L'étude jette la lumière neuve sur des moustiques de maladie-propagation

Quand le virus West Nile (WNV) A été au commencement isolé dans deux patients à un Queens, N.Y., hôpital pendant l'été de 1999, il aurait été difficile d'anticiper à quelle rapidité une substance courante de moustique de maison, pipiens de Culex, aiderait à commencer à écarter le virus dans tout l'hémisphère de l'ouest.

le Dégagement-par-dégagement, national, populations de moustique transmettrait le virus -- initialement découvert dans la province occidentale du Nil de l'Ouganda il y a plus de 75 ans -- aux populations humaines dans 44 conditions d'États-Unis pendant juste trois années.

Avec plus de 2.500 espèces différentes de moustiques connus sur terre aujourd'hui, beaucoup de défis demeurent pour des entomologistes et des experts en matière de lutte contre la maladie visant à surveiller les populations en évolution de moustique et la maladie transmise par les moustiques infectieuse -- ce qui affecte presque 700 millions de personnes mondiaux et des résultats dans plus de 1 million de humains morts tous les ans.

Les physiciens explorent maintenant la technologie basée sur le laser traditionnellement utilisée pour étudier des conditions dans l'ambiance -- comme le dépistage et l'échelonnement légers (radar à laser) -- pour briller une lumière sur le plus subtil des caractéristiques de l'activité de moustique et des meilleures populations de piste qui peuvent transporter un danger viral.

Une enquête aboutie par Benjamin Thomas, professeur adjoint de la physique à NJIT, a adopté l'utilisation du radar à laser, une technologie optique infrarouge de détection à distance capable de capter le régime que les moustiques ont battu leurs ailes en vol, connu en tant que fréquence de battement d'aile (WBF).

En comprenant des variations de WBF dans les moustiques, le laboratoire de Thomas apprend deux caractéristiques principales qui peuvent aider à discerner quels moustiques peuvent être des vecteurs pour la maladie infectieuse, de ceux qui ne sont pas : substance et genre.

Les « moustiques restent l'animal le plus mortel sur terre de loin, » a dit Thomas. « Malheureusement, nos méthodes actuelles pour suivre et recueillir des caractéristiques au sujet de elles type coût beaucoup en termes de temps et moyens, ainsi nous avons manqué de beaucoup de caractéristiques entomologiques au sujet de beaucoup d'espèces et de leurs populations féminines, qui sont type des émetteurs des maladies. »

Stratégies actuelles -- comme les trappes matérielles basées sur phéromone -- ont été employés pour étudier exactement des populations de moustique sur une petite échelle. Cependant, Thomas dit que de son équipe pourrait le travail aider à combler la lacune des caractéristiques entomologiques à la large échelle, donner à des chercheurs une meilleure voie d'étudier l'évolution plus grande des populations d'insecte et de leurs écosystèmes, ainsi que suivent la propagation de la maladie transmise par les moustiques. »

« Dans les cas aimez la manifestation de Zika, nous étions en grande partie suivants son écart par des états suivants de la maladie, nous laissant toujours une opération derrière les moustiques transmettant le virus, » a dit Thomas. « Nous avions développé un instrument optique neuf capable de balayer l'environnement et de mesurer des centaines d'insectes par heure en temps réel. Ceci pourrait nous donner une meilleure méthode de recueillir des caractéristiques entomologiques de grande puissance tout en aidant nous à suivre les substances spécifiques que nous connaissons sont dangereux en réponse à une manifestation. »

Enregistrement du battement des moustiques

Bien que les moustiques mâles et femelles comportent l'anatomie bouche bouche, seulement les moustiques femelles possèdent des mandibules capables de percer la peau des mammifères pour aspirer le sang -- une adaptation qui sert à fournir les éléments nutritifs nécessaires pour la reproduction. Puisque les moustiques femelles extraient exclusivement le sang des êtres humains de cette façon, le recensement de eux parmi de plus grandes populations est une étape importante vers suivre les émetteurs potentiels de la maladie.

L'approche basée sur le laser de Thomas peut exactement recenser le moustique femelle WBFs, qui font la moyenne type d'environ 500 battements d'aile par seconde, du WBFs de leurs homologues mâles, qui sont normalement 600 battements d'aile par seconde en moyenne.

« Dans notre laboratoire, les moustiques sont mis dans une enceinte de tube et transiteront par le circuit du laser de notre instrument, et basé sur leur mouvement d'aile, ils produiront une signature spécifique de la lumière qui se réfléchit de retour vers l'instrument, » Thomas expliqué. « Cette rétrodiffusion de la lumière retient l'information dont nous avons besoin pour recenser Qu'est ce que croix le faisceau… si c'est une abeille, une mouche domestique, un moustique mâle ou moustique femelle. À côté de notre laser, nous avons un télescope qui rassemble toute cette lumière et nous pouvons analyser cette caractéristique en temps réel. »

Dans des expériences réglées dans le laboratoire, l'équipe de Thomas a vérifié la capacité de son système de distinguer exactement les moustiques mâles et femelles de quatre espèces différentes qui ont été précédemment recensées comme vecteurs de la maladie : Albopictus d'aedes, un aegypti d'aedes Vexans, d'aedes et une substance différente du genre de Culex.

Dans les tests, le capable prouvé d'instrument recenser le genre de moustique avec 96,5 pour cent d'exactitude. Cependant, une espérance plus délicate pour le laboratoire de Thomas avait recensé la substance d'insecte ; actuel, le laboratoire peut recenser la substance de moustique avec 75 pour cent d'exactitude. Dans une étude récente, publiée dans des résolutions de conférence de SPIE, l'équipe de Thomas a commencé à explorer des paramètres optiques neufs pour caractériser mieux la forme et la couleur d'insecte, qui pourraient améliorer l'identification générale de substance.

« Notre système de laser comporte maintenant deux longueurs d'onde infrarouges différentes dans le même circuit optique, ainsi selon si une substance est brune, noire ou rayée, il affectera la force du signe revenant d'une des deux glissières différemment, » a dit Thomas. « Nous avons également commencé à mesurer comment la lumière se polarise pour comprendre mieux la surface et la forme des insectes. Par exemple, juste en mesurant la polarisation de la lumière revenant à nous, nous pouvons maintenant dire si les moustiques transportent des oeufs ou pas. »

Le laboratoire de Thomas est maintenant en cours d'optimiser son approche pour l'usage d'inducteur -- travaillant non seulement pour améliorer davantage l'exactitude de l'identification de substance, mais pour améliorer également la gamme du télescope de son système. L'équipe augmente la gamme de son télescope pour rassembler la lumière de sa gamme actuelle de 100 mètres à quelques cents mètres afin de rassembler des caractéristiques des environnements extérieurs où de plus grandes populations de moustique demeurent. Avec des tests et des améliorations de sécurité au modèle en cours, Thomas dit que les essais pratiques pourraient commencer dès que 2019.

« Une fois que notre instrument est déployé dans le domaine, nous pourrions idéalement rassembler des caractéristiques par une connexion internet au cours de quelques jours, » a dit Thomas. « Ceci a pu nous fournir une énorme quantité d'informations sur des moustiques et d'autres insectes dans l'environnement. À long terme, les futures études pourraient même nous indiquer au sujet de la façon dont la distribution spatiale d'une population donnée évolue en raison du changement climatique. »

Source : https://news.njit.edu/researchers-shine-new-light-disease-spreading-mosquitoes