سمینار دانشجویی کارشناسی ارشد

آماده سازي، به كارگيري و ارزيابي پشه هاي ترانسژنيك

 (خانم آمنه كريمي)

نياز به روش هاي مناسب تر مبارزه با بيماري هاي ناقل زاد، دانشمندان را به استفاده از پشه هاي ترانسژنيك به منظور جلوگيري از انتقال پاتوژن ها ترغيب نموده است. استفاده از پشه هاي ترانسژنيك دارای چندين مزيت نسبت به روش هاي معمول مانند: اختصاصي بودن، توانايي حفظ عملكرد در مناطق دشوار میباشد.

استفاده از پشه هاي ترانسژنيك برای یکی از دو هدف زیر مورد استفاده قرار می گیرند:

1- كاهش تعداد پشه هاي ناقل          2- كاهش توانايي انتقال انگل توسط ناقل

هر دو نوع هدف مي تواند دارای پایداری کوتاه مدت (Slef-limiting)  و يا بلند مدت (Self-sustaining) باشد. در استراتژی کوتاه مدت به دلیل عدم پایداری از نظر ایمنی زیست محیطی قابل قبول تر است هرچند كه روش  Self-sustaining  مقرون به صرفه تر مي باشد.

مراحل مختلف ارزیابی استفاده از پشه های ترانسژنیک در چهار فاز مختلف قابل بررسی می باشد، که از مقیاس کوچک آزمایشگاهی آغاز شده  و تا آزمایشهای میدانی ادامه می یابد.

برای رسیدن به سطح قابل قبولی از کارایی و ایمنی زیستی، استاندارد های کیفی به طور مستمر بایستی مورد توجه و ملاحظه قرار گیرد.

سوالات مهم در ارتباط با توسعه ی پشه های ترانسژنیک ((GMM  عبارتند از:

آیا این تکنولوژی کارایی دارد؟ آیا در سطح جامعه مورد قبول است؟ آیا می توان آنرا در جای دیگر اجرا نمود؟

از طرفی دیگر باید نقطه اثر نهایی (End-point) مورد انتظار که کاهش بروز بیماری و نیز کاهش احتمال انتقال بیماری است تعریف شود. تا کنون توصیه هایی در مورد بکارگیری و ارزیابی کارایی GMM   در فازهای مختلف آزمایش ها توسط سازمانهای مختلف بویژه  WHO ارائه شده است. در این ارتباط معیار هایی مانند محل ورود ژن تغییر یافته، وضعیت توارث ان، تعیین شاخص های حیاتی  مانند طول پرواز، جفت گیری به منظور تعیین کارایی پشه های تولید شده مطرح می باشند که در فاز یک باید به آنها پاسخ داد. همچنین ظرفیت سازی از لحاظ پرسنل متخصص، فضاها و تجهیزات آزمایشگاهی، و سایر نیازمندیها برای کاربرد این پشه ها که جزو مهمی از پروسه ی تصمیم گیری جهت عملیاتی کردن استفاده از GMM  می باشد، باید مورد توجه قرار گیرد.

نهایتا به منظور رعایت ایمنی زیستی باید خطرات بالقوه را مشخص نمود تا مدیریت مناسب برای کاهش این مخاطرات قابل اجرا باشد.

در حال حاضر کنوانسیون ها و قوانین مختلفی در کشورهای مختلف جهت رعایت استانداردها و ایمنی زیستی ارائه شده است که در هر مرحله باید مورد توجه باشند.

پروتئومیکس و ژنومیکس پشه ها

این مطلب به عنوان سمینار دانشجویی دوره دکترای تخصصی آقای مهندس یاسر سلیم آبادی در گروه حشره شناسی پزشکی و مبارزه با ناقلین دانشکده بهداشت دانشگاه علوم پزشکی تهران ارائه شد. خلاصه سمینار را می توانید از وبسایت انجمن حشره شناسی پزشکی ایران به آدرس زیر دریافت نمایید:

http://www.medentsoc.ir/post-39.aspx

استفاده از زهر زنبور عسل به منظور درمان بیماریها

این مطلب موضوع سمینار دوره دکترای تخصصی آقای مهندس صانعی دهکردی بود که در دانشکده بهداشت دانشگاه علوم پزشکی تهران ارائه شد. خلاصه سمینار را می توانید در وبسایت انجمن علمی حشره شناسی پزشکی به آدرس زیر ملاحظه کنید:

http://mesir.blogfa.com/post-38.aspx

سمینار دانشجویی

سمینار دانشجویی دوره دکترای حشره شناسی پزشکی توسط آقای مهندس محسن کرمی تحت عنوان کاربرد حشرات بعنوان مدل برای بیماری های غیر واگیر در دانشکده بهداشت دانشگاه علوم پزشکی تهران ارائه شد. برای مطالعه خلاصه سمینار به لینک زیر مراجعه فرمایید:

http://www.medentsoc.ir/post-35.aspx

 

 

بهبود عملکرد حشره کشهای قارچی جهت کنترل آفات و ناقلین بیماریها

خلاصه سمینار دانشجویی آقای مهندس امین گروهی، دانشجوي دوره دكتراي تخصصي حشره شناسي پزشكي و مبارزه با ناقلين را مي توانيد در وبلاگ انجمن حشره شناسي پزشكي ايران (لینک زیر) ملاحظه فرمایید:

http://mesir.blogfa.com/post-25.aspx

RNA silencing and It’s applications in Medical Entomology

خلاصه سمینار دانشجویی دوره کارشناسی ارشد آقای ارشد ویسی که در دانشکده بهداشت دانشگاه علوم پزشکی تهران ارائه شد به شرح زیر می باشد:

خاموش کردن ژنها (Gene silencing) یک اصطلاح عمومی است که روند اپی ژنتیک تنظیم و بیان ژنها را شرح می دهد. خاموش کردن ژنها عموما به معنای خاموش کردن یک ژن خاص بدون هیچگونه دخالت در ژنوم موجود مورد هدف می باشد. فرایند خاموش کردن ژنها در داخل سلول ممکن است در سه مرحله قبل انجام رونویسی، در طی تقسیم میتوز یا بعد از انجام رونویسی صورت گیرد. خاموش کردن ژنها بعد از مرحله رونویسی(Post-Transcriptional Gene Silencing)، اصطلاحا  RNA interference یا RNAi نیز گفته می شود. RNAi روندی است که در طی آن میزان بیان یک ژن در مرحله بعد از رونویسی کاهش یا کاملا از بین می رود.

