.

“Ini adalah ilmu yang sangat elegan dan penting. Ahli virologi semakin menyadari bahwa kita perlu memperhitungkan tidak hanya interaksi langsung antara virus dan inangnya, tetapi juga dengan mikroorganisme lain yang ada di dalam atau di inangnya,” jelasnya. “Semua makhluk hidup yang umumnya kita pikirkan sebagai manusia, apakah itu hewan atau tumbuhan, bukanlah entitas tunggal, tetapi komunitas organisme.”

See also  Lebih banyak orang Amerika yang selamat dari kanker sekarang daripada sebelumnya

Virus Zika disebarkan oleh nyamuk yang terinfeksi di daerah tropis dan subtropis. Biasanya menyebabkan gejala ringan atau tanpa gejala, tetapi infeksi selama kehamilan dapat menyebabkan mikrosefali dan masalah bawaan lainnya. Demam berdarah juga terjadi di iklim tropis dan subtropis dan menyebabkan sekitar 100 hingga 400 juta infeksi setiap tahun, meskipun sebagian besar tidak parah.

Untuk memahami bagaimana virus dapat menggunakan bau untuk membantu penularannya sendiri, Cheng dan timnya pertama kali mendemonstrasikan bahwa ketika diberi pilihan antara tikus yang terinfeksi dan yang sehat, lebih banyak nyamuk yang mencoba memakan tikus yang sakit. Para peneliti kemudian menyaring bahan kimia yang dikenal sebagai volatil dari udara di sekitar hewan pengerat untuk meredam bau infeksi mereka. Tanpa isyarat itu, nyamuk mengikuti arah angin dari tikus mengejar hewan yang sehat sesering yang sakit.

Para peneliti selanjutnya menganalisis komposisi kimia volatil, dan mengidentifikasi 20 senyawa yang meningkat atau menurun pada tikus yang terinfeksi dengue dan Zika. Tim menggunakan teknik yang disebut electroantennography, yang mengukur sinyal listrik yang dikirim dari antena serangga ke otak, untuk menilai minat nyamuk pada bahan kimia yang berbeda. Mereka melihat bahwa asetofenon, produk sampingan umum dari bakteri kulit yang juga digunakan sebagai pewangi dan zat penyedap, memicu respons fisiologis terkuat pada pengisap darah.

Untuk menguji ini lebih lanjut, Cheng dan rekan-rekannya membuat eksperimen sampingan yang melibatkan senyawa tersebut. Mereka menemukan bahwa nyamuk lebih tertarik ke ruangan yang diisi dengan asetofenon daripada yang kosong. Serangga juga secara signifikan lebih tertarik pada tikus dengan acetophenone ditaburkan di kulit mereka, dan manusia dengan acetophenone digosokkan di tangan mereka, daripada mereka yang tidak. Selain itu, nyamuk sangat ingin memakan sukarelawan manusia dengan kertas saring yang dicampur dengan zat mudah menguap yang menempel di telapak tangan mereka. (Aromanya diambil dari ketiak pasien demam berdarah.)

See also  Mengapa masalah nyamuk di India semakin parah

Secara terpisah, para peneliti menemukan bahwa tikus yang terinfeksi demam berdarah dan Zika menghasilkan 10 kali lebih banyak asetofenon daripada yang tidak terinfeksi. Pasien demam berdarah manusia juga menghasilkan lebih banyak asetofenon daripada subjek sehat, tetapi perbedaan pastinya tidak diukur.

Akhirnya, untuk mengkonfirmasi asal-usul aroma tip-off, tim menggunakan semprotan alkohol untuk menghilangkan mikrobiota kulit dari tikus yang terinfeksi dan tidak terinfeksi. Itu menyebabkan hewan pengerat hampir tidak menghasilkan asetofenon.

