• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Biologi
    Fältforskning syftar till att bromsa spridningen av fästingburna sjukdomar över Mellanvästern

    UC -studenten Madisen Kimbrel förbereder en fästing för studier i professor Joshua Benoits biologilaboratorium. Upphovsman:Jay Yocis/UC Creative Services

    Fästingar är otäcka små överlevande, överträffar även dinosaurier när de motstår torka, tål kyla och gå månader utan måltid.

    De bär på en mängd sjukdomar som de sprider genom att kasta sina taggiga munnar i dig som en grym oljeborrare. De är svåra att ta bort och ännu svårare att döda.

    Kryper din hud ännu?

    Forskare vid University of Cincinnati undersöker fästingens försvar, letar efter sätt att förebygga fästingburna sjukdomar som borrelia.

    Biologistudenter och professorer vid UC:s McMicken College of Arts and Sciences studerar fördelningen av fästingar i sydvästra Ohio, de sjukdomar de bär och deras förmåga att klara Midwest -vintrarna. Att förbättra vår förståelse för dessa cringe-inducerande parasiter kan hjälpa vandrare, hundvandrare och naturentusiaster håller sig friska.

    "Det finns fortfarande så många saker vi inte vet om fästingar, "sade UC -biträdande professor Joshua Benoit, som övervakar forskningen. "De är kända för att överföra ännu fler sjukdomar än myggor."

    Fyra arter finns i sydvästra Ohio. De är formade som ett vattenmelonfrö men kan variera i storlek från en vallmofrö till huvudet på en knäppstift, med åtta ben och en hård, skyddande skal. Hungrig efter en måltid, de klättrar till spetsen av ett grässtrå eller kvist och vinkar med sin extra långa, krok-tippade framben i luften, ett beteende som kallas "questing, "tills en kanin, rådjur eller mänskliga borstar förbi. De kan upptäcka koldioxid från deras blivande värd så att de är redo att låsa sig på päls - eller denim - om de får en chans.

    Fästingar har grymma taggiga munstycken som spärr som gör att de kan tränga djupt in i huden och förbli inbäddade medan de matar på värdens blod. De överför sjukdomar genom sin saliv i form av spiroketer, korkskruvformade bakterier som snurrar genom värdens blodomlopp.

    Studenter vid UC:s institution för biologiska vetenskaper samlar regelbundet fästingar på parker i Hamilton- och Butler -län. Fästingar är dyra att odla i ett labb. De kräver en levande värd som en mus eller kanin. Så för några studier, UC köper fästingar från ett laboratorium vid Oklahoma State University.

    Övervakningsforskning börjar vid UC:s Center for Field Studies nordväst om Cincinnati bredvid Miami Whitewater Forest. Fältstationen är hem för andra UC -forskningsprojekt som undersöker den naturliga världen från inhemska fåglar till fjärilar.

    En ny morgon, UC postdoktor Andrew Rosendale och studenterna Alicia Fieler, Benjamin Davies och Madisen Kimbrel drog flaggor av fleece över buskar och ängar fulla av sommarblommor för att samla fästingar för deras studie.

    Davies, 19, från West Chester, Ohio, och en examen från Lakota West High School, fann ursprungligen fästingar som gjorde uppror av samma skäl som alla gör. UC:s biologilaboratorier studerar också kackerlackor och mygg.

    "Bland de tre arterna, fästingar var det bästa valet, "sa han." Och att arbeta på fältstationen är ett bra sätt att komma ut och uppleva naturen. "

    Fieler, 21, en examen från Cincinnati-området Oak Hills High School, vill bli sjuksköterska. Hon har bidragit till tre publicerade forskningsartiklar om fästingar så långt som en grundutbildning. Fältarbetet vid UC ger henne värdefull erfarenhet både i och utanför labbet, Hon sa.

