Tim peneliti dari Johns Hopkins Medicine, Baltimore, Maryland, Amerika Serikat telah memetakan reseptor khusus pada sel saraf nyamuk yang mampu menyempurnakan kemampuan mereka untuk mendeteksi bau yang sangat “menyambut” di kulit manusia.
Profesor ilmu saraf di Fakultas Kedokteran Universitas Johns Hopkins Christopher Potter mengatakan reseptor pada neuron nyamuk memiliki peran penting dalam kemampuan serangga mengendus sumber makanan darah yang menarik dari seorang manusia.
“Memahami biologi molekuler penginderaan bau nyamuk adalah kunci untuk mengembangkan cara baru menghindari gigitan dan penyakit berat yang ditimbulkannya,” kata Christopher seperti dikutip dari https://www.sciencedaily.com/releases/2023/02/230221113012.htm
Sebagai catatan nyamuk menularkan berbagai penyakit seperti malaria, demam berdarah, dan virus West Nile menyerang 700 juta orang dan membunuh 750.000 setiap tahun.
Meskipun upaya pengendalian nyamuk menggunakan kelambu dan pestisida telah membantu mengurangi jumlah korban, pengembangan repelan yang lebih baik untuk menyabotase daya tarik bau tetap menjadi prioritas.
Nyamuk mendeteksi bau sebagian besar melalui antena mereka. Para ilmuwan telah lama mengamati bahwa variasi bau, panas, kelembapan, dan karbon dioksida merupakan faktor yang lebih menarik nyamuk ke beberapa individu daripada yang lain.
Serangga menggunakan banyak indra untuk menemukan inang. Anopheles gambiae, keluarga nyamuk penyebab malaria, misalnya, memiliki tiga jenis reseptor yang melapisi permukaan neuron di organ mereka yang merasakan bau: reseptor bau, gustatori, dan ionotropik.
Reseptor bau adalah yang paling banyak dipelajari oleh para ilmuwan dan dianggap membantu nyamuk membedakan antara hewan dan manusia. Reseptor pengecap mendeteksi karbon dioksida.
Sementara reseptor ionotropik merespons asam dan amina, senyawa yang ditemukan pada kulit manusia. Diperkirakan bahwa tingkat asam tertentu yang berbeda pada kulit manusia mungkin menjadi alasan bagi sebagian orang untuk lebih menarik bagi nyamuk daripada yang lain.
Karena potensi reseptor ionotropik untuk memandu nyamuk memilih satu jenis kulit manusia daripada yang lain, Potter dan peneliti postdoctoral Joshua Raji dan Joanna Konopka mencarinya di antena nyamuk.
Dalam sebuah laporan yang diterbitkan dalam Cell Reports edisi 28 Februari, para peneliti menggambarkan pencarian mereka untuk reseptor dalam antena seperti tabung tersegmentasi dari 10 nyamuk betina dan 10 nyamuk jantan.
Gigitan pada kulit manusia berasal dari nyamuk betina, meskipun beberapa penelitian menunjukkan bahwa nyamuk jantan juga tertarik pada bau manusia.
Untuk menemukan neuron yang mengekspresikan reseptor ionotropik di antena, para peneliti menggunakan teknik yang disebut hibridisasi fluoresen in situ.
Hal ini tidak menunjukkan reseptor itu sendiri, tetapi materi genetik yang disebut RNA, sepupu DNA. Menemukan RNA yang terkait dengan reseptor ionotropik berarti bahwa neuron sangat mungkin memproduksi reseptor tersebut.
Para ilmuwan mengira mereka akan menemukan jumlah neuron sarat reseptor ionotropik yang serupa di setiap segmen antena, tetapi mereka menemukan sebagian besar reseptor ionotropik di bagian distal (paling jauh dari kepala) antena.
Namun, mereka juga menemukan bahwa antena memiliki lebih banyak reseptor ionotropik di bagian proksimal (dekat kepala) nyamuk.
“Secara keseluruhan, eksperimen timnya menunjukkan bahwa antena nyamuk lebih kompleks daripada yang kita duga sebelumnya,” kata Potter.
Reseptor ionotropik diketahui bekerja dengan reseptor “pasangan” untuk merespons bau, “seperti pasangan dansa. Dalam studi saat ini, para peneliti mampu mengidentifikasi beberapa pasangan reseptor yang memprediksi jika reseptor ionotropik akan merespon asam atau amina.
Mereka memverifikasi prediksi ini dengan menggunakan rekayasa genetika untuk memvisualisasikan respons reseptor ionotropik yang disebut Ir41c pada nyamuk. Neuron pengekspres ir41c diaktifkan oleh satu jenis amina seperti yang diperkirakan, tetapi dihambat (dimatikan) oleh jenis amina yang berbeda.
Potter menduga bahwa kemampuan neuron pengekspresi reseptor ionotropik untuk diaktifkan dan dihambat oleh bau memungkinkan nyamuk untuk meningkatkan rentang respons yang dapat dimainkan oleh reseptor ionotropik dalam deteksi bau dan dalam perilaku mengemudi.
Studi selanjutnya akan fokus pada identifikasi reseptor ionotropik spesifik yang menyebabkan nyamuk tertarik pada bau manusia.
Penelitian ini didukung oleh National Institutes of Health (R01Al137078), Departemen Pertahanan, Johns Hopkins Postdoctoral Accelerator Award, Johns Hopkins Malaria Research Institute, Natural Science and Engineering Research Council, dan Bloomberg Philanthropies.