Höhepunkte • Manche Menschen sind aufgrund des unterschiedlichen Hautgeruchs durchweg attraktiver für Mücken als andere. • IR-Mutanten (Ir25a und Ir76b) zeigen insgesamt eine verringerte Anziehungskraft auf Menschen. • Mücken mit ausgedehnten Geruchsdefiziten können stark und schwach attraktive Menschen unterscheiden. • Sehr attraktive Menschen haben einen höheren Anteil an Carbonsäuren in ihrer Haut. Die unterschiedliche Anziehungskraft von Mücken auf Menschen hängt mit dem Carbonsäurespiegel in der Haut zusammen. |
Zusammenfassung
Manche Menschen fühlen sich von Mücken mehr angezogen als andere, aber die mechanistischen Grundlagen dieses Phänomens sind kaum verstanden. Wir testen die Anziehungskraft von Mücken auf den Geruch menschlicher Haut und identifizieren Menschen, die für Mücken besonders attraktiv oder unattraktiv sind. Diese Unterschiede blieben über mehrere Jahre stabil. Chemische Analysen ergaben, dass sehr attraktive Menschen deutlich mehr Carbonsäuren in ihren Hautausdünstungen produzieren. Mutierte Mücken, denen chemosensorische Korezeptoren fehlen, waren in ihrer Anziehungskraft auf menschliche Gerüche stark beeinträchtigt, behielten aber die Fähigkeit, hochattraktive von unattraktiven Menschen zu unterscheiden. Der Zusammenhang zwischen erhöhten Carbonsäuren im „Mückenmagneten“ des menschlichen Hautgeruchs und Phänotypen genetischer Mutationen in Carbonsäurerezeptoren legt nahe, dass solche Verbindungen zur unterschiedlichen Anziehungskraft von Mücken beitragen. Das Verständnis, warum manche Menschen attraktiver sind als andere, liefert Informationen darüber, welche Hautgerüche für die Mücke am wichtigsten sind, und könnte die Entwicklung wirksamerer Abwehrmittel beeinflussen.
Kommentare
Es ist unmöglich, sich vor einer weiblichen Mücke zu verstecken : Sie jagt jedes Mitglied der menschlichen Spezies, indem sie unseren CO2-Ausstoß, unsere Körperwärme und unseren Körpergeruch verfolgt. Aber einige von uns sind „Mückenmagneten“ , die mehr als unseren gerechten Anteil an Stichen abbekommen. Blutgruppe, Blutzuckerspiegel, Verzehr von Knoblauch oder Bananen, das Sein einer Frau und ein Junge sind beliebte Theorien darüber, warum jemand ein bevorzugter Snack sein könnte. Für die meisten von ihnen gebe es jedoch kaum glaubwürdige Daten, sagt Leslie Vosshall, Direktor des Rockefeller Laboratory of Neurogenetics and Behavior.
Aus diesem Grund machten sich Vosshall und Maria Elena De Obaldia, eine ehemalige Postdoktorandin in seinem Labor, daran, die führende Theorie zur Erklärung der variablen Attraktivität von Mücken zu erforschen: individuelle Geruchsvariationen, die mit der Hautmikrobiota verbunden sind. Sie haben kürzlich in einer Studie nachgewiesen, dass aus der Haut austretende Fettsäuren einen berauschenden Duft erzeugen können, dem Mücken nicht widerstehen können. Ihre Ergebnisse veröffentlichten sie in Cell .
„Es besteht ein sehr, sehr starker Zusammenhang zwischen großen Mengen dieser Fettsäuren auf der Haut und der Tatsache, dass sie ein Magnet für Mücken sind“, sagt Vosshall, Robin-Chemers-Neustein-Professor an der Rockefeller University und wissenschaftlicher Direktor des Howard Hughes Medical Institute.
Ein Turnier, das niemand gewinnen will
In der dreijährigen Studie wurden acht Teilnehmer gebeten, sechs Stunden am Tag Nylonstrümpfe über ihren Unterarmen zu tragen. Sie wiederholten diesen Vorgang über mehrere Tage. In den nächsten Jahren testeten die Forscher die Nylons in jeder möglichen Paarung im Rahmen eines „Turniers“ im Round-Robin-Stil gegeneinander . Sie verwendeten einen von De Obaldia entwickelten Olfaktometertest mit zwei Optionen, der aus einer Plexiglaskammer bestand, die in zwei Röhren unterteilt war, die jeweils in einer Box mit einer Socke endeten. Sie platzierten Aedes Aegypti-Mücken, die Hauptüberträger von Zika, Dengue-Fieber, Gelbfieber und Chikungunya, in der Hauptkammer und beobachteten, wie die Insekten durch die Röhren zu dem einen oder anderen Nylon flogen.
Das mit Abstand überzeugendste Ziel für Aedes aegypti war Subjekt 33, das für die Mücken viermal attraktiver war als der zweitattraktivste Teilnehmer der Studie und überraschenderweise 100-mal attraktiver als das am wenigsten attraktive Subjekt 19.
