Он также заметил признаки того, что эта среда с низким уровнем риска меняется как в Индиане, так и в других регионах США.S.
Заслуженный профессор факультета биологии Блумингтонского колледжа искусств и наук Блумингтонского университета, Клей получил поддержку в своих исследованиях по клещам от 2 долларов.7 миллионов грантов от Национального научного фонда, Программы развития национальных институтов здравоохранения и экологии инфекционных заболеваний и других организаций.
Лаборатория Клея обнаружила у клещей на юге Индианы относительно мало патогенов, вызывающих распространенные клещевые заболевания, по сравнению с северо-востоком и такими штатами, как Висконсин и Миннесота.
Но болезнь Лайма была обнаружена всего в нескольких часах к северу от региона вокруг государственного парка Типпеканоу и дюн Индианы на озере Мичиган, и Клей сказал, что есть признаки того, что новые виды клещей и, возможно, переносимые ими патогены проникают в этот район.
"Только за последние 10 лет мы видим, что ситуация значительно изменилась", – сказал Клэй. "Раньше вы никогда не видели клещей-одиночек в Индиане; теперь они очень распространены. Через 10 лет мы, вероятно, увидим и здесь галочку на побережье Мексиканского залива.
Есть несколько теорий, объясняющих, почему это происходит, но самая большая из них – это изменение климата."
Переносчик болезней
Выводы сделаны на основе многолетней работы, потраченной на картирование границ клещей и рисков заболеваний, но точная причина сдвига границ не ясна.
Помимо изменения температуры, Клей ссылается на изменения в популяциях животных, в том числе оленей, которые являются крупными мобильными хозяевами для паразитов.
Определение этих границ имеет решающее значение из-за статуса клещей как наиболее важных переносчиков инфекционных заболеваний в U.S. Помимо болезни Лайма, клещи вызывают пятнистую лихорадку Скалистых гор, южную клещевую сыпь и ряд других серьезных заболеваний. Другие состояния, такие как аллергия на мясо млекопитающих, вызванная укусами клещей-одиночек, вызваны иммунным ответом на белки в слюне клещей.
Люди, страдающие аллергией на мясо млекопитающих, испытывают серьезную аллергическую реакцию на потребление мяса, а иногда и других продуктов млекопитающих.
«Клещи играют ту же роль в умеренном климате, что и комары в тропиках», – сказал Клэй. "К счастью для нас, клещи не летают … хотя они могут покататься на птицах."
Но сходство между клещами и комарами, которым нет. 1 в мире переносчик паразитарных заболеваний, которые не ограничиваются тем, что оба вызывают заболевание, передавая патогены, когда они цепляются за своего хозяина, чтобы питаться кровью. Они также связаны тем, как отношения между паразитами и другими менее вредными микроорганизмами в их системах могут быть использованы для защиты людей от инфекции в будущем.
Понимание микробиома
В статье, опубликованной в майском выпуске журнала Molecular Ecology, Эвелин Ринкевич, бывшая докторантка IU в лаборатории Клея и нынешний научный сотрудник Эдинбургского университета, составила каталог микробиома двух основных видов клещей в южной Индиане – собак. клещей и черноногих оленьих клещей – и крови белоногих мышей, животного-хозяина, у которого были собраны клещи.
Микробиом – это уникальное микробное сообщество, которое находится внутри живого организма, и с помощью высокопроизводительного секвенирования генов исследователи могут идентифицировать все бактерии, составляющие микробиом вида. Исследование Рынкевича выявило все основные патогены и симбионты (микроорганизмы, которые, как известно, не вызывают заболевания), обитающие в теле клеща.
«Понимание микробиома клеща действительно закладывает основу для будущих исследований», – сказал Рынкевич. "Есть группы, работающие прямо сейчас над внедрением симбионтов в микробиом комаров, чтобы заблокировать или уменьшить количество патогенов в их системах, которые влияют на людей. Однажды мы сможем сделать то же самое с клещами."
Другой пример – попытка предотвратить болезнь Шагаса – опасное для жизни тропическое заболевание, поражающее миллионы людей во всем мире, – путем генетической модификации кишечного симбионта в насекомом-переносчике, «целующегося жука», который подавляет действие паразита, вызывающего болезнь.
Естественная близость вредных патогенов и безвредных симбионтов в системе клещей также может создать новые опасности для человека, поэтому важно понимать весь спектр микроорганизмов в их системах.
«Симбионты, которые передаются от матери при откладывании яиц, обычно находятся в яичниках или кишечнике, а патогены, которые передаются во время кормления, – в слюнных железах», – сказал Рынкевич. «Но в некоторых других наших исследованиях мы обнаружили симбионтов в слюнных железах клещей, что означает, что они потенциально могут передаваться через укусы.
«Всякий раз, когда вы вводите новый микроорганизм в новую систему, например человека, у вас есть потенциал для создания новых патогенов, даже если они ранее считались безвредными, в зависимости от способности к адаптации."