Sementara beberapa jenis bakteri lebih banyak terdapat pada kulit tikus yang terinfeksi daripada yang sehat, empat spesies dari Basil bakteri yang terdaftar sebagai “produsen ampuh” asetofenon, tulis para peneliti. Ketika mereka menyebarkan keempat spesies tersebut pada tikus yang sehat, tikus tersebut menarik lebih banyak nyamuk dibandingkan dengan yang lain yang diobati dengan bakteri penghasil non-asetofenon.

Salah satu cara hewan biasanya menjaga populasi bakteri kulit mereka dan menangkal mikroba penyebab penyakit adalah dengan mengeluarkan protein antimikroba. Cheng dan rekan-rekannya menemukan bukti bahwa virus dengue dan Zika memblokir produksi protein tersebut. Tikus yang sakit telah mengurangi jumlah protein antimikroba yang disebut RELMα pada bulu mereka, serta pengurangan materi genetik yang terkait dengan protein tersebut.

Semua ini menunjukkan bahwa dengan menekan RELMα, virus mendorong Basil bakteri berkembang biak dan memompa lebih banyak asetofenon, yang pada akhirnya membuat inang lebih menarik bagi nyamuk yang lapar.

Untungnya, Cheng dan timnya memiliki solusi potensial dalam pikiran. Penelitian sebelumnya telah menunjukkan bahwa tikus menghasilkan lebih banyak RELMα dan lebih tahan terhadap infeksi kulit setelah makan senyawa yang berasal dari vitamin A. Kelompok tersebut memberi makan tikus yang terinfeksi turunan vitamin A yang dikenal sebagai isotretinoin, yang dapat ditemukan dalam obat jerawat. Setelah perawatan, tikus memiliki lebih banyak protein RELMα secara signifikan dan lebih sedikit Basil bakteri pada kulit mereka. Namun, perubahan itu tidak membuat mereka tahan nyamuk: Mereka menarik jumlah serangga yang sama seperti tikus sehat, tetapi lebih sedikit daripada tikus yang terinfeksi yang tidak diobati.

See also  Apakah vaksin polio aman? Siapa yang membutuhkan booster polio?

Keterbatasan utama penelitian ini adalah bahwa sebagian besar hasil berasal dari percobaan pada tikus, yang memiliki fisiologi kulit berbeda dari manusia, tulis Cheng dalam emailnya. Ada kemungkinan bahwa demam berdarah dan Zika dapat memanfaatkan bakteri yang berbeda dan tidak teridentifikasi ketika menginfeksi manusia, sehingga diperlukan penelitian lebih lanjut tentang bagaimana virus mempengaruhi komunitas mikroba kulit dan produksi asetofenon pada manusia.

Musim panas ini, tim Cheng akan menyelidiki apakah pemberian turunan vitamin A kepada pasien demam berdarah akan melindungi mereka dari gigitan nyamuk. Mereka juga berencana untuk mengeksplorasi apakah pengeditan gen dapat digunakan untuk membuat populasi nyamuk yang tidak dapat mencium bau asetofenon, dan oleh karena itu, tidak akan langsung menuju orang yang terinfeksi virus.

Pertanyaan lain untuk penelitian masa depan adalah apakah jenis virus lain yang dibawa serangga menggunakan trik serupa untuk mengubah inangnya menjadi magnet nyamuk, kata Clem dalam emailnya.

“Orang tidak boleh menyimpulkan, berdasarkan penelitian ini, bahwa mengonsumsi vitamin A akan membuat mereka kurang menarik bagi nyamuk,” tambahnya. “Itu hanya akan membuat orang yang terinfeksi terlihat seperti orang normal yang tidak terinfeksi oleh nyamuk.” Dengan kata lain, senyawa itu akan mencegah orang sakit digigit lebih banyak, tetapi itu tidak akan berfungsi sebagai profilaksis untuk orang sehat.

Namun, kata Clem, temuan tersebut meningkatkan harapan untuk membatasi penularan demam berdarah dan Zika di belahan dunia di mana virus ini biasa ditemukan. Dengan hampir setengah dari populasi dunia berisiko terinfeksi, bahkan sebuah terobosan kecil dapat memiliki hasil yang penting.