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

Muggen zijn meer dan alleen maar irritante bijters; ze zijn de meest efficiënte koeriers van ziekten ter wereld, waarbij ze pathogenen dragen die malaria, dengue en andere ernstige ziekten bij mensen en dieren veroorzaken. Om te begrijpen hoe deze ziekten zich verspreiden, moeten wetenschappers precies weten op welke dieren de muggen zich voeden. Wanneer een mug een bloedmaaltijd neemt, maakt het in feite een momentopname van het lokale ecosysteem, waarbij wordt onthuld of het een koe, een vogel, een mens of een wild dier heeft gebeten. Deze informatie helpt onderzoekers om de onzichtbare verbindingen tussen het insect, de gastheer en het virus in kaart te brengen. Het is echter berucht moeilijk om een mug te vangen die net klaar is met een maaltijd. Nadat ze hebben gevoed, stoppen deze insecten met het zoeken naar gastheren en zoeken ze in plaats daarvan donkere, vochtige plaatsen op om hun maaltijd te verteren. Tegen de tijd dat onderzoekers ze vinden, is het bloed erin vaak al gedeeltelijk verteerd, wat het moeilijker maakt om de oorspronkelijke bron te identificeren.

Een team van onderzoekers in noordoostelijk Zuid-Afrika zette zich in om dit puzzelstukje op te lossen door te testen wat de beste manieren zijn om deze rustende muggen te vangen en wat de beste manieren zijn om het DNA in hen te lezen. Ze werkten in diverse landschappen, van het uitgestrekte Kruger National Park tot nabijgelegen steden, waarbij ze verschillende vallen en methoden vergeleken om te zien welke de meest nuttige monsters opleverden. Hun doel was tweeledig: eerst wilde men de meest effectieve manier vinden om bloed gevoede muggen in het wild te vangen, en ten tweede wilde men bepalen welke laboratoriumtechnieken er succesvol het dier konden identificeren waar de mug op had gebeten, zelfs wanneer het bloed al volop in de vertering was.

De onderzoekers zetten een verscheidenheid aan vallen in het veld in, variërend van standaard lichtvallen die de aanwezigheid van een gastheer nabootsen tot gespecialiseerde emmers die ontworpen zijn om als een donkere rustplaats te dienen. Ze testten ook verschillende manieren om de insecten te lokken, waarbij ze koolstofdioxide van droogijs gebruikten versus zelfgemaakte mengsels van suiker of melasse die fermenteren om het gas te produceren. De resultaten toonden aan dat hoewel grote, open vallen zoals de tentval en de BG-Pro val de hoogste totale aantallen bloed gevoede muggen vingen, ze vooral insecten vingen die hun maaltijden al aanzienlijk hadden verteerd. In contrast hiermee methode die gericht waren op rustende muggen — specif{%} specifiek de rugzakaspirator, waarbij een onderzoeker insecten handmatig uit de vegetatie zuigt, en de eenvoudige rustemmer — vingen minder muggen in totaal, maar een veel hoger percentage van hen had zeer vers, onverteerd bloed. Dit onderscheid is cruciaal omdat hoe verser het bloed, hoe gemakkelijker het is om de gastheer te identificeren.

De studie onthulde ook dat de bron van de lokaas belangrijker was dan verwacht. De onderzoekers hadden de hypothese dat fermenterende melasse, die voedingsstoffen en koolstofdioxide afgeeft, een superieur lokaas zou zijn om muggen aan te trekken die net gevoed hadden. Echter, de gegevens toonden het tegenovergestelde aan: vallen gelokt met droogijs vingen aanzienlijk meer bloed gevoede muggen dan die met melasse of suiker. Hoewel melasse ook wel wat muggen aantrok, bleef droogijs de krachtigste lokaas om de insecten in de val te lokken, ongeacht of ze op zoek waren naar een nieuwe gastheer of simpelweg in de buurt rustten.

Zodra de muggen gevangen waren, ging het team naar het laboratorium om het DNA uit de bloedmaaltijden te extraheren en te analyseren. Ze testten drie verschillende genetische markers om te zien welke het beste werkte bij het identificeren van het gastdier. Ze ontdekten dat het succes van deze identificatie sterk afhing van twee factoren: hoeveel het bloed was verteerd en welke genetische "primer" werd gebruikt. De onderzoekers gebruikten een schaal om de vertering te meten, waarbij een score van 2 staat voor een zeer verse maaltijd en hogere scores aangeven dat een maaltijd langer is afgebroken. Ze ontdekten dat wanneer het bloed vers was (scores 2 tot 4), de genetische analyse ongeveer 62 procent van de tijd succesvol was. Echter, naarmate het bloed meer verteerd raakte, daalde het succespercentage scherp naar slechts 28 procent. Bovendien ontdekten ze dat één specifieke genetische marker, die zich richt op een klein stukje mitochondriaal DNA bekend als 12S rRNA, veel effectiever was in het produceren van leesbare resultaten dan de andere twee markers die ze hadden getest.

Deze combinatie van veld- en laboratoriumbevindingen biedt een duidelijk pad voor onderzoekers die de studie van muggenoverdraagbare ziekten in zuidelijk Afrika en daarbuiten uitvoeren. De studie suggereert dat wetenschappers, om het meest nauwkeurige beeld te krijgen van welke dieren worden gebeten, niet uitsluitend moeten vertrouwen op grote, passieve vallen die muggen vangen nadat ze een lange tijd gerust hebben. In plaats daarvan kan het combineren van die met actieve methoden zoals aspiratoren of rustemmers de kans vergroten om muggen met versere bloedmaaltijden te vangen. Wanneer deze versere monsters vervolgens worden geanalyseerd met de meest effectieve genetische markers, neemt de kans op het succesvol identificeren van de gastheer dramatisch toe. Door deze methoden te verfijnen, kunnen wetenschappers de beweging van ziekten beter volgen en de complexe web van interacties begrijpen die deze pathogenen in de omgeving laten circuleren.