Впервые исследователи показали, что количество паразитов, которые несет каждый комар, влияет на вероятность успешного заражения малярией.
Это открытие имеет значение для разработки вакцины и изучения того, как болезнь распространяется в полевых условиях.
Выводы ученых из Имперского колледжа Лондона также могут объяснить, почему единственная зарегистрированная вакцина против малярии, RTS, S, показала лишь частичную эффективность в недавних испытаниях.
Малярия распространяется, когда комары кусают людей и выпускают микроскопических паразитов, которые живут в слюнных железах комаров, в кровоток человека.
Затем паразиты попадают в печень, где они созревают и размножаются в течение 8-30 дней, прежде чем распространиться по кровотоку и вызвать симптомы малярии.
Не каждый заразный укус комара приводит к малярии. Чтобы определить интенсивность передачи малярии, исследователи и международные организации, такие как Всемирная организация здравоохранения, в настоящее время полагаются на показатель, называемый уровнем энтомологической инокуляции (EIR): среднее количество потенциально заразных укусов комаров на человека в год.
Однако при этом не учитывается, насколько заразным может быть каждый из этих укусов – каждый укус считается одинаково заразным. Предыдущие исследования с использованием инъекционных игл паразитов показали, что это может быть не так, но не было никаких всеобъемлющих исследований с использованием кусающих комаров, которые более точно отражали бы реальные сценарии.
Теперь, в исследовании, финансируемом Инициативой против малярии PATH и Советом по медицинским исследованиям, опубликованном в журнале PLOS Pathogens, исследователи определили, что количество паразитов, переносимых каждым отдельным комаром, влияет на то, разовьется ли у человека малярия. Некоторые комары могут быть заражены гиперинфекцией, что делает их особенно вероятными для передачи болезни.
В исследованиях на мышах исследователи определили, что чем больше паразитов присутствует в слюнных железах комара, тем более вероятно, что он будет заразным, а также тем быстрее будет развиваться любая инфекция.
Соавтор исследования доктор Эндрю Благборо из отдела естественных наук Imperial сказал: "Эти результаты могут иметь серьезные последствия для общественного здравоохранения. Мы показали, что концепция полагаться только на количество укусов для прогнозирования малярийного бремени ошибочна и, вероятно, препятствует успешному использованию мер контроля и разработке эффективных вакцин.
"Удивительно, что взаимосвязь между плотностью паразитов и инфекционностью не была должным образом исследована ранее, но эти исследования довольно сложны для выполнения."
Команда установила повторяющиеся циклы заражения, так что группы инфицированных комаров, содержащие различное количество паразитов, неоднократно кусали мышей, находящихся под действием седативных препаратов, передавая им малярию при различных условиях передачи.
Это позволяло им отслеживать, сколько отдельных паразитов укрывают разные комары, сколько мышей были инфицированы в результате контакта с ними и сколько времени потребовалось у мышей, чтобы заболеть малярией.
Проведя дальнейшие исследования на мышах и людях-добровольцах, команда также смогла объяснить, почему вакцина против малярии RTS, S эффективна только в 50% случаев и почему любая защита быстро падает через три года.
Вакцина была менее эффективной, когда мышей или людей укусили комары, несущие большее количество паразитов. Исследователи думают, что это связано с тем, что вакцина может убить только определенную часть паразитов и подавляется, когда популяция паразитов слишком велика.
Во всех регионах, пораженных малярией, будет множество комаров, переносящих разное количество паразитов. Доктор Благборо сказал: "Большинство москитов в дикой природе либо не инфицированы, либо инфицированы на довольно низком уровне, но некоторые отдельные комары регулярно очень сильно заражены.
"По мере того, как уровень малярии в регионе снижается из-за успешного применения вмешательств, ожидается, что количество этих гиперинфицированных комаров снизится, но полностью предотвратить их невозможно, если вмешательство не будет очень мощным."
Соавтор исследования доктор Томас Черчер из Центра анализа и моделирования эпидемий MRC компании Imperial сказал: "Разработка вакцин прошла долгий путь, и это новое понимание должно помочь более тщательному тестированию будущих исследований вакцин.
"Однако в конечном итоге маловероятно, что одна волшебная пуля сможет искоренить малярию, и мы должны продолжать искать и применять комбинации стратегий для снижения бремени этой болезни."
Доктор Морверн Робертс, руководитель программы по глобальным инфекциям в Совете медицинских исследований, который финансировал исследование, сказал: "Исследователи давно задались вопросом: чем больше малярийных паразитов в ротовой полости комара, тем выше вероятность того, что они заразят хозяина этой болезнью?. До сих пор никому не удавалось продемонстрировать это, но авторы этой статьи показали, что это верно как для моделей мышей, так и для людей.
"По их мнению, эти знания чрезвычайно важно учитывать при разработке вакцин против малярии и других трансмиссивных болезней."