Sivrisinekler dünyadaki en ölümcül hayvandır. Bu küçük uçan böcekler, dünya çapında milyonlarca insanı öldüren ve enfekte eden dang humması, sarı humma, Zika, sıtma ve diğer bazı hastalıkların taşıyıcılarıdır.
İnsan ısırıkları yoluyla hastalık bulaştırdıkları için, getirdikleri zararı azaltmak için beslenme alışkanlıklarını tanımak çok önemlidir. Ancak araştırmacılar sivrisinekleri gerçekten beslemeden yeme alışkanlıklarını nasıl gözlemleyebilirler?
ABD’deki Rice Üniversitesi ve Tulane Üniversitesi, denek olarak insanları veya hayvanları kullanmadan sivrisinek ısırıklarını incelemeyi mümkün kılabilecek bir biyomateryal yapmak için birlikte çalıştı.
Rice Üniversitesi’nden ilgili yazar Prof Omid Veiseh, “Birkaç grup kendini sivrisineklerin ısırmasını engellemenin yollarını bulmaya adadı, ancak pazara yeni kovucular getirmek zorlayıcı” diyor. “Bu çalışma, test verimini artırmaya ve insan gönüllülere ve hayvan deneklere bağımlılığı azaltmaya çalışıyor.”
Ekip, verileri analiz etmek için video izleme ve bilgisayarla görme tekniklerinin yanı sıra insan derisine benzeyen 3D baskılı hidrojelleri kullanan bir platform yaptı. Kan serpiştirilmiş hidrojellerle beslenme süreci, sivrisinekler için filme alındı ve bu görüntü, hidrojellerden beslenen ve beslenmeyen sivrisinekleri ayırt edebilen bir makine öğrenme modelini eğitmek için kullanıldı. Bu, ortalama %92,5’lik bir doğrulukla besleyen birçok sivrisinek hakkındaki verileri hızlı ve verimli bir şekilde incelemeyi kolaylaştırdı.
Hidrojellerin çeşitli kan ve diğer sıvı türleri ile perfüze olabilmeleri sayesinde, çeşitli av türleri ile beslenen çeşitli sivrisinek türlerini incelemek mümkündür. Hidrojeller ayrıca bilim adamlarının, sivrisineklerin kanı çeşitli sıvılarla perfüze ederek çektiğini göstererek modellerini doğrulamalarına da izin verdi.
Biyomateryal, sivrisinek reaksiyonlarını düz hidrojel setleri, DEET ile kaplı hidrojeller ve bitki bazlı bir itici ile kaplanmış hidrojellerle karşılaştırarak değerlendirildi. 37 santigrat dereceye ısıtılan kan tüm hidrojellere perfüze edildi. Kovucu kaplı hidrojel verilen sivrisinekler kanla beslenmedi, ancak kontrol kafesindeki sivrisineklerin %13,8’i beslendi.
Bunun nispeten düşük bir yüzde olduğu gerçeğine rağmen, yazarlar bunun hidrojelin sınırlı yüzey alanından kaynaklanabileceğini öne sürdüler ve bu yüzey alanı büyütülerek sabitlenebilir. Hidrojellerin ucuz maliyetle büyük miktarlarda üretilebilmesi ve ihtiyaç duyulana kadar buzdolabında saklanabilmesi avantajlarından biridir.
Platform laboratuvarda kullanılmak üzere tasarlanmış olsa da yazarlar, gerçek dünyadaki hastalık bulaşma ayarlarını daha yakından simüle ederek sahada kullanım için değiştirilebileceğini tahmin ettiler. Ancak yazarlar, bunun daha fazla araştırmaya ihtiyaç duyacağını belirtti.
Dawn Wesson, “Deneylerin tümü laboratuvar sivrisinek türlerini kullandı ve çoğunluğu belirli bir türü içeriyordu: Aedes aegypti, sarıhumma virüsünün vektörü, dang virüsü, Zika virüsü ve diğerleri,” diye ekliyor yazar Prof. Dawn Wesson. “Diğer türleri incelemek için deneysel platformumuzu ve makine öğrenimi modelimizi optimize etmek zaman alabilir. Ayrıca, laboratuvar suşlarının davranışı bazen vahşi doğada bulunan sivrisineklerinkinden farklı olduğu için, yabani sivrisinek popülasyonları üzerindeki sonuçlarımızı doğrulamak önemli olacaktır.”
Gelecekteki araştırmaları dört gözle bekleyen Veiseh, “Genel olarak, sonuçlarımız, deneysel platformumuzun ölçeklendirilebileceğini ve farklı bileşiklerin sivrisinekler üzerindeki etkilerini taramak için uyarlanabileceğini gösteriyor” diye ekliyor.
Çalışmanın baş yazarı Dr. Kevin Janson, “Ayrıca, geliştirdiğimiz makine öğrenimi modeli, deneysel analizi otomatikleştirebilir ve bir insanın yapabileceğinden çok daha hızlı ve tutarlı sonuçlar sağlayabilir” diyor. “Bu platformun, gelecekte hastalığın yayılmasını azaltmak için daha etkili kovucular için gelecek vaat eden adayları hızla belirleyebileceğini umuyoruz.”
Kaynak: 10.3389/fbioe.2023.1103748
Resim Kredisi: Getty
Kaynak : https://www.revyuh.com/news/science-and-research/scientific-research/new-biomaterial-replaces-human-test-subjects-in-mosquito-bite-trials/