Необходимость лучшей диагностики
Клей также сказал, что для диагностики клещевых заболеваний у людей необходимы более совершенные инструменты, поскольку те, которые сейчас используют врачи, хуже, чем анализы, проводимые в биологических лабораториях.
«Медицинская сфера действительно не очень хорошо справляется с клещевыми заболеваниями в некотором роде, потому что диагностические тесты не очень точны», – сказал он. "Одинокий звездчатый клещ, например, несет патоген, который тесно связан с болезнью Лайма. Это не болезнь Лайма, но есть большая вероятность, что наши текущие тесты окажутся на нее положительными."
Он сказал, что подобные диагностические ошибки, вероятно, ответственны за большинство случаев болезни Лайма, зарегистрированных в южной Индиане, поскольку исследования его лаборатории не обнаружили никаких доказательств наличия Borellia burgdorferi, бактериального вида, ответственного за болезнь, у клещей, пойманных в их исследованиях.
К счастью, добавил Клей, стандартное лечение антибиотиками от укусов клещей эффективно противостоит большинству клещевых бактериальных заболеваний, если их выявить достаточно рано, независимо от точного диагноза. Но отсутствие более точных тестов затрудняет отслеживание клещевых заболеваний по регионам и оценку их истинного риска для человека.
Охота на клещей
Для проведения исследований ученые IU рискуют отправиться в естественную среду, потому что клещей сложно содержать в лаборатории.
Чтобы поймать клещей, сотрудники лаборатории Клея используют один из трех методов: «перетаскивание клещей», улавливание и выпуск мелких млекопитающих и улавливание углекислого газа.
Первый метод заключается в том, чтобы протащить большой лист белой ткани по земле, заставляя клеща схватить лист, когда он думает, что мимо проходит животное.
Предпочтительны белые листы, потому что темные клещи легко видны на материале.
Другой метод, который использовался в исследовании Рынкевича, заключался в гуманном отлове мелких животных, таких как мыши, которыми обычно питаются клещи. Клещи собираются с животных-хозяев, которые затем помечаются и выпускаются.
В течение нескольких недель ученые обычно собирают несколько клещей у одного и того же животного, причем от одной мыши приходится от 40 до 50 клещей. Сбор клещей для исследования Рынкевича проводился в двух местах в пределах 10 миль от Блумингтона, штат Индиана.
Третий метод, улавливание углекислого газа, включает размещение сухого льда там, где клещи являются обычным явлением.
Клещи используют свою чувствительность к CO2 для обнаружения животных-хозяев, поэтому они стекаются на сухой лед, где их собирают ученые.
Исследователи IU также посещают станции проверки убоя оленей во время сезона охоты, поскольку олени являются хозяевами больших популяций паразитов.
Защита от клещей
Апрель и май – обычно худшие месяцы для клещей-одиночек и собачьих клещей, в то время как черноногие оленьи клещи чаще встречаются осенью. Клей и его коллеги принимают все возможные меры предосторожности, чтобы обезопасить себя от укусов. Это включает в себя ношение резиновых сапог по колено, заправку штанов в носки, ношение светлой одежды и использование инсектицидных спреев.
Клещи не прыгают, поэтому обычно сначала прикрепляются к ногам человека, а затем могут заползать на другие части тела.
Ученые IU также советуют не заходить вброд без защиты в районы, где распространены клещи, такие как травянистые, заросшие кустарником участки или открытые лесные массивы.
Путешественники могут избежать воздействия на окружающую среду, придерживаясь центра тропы, где нет травы и другой растительности. Садовники обычно не подвергаются риску, если только они не работают в более сельских, кустарниковых районах.
По словам Клэя, людям, гуляющим в лесу с собаками, следует проявлять особую осторожность, поскольку домашние животные, как правило, сбивают владельцев с проторенной дороги, а клещей на их шерсти труднее увидеть.
И собак, и кошек также следует лечить от клещей.
Если человек все-таки обнаружил на теле клеща, его следует немедленно удалить. Клей рекомендует использовать щипцы для клещей из местного уличного магазина или обычный пинцет, крепко ухватившись за место, где ротовой аппарат клеща врезается в кожу. Чтобы удалить клеща, потяните его прямо вверх перпендикулярно к коже с медленным постоянным усилием, пока клещ не освободится, затем очистите место спиртом и нанесите крем с антибиотиком.
Не сжимайте слишком сильно, чтобы не раздавить клеща, прежде чем он будет удален.
По его словам, самое важное правило безопасности клещей – это бдительность.
Всегда проверяйте заднюю часть ног и другие участки, которые трудно увидеть, и никогда не садитесь в машину, не проверив наличие клещей.
«К счастью, клещам требуется время для передачи патогенов», – добавил Рынкевич. "Они остаются привязанными несколько дней, но если вы избавитесь от них сразу, ваши шансы что-то подобрать очень низки."