Znaczenie monitoringu populacji komarów miejskich wobec zagrożeń epidemiologicznych

Według danych WHO, choroby wektorowe (choroby przenoszone przez zwierzęta – wektory) stanowią około 17% wszystkich chorób zakaźnych na świecie. Jednymi z najlepiej poznanych wektorów patogenów są komary, które stanowią zagrożenie dla około 4 miliardów ludzi na całym świecie. Postępujące zmiany klimatu oraz urbanizacja mogą dodatkowo zwiększać możliwość rozprzestrzeniania się tych chorób, zapewniając sprzyjające warunki do rozwoju komarów prowadząc do zwiększenia interakcji między ludźmi a wektorami. 

Nieliczne badania prowadzone dotychczas na obszarze Polski dotyczyły głównie faunistyki oraz ekologii komarów i jedynie wspominały o ich potencjale epidemiologicznym. W związku z tym brak jest danych, które mogą stanowić punkt wyjścia do opracowania skutecznych strategii monitoringu populacji komarów w miastach w kontekście prewencji chorób przez nie przenoszonych, szczególnie biorąc pod uwagę globalne zmiany klimatyczne i wynikający z nich napływ obcych gatunków komarów do Polski.

Cele i zakres projektu 

Projekt jest realizowany w ramach programu „Studenckie koła naukowe tworzą innowacje” finansowanego ze środków budżetu państwa, przyznanych przez Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego. Studenckie Koło Naukowe Biologów Uniwersytetu Łódzkiego otrzymało na jego realizację kwotę 69 935,00 zł.

Głównym celem projektu jest przeprowadzenie badań naukowych nad strukturą populacji komarów w ekosystemach miejskich w Polsce i ich udziału w przenoszeniu chorób wirusowych. Pozwoli to na:

• opracowanie strategii monitoringu populacji komarów w Polsce z wykorzystaniem sekwencjonowania nowej generacji;

• wprowadzenie zaawansowanych technik molekularnych do detekcji wirusów transmitowanych przez komary;

• rozwój kompetencji miękkich członków Koła potrzebnych do prowadzenia badań naukowych oraz poszerzenie ich horyzontów naukowych.

W zakresie opracowania strategii monitoringu populacji komarów w Polsce z wykorzystaniem sekwencjonowania nowej generacji planuje się:

• zweryfikowanie efektywności trzech rodzajów pułapek na komary w zakresie ich przydatności w monitoringu komarów na terenach zurbanizowanych w Polsce;

• określenie składu gatunkowego oraz różnorodności molekularnej komarów w wybranych aglomeracjach miejskich ze szczególnym uwzględnieniem gatunków pochodzenia pozaeuropejskiego;

• badanie przesiewowe miejskich populacji komarów w kierunku arbowirusów (wirusów przenoszonych przez stawonogi);

• oszacowanie dynamiki demograficznej wybranych populacji komarów w celu określenia tendencji populacyjnych w badanych aglomeracjach i tym samym ryzyka epidemii. 

Kluczowe etapy realizacji projektu

1. Zbieranie materiału badawczego na terenie czterech aglomeracji miejskich w Polsce z wykorzystaniem pułapek celowanych na przedstawicieli rodziny Culicidae.

2. Sortowanie zebranego materiału i zaklasyfikowanie na podstawie cech morfologicznych poszczególnych komarów do klas: gatunki obce i gatunki krajowe.

3. Izolacja materiału genetycznego (DNA i RNA) z zebranego materiału badawczego.

4. Badania przesiewowe zebranych komarów pod kątem obecności w ich tkankach wirusów stwarzających zagrożenie dla zdrowia i życia z ludzi z wykorzystaniem metod molekularnych.

5. Ocena różnorodności genetycznej populacji komarów obcego pochodzenia geograficznego oraz gatunków rodzimych z wykorzystaniem technologii ONT.

6. Podsumowanie i analiza uzyskanych wyników, udział w konferencjach naukowych i upowszechnienie wyników projektu.

Zastosowane metody badawcze

Zbieranie materiału badawczego odbywa się na terenie Krakowa, Łodzi, Warszawy i Wrocławia z wykorzystaniem trzech typów pułapek, w których atraktantem dla komarów jest światło i/lub dwutlenek węgla. Pułapki rozwieszane są w wybranych lokalizacjach w miastach w sezonie największej aktywności komarów, zgodnie z metodą Latin Square. 

Część laboratoryjna obejmuje identyfikację molekularną komarów na podstawie mitochondrialnego markera COI (barkoding DNA) oraz analizę różnorodności molekularnej z wykorzystaniem jądrowego markera ITS2 i mitochondrialnego markera COII. Badania przesiewowe komarów w kierunku występowania w ich tkankach RNA arbowirusów przeprowadzane są metodą RT-qPCR.

Planowane rezultaty projektu

W wyniku realizacji projektu zostanie opracowana najbardziej optymalna pod względem wysiłku oraz kosztów strategia monitoringu miejskich populacji komarów w Polsce z wykorzystaniem technologii sekwencjonowania ONT (Oxford Nanopore Technology). Wypracowanie protokołu dotyczącego monitoringu komarów w miastach z wykorzystaniem wspomnianej technologii sekwencjonowania będzie pierwszym tego typu opracowaniem w Polsce. To z kolei umożliwi prognozowanie ryzyka epidemii i wdrażanie skutecznych strategii prewencyjnych.

Wyniki i podsumowanie

(zostaną opublikowane po złożeniu raportu z projektu)