Die Proben in den Versuchen wurden nicht identifiziert, sodass die Experimentatoren nicht wussten, welcher Teilnehmer welches Nylon verwendet hatte. Dennoch würden sie bemerken, dass bei jedem Test mit Proband 33 etwas Ungewöhnliches im Gange war, weil die Insekten auf diese Probe zuschwärmen würden. „Es wäre innerhalb von Sekunden nach Beginn der Probe offensichtlich“, sagt De Obaldia. „So etwas begeistert mich als Wissenschaftler wirklich. Das ist eine echte Sache. Das ist ein toller Effekt.“
Die Forscher klassifizierten die Teilnehmer in hohe und niedrige Attraktoren und fragten dann, was sie unterschied. Sie verwendeten chemische Analysetechniken, um 50 molekulare Verbindungen zu identifizieren, die im Talg (einer Feuchtigkeitsbarriere in der Haut) von Teilnehmern mit hoher Attraktivität erhöht waren. Dabei entdeckten sie, dass die Mückenmagnete viel mehr Carbonsäuren produzierten als die weniger attraktiven Freiwilligen. Diese Substanzen kommen im Talg vor und werden von den Bakterien auf unserer Haut verwendet, um unseren einzigartigen menschlichen Körpergeruch zu erzeugen.
Um ihre Ergebnisse zu bestätigen, rekrutierte Vosshalls Team weitere 56 Personen für eine Validierungsstudie. Wieder einmal war Thema 33 das attraktivste und blieb es auch im Laufe der Zeit.
„Einige Probanden waren mehrere Jahre lang in der Studie und wir sahen, dass sie, wenn sie ein Mückenmagnet waren, immer noch ein Mückenmagnet waren“, sagt De Obaldia. „Vieles an der Person oder ihrem Verhalten hätte sich in dieser Zeit ändern können, aber das war eine sehr stabile Eigenschaft der Person.“
Sogar Mutanten finden uns
Menschen produzieren hauptsächlich zwei Arten von Gerüchen, die Mücken mit zwei verschiedenen Sätzen von Geruchsrezeptoren wahrnehmen: Orco- und IR-Rezeptoren. Um herauszufinden, ob es ihnen gelingt, Mücken so zu manipulieren , dass sie Menschen nicht erkennen können, erstellten die Forscher Mutanten , denen ein oder beide Rezeptoren fehlten. Die Mutanten blieben von Menschen angezogen und konnten zwischen Mückenmagneten und schwachen Attraktoren unterscheiden, während die IR-Mutanten ihre Anziehungskraft auf Menschen in unterschiedlichem Maße verloren, aber immer noch die Fähigkeit behielten, uns zu finden.
Dies waren nicht die Ergebnisse, die Wissenschaftler erwartet hatten. „Das Ziel war eine Mücke, die jegliche Anziehungskraft auf Menschen verlor, oder eine Mücke, die eine geschwächte Anziehungskraft auf alle ausübte und Subjekt 19 nicht von Subjekt 33 unterscheiden konnte. Das wäre gewaltig“, sagt Vosshall, weil es zu der Entwicklung führen könnte von Repellentien. wirksamerer Mücken. „Und doch haben wir das nicht gesehen. „Es war frustrierend.“
Diese Ergebnisse ergänzen eine von Vosshalls jüngsten Studien, die ebenfalls in Cell veröffentlicht wurden und die Redundanz des außerordentlich komplexen Geruchssystems von Aedes aegypti aufdeckten . Es handelt sich um einen Sicherheitsmechanismus, auf den die weibliche Mücke zum Leben und zur Fortpflanzung angewiesen ist. Ohne Blut geht es auch nicht. Deshalb „hat sie einen Backup-Plan und ist auf diese Unterschiede in der Hautchemie der Menschen, die sie anspricht, eingestellt“, sagt Vosshall.
Die scheinbare Unzerbrechlichkeit des Mückenduft-Trackers macht es schwierig, sich eine Zukunft vorzustellen, in der wir nicht das Lebensmittel Nummer eins auf dem Speiseplan sind. Ein möglicher Weg besteht jedoch darin, das Mikrobiom unserer Haut zu manipulieren. Es ist möglich, dass das Einschmieren der Haut einer sehr attraktiven Person wie Subjekt 33 mit Talg und Bakterien von der Haut einer wenig attraktiven Person wie Subjekt 19 einen mückenmaskierenden Effekt hervorrufen könnte.
„Wir haben dieses Experiment noch nicht durchgeführt“, bemerkt Vosshall. „Das ist ein schwieriges Experiment. Aber wenn das funktionieren würde, dann könnte man sich vorstellen, dass man durch eine diätetische oder mikrobiomische Intervention, bei der man Bakterien auf die Haut bringt, die irgendwie die Art und Weise verändern können, wie sie mit Talg interagieren, jemanden wie Subjekt 33 in ein Subjekt 19 verwandeln könnte. Aber alles das ist sehr spekulativ.“
Sie und ihre Kollegen hoffen, dass dieses Papier Forscher dazu inspirieren wird, andere Mückenarten auszuprobieren, einschließlich der Gattung Anopheles, die Malaria verbreitet, fügt Vosshall hinzu: „Ich denke, es wäre wirklich cool herauszufinden, ob es sich dabei um einen universellen Effekt handelt.“