    "Jag har lärt mig så mycket - labtekniker och till och med enkla saker som säkerhetsprotokoll och grundläggande laboratorieförfaranden, hur man kör analyser och samlar all data, "sa hon." Att ha denna bakgrund inom vetenskap kommer också att hjälpa mig med framtida forskning. "

    Kimbrel, 20, en biologi major från Monroe, Ohio, sa att studera ett ämne som har potentiella medicinska konsekvenser är en bra forskningsanpassning eftersom hon vill driva en karriär inom medicin.

    "Det är fantastiskt eftersom du kan ta det du har lärt dig i klassrummet och tillämpa det på den verkliga världen, " Hon sa.

    UC biologistudenter draper tygflaggor över högt gräs för att samla fästingar för studier. Upphovsman:Jay Yocis/UC Creative Services

    Tillbaka till professor Benoits biologilaboratorium, studenterna mäter nivåerna av lipider, proteiner och glykogen i fästingarna. Högre fetthalt är en indikation på bra fästingnäring. Och de kan identifiera vilka sjukdomar, om någon, fästingarna bär.

    När fästingen ägg kläcks, barnparasiterna söker blodmåltid i var och en av sina nästa tre livscykler:larver, nymf och vuxen.

    "De kan överföra sjukdomen när som helst i sitt liv om de blir smittade. Det är mycket vanligare att bli biten av en vuxen här. Men de kan också ta upp sjukdomen som en larv eller en nymf, "Sade Rosendale från UC.

    Och de lever i upp till sex år.

    Rosendale, medförfattare till många studier om fästingar, sa att målet med forskningen är att hitta sätt att bromsa eller stoppa sjukdomsutbredningen.

    "Vi vill hitta bättre sätt att döda dem genom att studera mekanismerna för fästingarnas resistens mot bekämpningsmedel, " han sa.

    Fossila bevis tyder på fästingar som matas på dinosaurier och andra krittdjur för 90 miljoner år sedan. I dag, fästingar drabbas av borrelia och andra sjukdomar från djur som möss som fungerar som reservoarer för bakterierna.

    "Fästingar bär otaliga sjukdomar. Nya identifieras hela tiden, "Sa Benoit.

    Förutom Lyme, fästingar i många mellanvästliga och nordöstra stater är kända för att bära sjukdomar som anaplasmos, ehrlichios och fläckfeber från Rocky Mountain. Bettet av några ensamma stjärnfästingar i Kentucky och Indiana har kopplats till ett immunsvar som gör att vissa människor blir allergiska mot rött kött, en sjukdom som kallas alfa-gal.

    "Det är ett bisarrt tillstånd. Folk pratar om det men det är relativt sällsynt, " han sa.

    Läkare måste vara vaksamma om fästingburna sjukdomar, även de som inte vanligtvis observeras i detta område, sade doktor Carl J. Fichtenbaum, en specialist på infektionssjukdomar vid University of Cincinnati Medical Center och Cincinnati Veterans Affairs Medical Center.

    "Lyme är ovanligt här. Vi ser en handfull fall varje år, "sa han." Någon åker till Cape Cod för semester och blir biten av en fästing och kommer tillbaka med en infektion. "

    Vanligtvis, patienter med Lyme klagar över influensaliknande symptom:huvudvärk, feber och värkande leder eller muskler, han sa.

    "De kan få det karakteristiska bullseye -utslaget runt bettet, men det händer inte hos alla, " han sa.

    Till skillnad från myggor, som överför virus som West Nile eller Zika i sitt bett, fästingar överför bakterier när de biter oss, Sa Fichtenbaum.

    "Med fästingburna sjukdomar, vi har inte immunitet mot bakterieinfektioner. Vi kan bli smittade om och om igen. Vår kropp kan inte avvärja den, " han sa.

    En enkel antibiotikakur botar de flesta fästingburna sjukdomarna. Fichtenbaum sa att övervakningsinsatser som UC:s pågående studie är ovärderliga för att hjälpa läkare att förstå sannolikheten för att patienter drabbas av sjukdomar från lokala fästingar.

