Trap type, baits, and molecular methods influence blood-fed mosquito capture and the identification of host blood meals from outdoor mosquito collections

Le zanzare sono molto più che semplici insetti fastidiosi; sono i corrieri di malattie più efficienti del mondo, poiché trasportano patogeni che causano malaria, dengue e altre gravi malattie negli esseri umani e negli animali. Per capire come si diffondono queste malattie, gli scienziati devono sapere esattamente quali animali stiano pungendo le zanzare. Quando una zanzara effettua un pasto di sangue, sta essenzialmente scattando una fotografia dell'ecosistema locale, rivelando se ha punto una mucca, un uccello, un essere umano o un animale selvatico. Queste informazioni aiutano i ricercatori a mappare le connessioni invisibili tra l'insetto, l'ospite e il virus. Tuttavia, catturare una zanzara che ha appena terminato un pasto è notoriamente difficile. Una volta nutrita, questi insetti smettono di cercare ospiti e cercano invece luoghi bui e umidi per riposare e digerire il loro pasto. Al momento in cui i ricercatori le trovano, il sangue all'interno è spesso parzialmente digerito, rendendo più difficile identificare la fonte originale.

Un team di ricercatori nel nord-est del Sudafrica si è posto l'obiettivo di risolvere questo enigma, testando i modi migliori per catturare le zanzare a riposo e i modi migliori per leggere il DNA al loro interno. Hanno lavorato in paesaggi diversificati, dal vasto Parco Nazionale Kruger ai centri abitati vicini, confrontando diversi trappole e metodi per vedere quali fornissero i campioni più utili. Il loro obiettivo era duplice: primo, trovare il modo più efficace per catturare zanzare nutrite in natura; secondo, determinare quali tecniche di laboratorio potessero identificare con successo l'animale che la zanzara aveva punto, anche quando il sangue era ormai in fase avanzata di digestione.

I ricercatori hanno dispiegato una varietà di trappole sul campo, che spaziavano dalle classiche trappole luminose che simulano la presenza di un ospite a secchi specializzati progettati per sembrare un luogo di riposo buio. Hanno anche testato diversi modi per attirare gli insetti, utilizzando l'anidride carbonica dal ghiaccio secco rispetto a miscele fatte in casa di zucchero o melassa che fermentano per produrre il gas. I risultati hanno mostrato che, sebbene le trappole grandi e aperte come la trappola a tenda e la trappola BG-Pro catturassero il maggior numero totale di zanzare nutrite, esse catturavano principalmente insetti che avevano già digerito significativamente il loro pasto. Al contrario, i metodi che miravano alle zanzare a riposo — specificamente l'aspiratore a zaino, in cui un ricercatore aspira manualmente gli insetti dalla vegetazione, e il semplice secchio da riposo — catturavano meno zanzare in totale, ma una percentuale molto più alta di esse conteneva sangue molto fresco e non digerito. Questa distinzione è fondamentale perché più il sangue è fresco, più è facile identificare l'ospite.

Lo studio ha anche rivelato che la fonte dell'esca contava più di quanto previsto. I ricercatori avevano ipotizzato che la melassa fermentata, che rilascia nutrienti e anidride carbonica, sarebbe stata un'esca superiore per attirare le zanzare che avevano appena mangiato. Tuttavia, i dati hanno mostrato l'opposto: le trappole esca con ghiaccio secco hanno catturato significativamente più zanzare nutrite rispetto a quelle con melassa o zucchero. Sebbene la melassa abbia attirato alcuni insetti, il ghiaccio secco è rimasto l'esca più potente per attirare le zanzare, indipendentemente dal fatto che stessero cercando un nuovo ospite o che si stessero semplicemente riposando nelle vicinanze.

Una volta catturate le zanzare, il team si è spostato in laboratorio per estrarre e analizzare il DNA dai pasti di sangue. Hanno testato tre diversi marcatori genetici per vedere quale funzionasse meglio nell'identificare l'animale ospite. Hanno scoperto che il successo di questa identificazione dipendeva fortemente da due fattori: quanto il sangue fosse stato digerito e quale "primer" genetico venisse utilizzato. I ricercatori hanno usato una scala per misurare la digestione, dove un punteggio di 2 rappresenta un pasto molto fresco e punteggi più alti indicano un pasto scomposto per un tempo maggiore. Hanno scoperto che quando il sangue era fresco (punteggi da 2 a 4), l'analisi genetica era riuscita circa il 62 percento delle volte. Tuttavia, man mano che il sangue diventava più digerito, il tasso di successo scendeva drasticamente a solo il 28 percento. Inoltre, hanno scoperto che un particolare marcatore genetico, che punta a un piccolo frammento di DNA mitocondriale noto come 12S rRNA, era molto più efficace nel produrre risultati leggibili rispetto agli altri due marcatori testati.

Questa combinazione di risultati sul campo e in laboratorio offre un percorso chiaro per i ricercatori che studiano le malattie trasmesse dalle zanzare nell'Africa meridionale e oltre. Lo studio suggerisce che, per ottenere l'immagine più accurata di quali animali vengano punti, gli scienziati non dovrebbero affidarsi esclusivamente a grandi trappole passive che catturano le zanzare dopo che hanno riposato per molto tempo. Inveve, combinare queste con metodi attivi come aspiratori o secchi da riposo può permettere di catturare zanzare con pasti di sangue più freschi. Quando questi campioni più freschi vengono analizzati utilizzando i marcatori genetici più efficaci, la probabilità di identificare con successo l'ospite aumenta drasticamente. Perfezionando questi metodi, gli scienziati possono tracciare meglio il movimento delle malattie e comprendere la complessa rete di interazioni che mantiene in circolo questi patogeni nell'ambiente.