wMel Wolbachia modifica il ruolo femminile

Aug 26, 2023

Biologia delle comunicazioni volume 6, numero articolo: 865 (2023) Citare questo articolo

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L'Aedes a Egypti, invasivo a livello globale, diffonde numerosi arbovirus che hanno un impatto sulla salute umana. Un metodo promettente per controllare Ae. a Egypti è la transinfezione con Wolbachia pipientis, che infetta naturalmente circa il 40-52% degli insetti ma non Ae. aegizi. Transinfezione di Ae. a Egypti con il ceppo wMel Wolbachia induce incompatibilità citoplasmatica (CI), consente agli individui infetti di invadere le popolazioni native e inibisce la trasmissione di arbovirus rilevanti dal punto di vista medico da parte delle femmine. Le femmine degli insetti subiscono cambiamenti fisiologici e comportamentali post-accoppiamento, definiti risposta femminile post-accoppiamento (PMR), necessari per una fertilità ottimale. Le PMR sono tipicamente provocate dalle proteine ​​del liquido seminale maschile (SFP) trasferite con lo sperma durante l'accoppiamento, ma possono essere modificate da altri fattori, inclusa la composizione del microbioma. Wolbachia ha effetti modesti su Ae. a Egypti, ma la sua influenza su altri PMR è sconosciuta. Qui, mostriamo che Wolbachia influenza la fecondità femminile, la fertilità e l’incidenza dei nuovi accoppiamenti e estende significativamente la longevità delle femmine vergini. Utilizzando metodi proteomici per esaminare il proteoma seminale dei maschi infetti, abbiamo scoperto che Wolbachia influenza moderatamente la composizione dell'SFP. Tuttavia, abbiamo identificato 125 proteine ​​Wolbachia trasferite paternamente, ma le proteine ​​del fattore CI (Cifs) non erano tra queste. I nostri risultati indicano che l’infezione da Wolbachia di Ae. a Egypti altera la PMR femminile, influenzando potenzialmente i programmi di controllo che utilizzano individui infetti da Wolbachia.

Le zanzare Aedes a Egypti sono una specie invasiva a livello globale che hanno colonizzato con successo ampie porzioni delle zone tropicali e subtropicali1,2. Aedes a Egypti ha una propensione a colonizzare gli ambienti urbani3,4 e le femmine di questa specie prediligono gli ospiti umani5,6, fattori che hanno facilitato la trasmissione dei virus diffusi da questa specie, tra cui la dengue7, Zika8, la chikungunya9 e la febbre gialla virus10. Il territorio abitabile di Ae. Si prevede che a Egypti si espanderà con l’aumento delle temperature globali2,11 e l’aumento dell’urbanizzazione6,12, rendendo il controllo di questa specie essenziale per mitigarne l’impatto sulla salute umana.

Gli sforzi per controllare Ae. aegizi hanno storicamente fatto affidamento sull’uso di insetticidi. Tuttavia, la maggiore resistenza agli insetticidi di Ae. aegizi hanno ridotto l’efficacia del controllo chimico13, rendendo necessario lo sviluppo di nuovi metodi di controllo. Un metodo promettente è la transinfezione di Ae. a Egypti con il batterio intracellulare obbligato Wolbachia pipientis, un simbionte che infetta naturalmente il 40-52% delle specie di insetti14,15, ma non Ae. aegizi. Wolbachia è ereditato per via materna e induce incompatibilità citoplasmatica (CI) negli Ae transinfetti. a Egypti16,17, un fenomeno in cui le femmine non infette che si accoppiano con maschi infetti non producono una progenie vitale, mentre le femmine infette producono una progenie vitale infetta da Wolbachia indipendentemente dallo stato di infezione dei loro compagni. L'induzione di CI consente agli Ae infetti. a Egypti di diffondersi rapidamente nelle popolazioni non infette16,17,18, dove rimangono stabili a lungo termine19. L’infezione da Wolbachia sopprime anche la trasmissione dell’arbovirus da parte di Ae. aegizi, inclusi DENV, ZIKV e CHIKV17,20,21,22,23,24,25,26,27,28,29.

Dato che Ae. a Egypti sono in grado di diffondersi rapidamente nelle popolazioni di zanzare, le popolazioni infette da Wolbachia, compromesse nella loro capacità di trasmettere malattie, possono effettivamente sostituire le popolazioni native dopo il rilascio di maschi e femmine infetti nell’ambiente30. In alternativa, il rilascio continuo di maschi infetti da Wolbachia può ridurre le popolazioni di zanzare autoctone attraverso la creazione di CI31,32. Programmi di sostituzione della popolazione che utilizzano Ae. a Egypti infettati dal ceppo wMel Wolbachia isolato da Drosophila melanogaster sono stati avviati in diverse aree in cui si verifica la trasmissione del DENV33,34,35,36, inclusa a Medellín, in Colombia37. Il successo dell'insediamento di popolazioni infette dipende da un effetto minimo di Wolbachia sui parametri riproduttivi degli Ae liberati. adulti egiziani. È stato segnalato che wMel Wolbachia non ha effetti38 o ha effetti modesti su Ae. a Egypti fertilità39, ma come Wolbachia potrebbe alterare altri processi riproduttivi in ​​Ae. aegizi non è stata esplorata.