    UC biologistudenter studerar hur fästingar kan överleva sommartorka och norra vintrar. En fästing i ett provrör. Upphovsman:Jay Yocis/UC Creative Services

    "Jag tycker att det är bra att prova populationen av djur och insekter för att förstå zoonos, sjukdom som överförs av levande djur, "sa han." Det är alltid bra om vi håller koll på vad som finns där ute så att vi känner till möjligheterna. "

    Hittills har Lyme inte hittats i fästingarna Benoits lag har samlat lokalt. Men en art, hunden tickar, är en känd bärare av Rocky Mountain spotted fever, som orsakar huvudvärk och feber och ibland dagar senare, ett fläckigt utslag. Det är utbrett i Mellanvästern och i mitten av Atlanten.

    Lämnas obehandlad, fästingburna sjukdomar kan orsaka en kaskad av problem från hörselnedsättning till neurologiska komplikationer.

    Borrelia drabbar mycket fler människor i USA än någon patogen som myggor bär i USA.

    Cirka 30, 000 fall av borrelia rapporteras varje år till Centers for Disease Control and Prevention. Sjukdomen observerades hos patienter i 40 stater under 2015. Men detta fångar inte alla diagnostiserade fall - eller de många misstänkta fallen som går odiagnostiserade varje år, sa byrån. En studie från CDC från 2015 använde sjukförsäkringsanspråk mellan 2005 och 2010 för att uppskatta att 329, 000 personer kontrakterar Lyme varje år i USA.

    "Den stora majoriteten av forskningen kring fästingburna sjukdomar är där borrelia är vanligare - i nordöstra och övre Mellanvästern, "UC's Rosendale sa." Det har inte fått så mycket uppmärksamhet i Ohio eftersom historiskt sett inte Lyme -sjukdomen har varit lika vanlig. Vi hade inte den svarta benen här. Men nyligen har vi sett mer och mer av den arten och därför blir borrelia mer och mer ett problem. "

    Alla som har plockat av en fästing av ett byxben vet att de är tuffa. Men UC -forskning visar hur hårda de är.

    En UC -studie publicerad 2016 av tidskriften Fästingar och fästingburna sjukdomar tyder på att fästingar har lite problem att överleva en typisk vinter i Ohio. Benoit, Rosendale och deras medförfattare studerade den kalla toleransen för den amerikanska hundfästingen genom att utsätta dem för temperaturer så kalla som -9 grader Fahrenheit. De bestämde att inga fästingar överlevde mer än två timmar vid den temperaturen. Men fästingar tål temperaturer strax över 0 grader och de flesta överlevde temperaturer på 20 -talet i minst två veckor.

    Samma grupp var medförfattare till en annan studie i Journal of Experimental Biology som fann att fästingar tål långa perioder av torka, uthållig uttorkning även när de går utan mat så länge som 18 veckor.

    Vissa fästarter verkar utöka sitt sortiment, vilket innebär att de sjukdomar de bär kan vara ett växande problem, Sa Rosendale.

    "Vi räknar med att se fler rapporterade fall av borrelia, "tillade han." Varmare temperaturer och mildare vintrar gör att de kan överleva. Vi ser en förändring i befolkningsfördelningen och ökar också i antal. "

    Lokala parker ägnar stor uppmärksamhet åt UC -forskningen. Som en del av tillståndet, UC gick med på att dela sina övervakningsresultat.

    "Det är en folkhälsofråga. Vi vill vara medvetna om vad vi har i våra parker - om det finns sjukdomar och hur människor kan skydda sig själva, "sa Zurijanne Carter, naturresursspecialist för de stora parkerna i Hamilton County.

    Parkområdet får ibland samtal från invånare som är oroliga för sjukdomar efter att ha hittat en fästing, Hon sa.

    "Forskningen som UC gör skulle gå långt mot att veta mer om fästingar i Ohio, "Carter sa." Det är liknande forskning om hur vi övervakar myggburen sjukdom. "

    Benoit har publicerat forskning om olika parasiter, inklusive tsetse flugor. Han reste till Antarktis i år för att studera en annan typ av leddjur, kvalster.

    Men fästingar blir kvar även där, i en av de mest fientliga och avlägsna delarna av planeten. De lever av - vad mer? - pingviner.


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com