Một phát hiện mới đầy hứa hẹn trong phòng chống các loài Muỗi truyền bệnh

Anandasankar Ray, là trợ lý giáo sư côn trùng học tại Đại học california, Riverside (UCR) và cộng sự đã phát hiện 3 nhóm phân tử mùi bay hơi có thể làm tổn hại nghiêm trọng bộ máy phát hiện khí CO₂ của muỗi, phát hiện này đã được báo cáo trong ấn bản số 2 tháng 6 tạp chí NATURE họ. Nghiên cứu đã thực hiện trong phòng thi nghiệm và bán thực địa ở Châu Phi.

Nghiên cứu đột phá này đã thực hiện trên 3 loài muỗi: Anopheles gambiae , Aedes aegypti , và loài Culex quinquefasciatus . Nhóm các nhà nghiên cứu này đã khám phá là những phân tử mùi này gây ra ảnh hưởng lên những thụ thể của cảm thụ khí CO₂ của loài muỗi, được định vị ở những nơi rất nhỏ, những phần phụ giống antenna được gọi là maxillary palps. Ba nhóm phân tử mùi gồm:

Chất ức chế là phân tử mùi tương tự hexanol và butanal, chúng có thể ức chế thụ thể CO₂ trên muỗi và ruồi.

Chất bắt trước là phân tử mùi, tương tự 2 – butanone, chúng có thể nhại theo CO₂ và có thể dùng như là chất mồi cho việc đánh bẫy muỗi bằng cách thu hút để tránh xa con người.

Chất làm mù là phân tử mùi, giống 2,3-butanedione, nó là nguyên nhân làm kéo dài hoạt tính của CO₂ trên thần kinh của muỗi, gây nên hiệu quả “làm mù” và ức chế hoạt động bộ máy phát hiện CO₂ trong vài phút.

Ray cho rằng: những chất thật sự thuận lợi và là một công cụ tiềm năng để làm giảm sự liện hệ giữa người và muỗi, và có thể dẫn tới sự phát triển thế hệ mới những chất xua và dẫn dụ côn trùng” "Việc xác định các phân tử mùi có thể làm việc ngay cả ở nồng độ thấp, như vậy rất kinh tế - do đó có thể là vô cùng hiệu quả trong việc làm hạn chế khả năng của muỗi để tìm kiếm con người, dẫn đến kiểm soát sự lây lan của những căn bệnh do muỗi truyền."

Muỗi cái lây lan bệnh bằng cách trước tiên chúng đốt máu từ một người bị nhiễm bệnh và sau đó tìm một người không bị nhiễm bệnh đốt tiếp. Chúng cực kỳ nhạy cảm với những thay đổi nồng độ khí CO₂, chúng có thể cảm nhận được khí CO₂ trong hơi thở của con người từ khoảng cách xa. Khi gặp phải một luồng khí CO₂, muỗi theo hướng gió, để cuối cùng đến gần con người.

Hầu hết các thiết bị bẫy muỗi đều sử dụng khí CO₂ để thu hút muỗi. Tuy nhiên, những thiết bị này có xu hướng đắt tiền và cồng kềnh, và những khó khăn thông thường liên quan với việc cung cấp khí CO₂ thông qua các chai chứa khí đốt, đá khô hoặc propane. Trong khi đó, các phân tử mùi bắt chước hoạt động của khí CO₂, có thể dẫn đến sự phát triển lượng mồi nhỏ và ít tốn kém để bẫy muỗi – đây là một lợi ích lớn, đặc biệt là các nước đang phát triển. "Những mồi này có thể dễ mang đi, thuận tiện, dễ dàng bổ sung và có thể được sử dụng ở bất cứ nơi nào muỗi là một mối đe dọa”.

Trong trường hợp của nhóm phân tử "làm mù", nhóm nghiên cứu của Ray đã tìm ra thậm chí 1 tiếp xúc ngắn gọn các phân tử mùi (trong sự pha trộn của 4 mùi: 2,3-butanedione, 1-hexanol, 1-butanal và 1-pentanal) kích hoạt tế bào thần kinh nhạy cảm khí CO₂ trong muỗi cho ít nhất năm phút rưỡi, và khơi mào một đáp ứng mạnh và kéo dài trong các tế bào thần kinh làm phản ứng của muỗi với các kích thích CO₂ sau đó đã bị giảm trong vài phút.

Trong phối hợp với Ring Cardé, 1 giáo sư Côn trùng học tại UCR, Ray đã thử nghiệm hiệu quả của sự phối hợp này trong đường hầm gió, và thấy rằng các chuyến bay của các con muỗi hướng về nguồn khí CO₂ trong các đường hầm gió đã được phá vỡ.

Tiếp theo, trong sự hợp tác với các nhà khoa học Tom Guda và John Githure, nhóm của Ray đã thử nghiệm hiệu quả của sự pha trộn của các chất mùi trong một nghiên cứu bán thực địa tại Kenya tại Trung tâm Quốc tế về Sinh lý học và Sinh thái học côn trùng (ICIPE), Kenya.

Nhóm nghiên cứu đã thả muỗi Culex quiquefasciatus cái trong một nhà kính lớn kèm theo có chứa hai vật cấu trúc giống như túp lều có đặt bẫy phát ra khí CO₂. Các nhà nghiên cứu chọn một trong 2 liều gắn nguồn mùi phối hợp siêu kéo dài dạng có quạt định hướng. Họ tìm thấy rằng chỉ có một vài con muỗi vào được túp lều chỉ có cái bẫy khí CO₂.

"Phần lớn những con muỗi đã bị làm mù bởi sự phối hợp mùi và hành vi của chúng bị gián đoạn để không thể phát hiện các bẫy CO₂", Ray giải thích. "Chúng tôi đã quan sát không thấy có rối loạn hành vi thu hút muỗi trong lều đối chứng - liều có bẫy CO₂ và không có mùi pha trộn".

Nghiên cứu được tài trợ bởi quỹ “Gates Bill & Melinda Foundation”, Ray đã phối hợp với hai thành viên của phòng thí nghiệm của ông: Stephanie Lynn Turner, một cựu sinh viên, và Nan Li, một cựu trợ lý phòng thí nghiệm. Cộng tác viên Cardé, Guda và Githure là các đồng tác giả khác của nghiên cứu này.

Văn phòng công nghệ thương mại của UCR đã nộp đơn xin bằng sáng chế và trong năm 2010 được cấp giấy phép này sở hữu trí tuệ đối với một doanh nghiệp mới, Olfactor Laboratories Inc, đã thành lập một phòng thí nghiệm trong khu vực Riverside lớn hơn để nghiên cứu và phát triển sản phẩm này.

Tài liệu tham khảo:
1.http://www.nature.com/nature/journal/v474/n7349/full/nature10081.html Ultra-prolonged activation of CO2-sensing neurons disorients mosquitoes

2. UCR Newsroom: New Research Holds Big Promise for Fight Against Mosquito-borne Diseases