فرایند خاموش کردن ژنها بعد از مرحله رونویسی (PTGS) اولین بار در سال 1990 در گیاهان شناخته شد. مطالعات برای پی بردن به مکانیسم RNAi ادامه یافت تا اینکه دو دانشمند به نامهای  Craig C. Mello و Andrew Fire با معرفی یک RNA دو رشته ای (dsRNA) به نماتد Caenorhabditis.eleganc عامل RNAi را dsRNA معرفی کردند. به پاس این کشف بزرگ، جایزه نوبل سال 2006  در حوزه ی فیزیولوژی و پزشکی به این دو دانشمند تعلق گرفت. در رشته حشره شناسی پزشکی در زمینه ی RNAi مطالعات مختلفی انجام گرفته است. این مطالعات بطور کلی در 4 دسته تقسیم بندی می شوند:

1) تولید حشرات ترانسژنیک: در این زمینه با معرفی ژنهایی که باعث تحریک مسیر RNAi  در ناقل مورد نظر می شود، موفق به تولید ناقلینی شده اند که ظرفیت انتقال کمتری نسبت به ناقلین طبیعی دارند. به عنوان مثال از این روش برای تولید گونه های ترانسژنیک Aedes egypti  و Aedes albopictus  استفاده شده است.

2) مطالعه عملکرد پروتئین ها: در این روش با خاموش کردن یک ژن متعلق به یک پروتئین خاص تغییرات عملکردی ناشی از عدم تولید این پروتئین مورد مطالعه قرار می گیرد. از مهمترین مطالعاتی که در این زمینه انجام شده می توان به مطالعه عملکرد پروتئین هایی مانند HBP ، Salp14 و Serin-protease در گونه های مختلف کنه ها اشاره کرد.

3) شناسایی عملکرد ژنها: برای مشخص کردن عملکرد ژنها، یک ژن خاص مورد هدف قرار می گیرد و بعد از خاموش کردن ژن مورد نظر، فنوتیپ حاصله به منظور تعیین عملکرد ژن مورد نظر مورد مطالعه قرار خواهد گرفت. برای مثال عملکرد ژن هایی مانند nSec1 ، Actin و HISP در کنه ها و پشه ها مورد مطالعه قرار گرفته است.

4) مطالعات ایمنولوژیک: در این قبیل مطالعات با معرفی یک گروه از dsRNA های مختلف به یک ناقل خاص، ژنهای مسئول تولید عوامل ایمنولوژیک مانند آنتی ژنهای محافظتی شناسایی خواهد شد. از این روش برای تعیین ژن های مسئول تولید آنتی ژن های محافظتی در کنه های گونه های Ixodes scapularis استفاده شده است.

تاثیرات گرمایش جهانی بر روی بیماری های منتقله توسط ناقلین

اين مطلب عنوان سمينار دانشجويي كارشناسي ارشد خانم حسام محمدي، دانشجوي كارشناسي ارشد حشره شناسي پزشكي دانشگاه علوم پزشكي تهران است كه خلاصه آن به شرح زير مي باشد:

تغییر آب و هوایی جهانی، که توسط (1990GCRA,) تعریف شده، به معنای تغییر در محیط زیست جهانی (از جمله تغییرات در آب و هوا، بهره وری زمین، اقیانوس ها و یا دیگر منابع آب، ترکیبات شیمیایی جو، و سیستم های زیست محیطی) است که ممکن است ظرفیت زمین برای حفظ حیات را تغییر دهند. به طور كلي مي توان اين تاثيرات را در سه جنبه مورد بررسي قرار داد:

تاثیرات بر روی زمین: شامل رویدادهای شدید آب و هوایی ( طوفان ها، گردبادها)، امواج گرما ( مکررتر، شدیدتر و طولانی تر)، آلودگی هوا ( افزایش در لایه های ازن زمین، آلرژن ها)، ذوب سریع یخچال (رانش زمین، سیل ها، و کاهش یافتن آب در دسترس)، تغييرات در الگوهای بارش (خشکسالی، رویدادهای بارش شدید تر، سیل، و اختلال در تامین آب)، درجه حرارت گرم تر (گرم تر شدن دمای حداقل) و افزایش سطح آب دریا (طغیان آب، نفوذ آب شور، کمبود زمین)

تاثیر بر سلامت انسان: شامل تاثیر برخی از این تغییرات به طور مستقیم (ارتباط دمایی بیماری و مرگ؛ و اثرات بهداشتی مرتبط با آب و هوای شدید ) و برخی بطور غیر مستقیم (اثرات بهداشتی مرتبط با آلودگی هوا و بیماری های منتقله از راه آب و غذا، بیماری های منتقله از راه ناقلین و جوندگان و بیماری های مغزی، تغذیه ای، عفونی و دیگر اثرات بهداشتی). وسعتی که هرکدام از اثرات بر سلامت انسان دارند به اثربخشی اقدامات انطباقی و تأثیرات تعدیل کننده (جریانات دیگر از پیامدهای سلامت، مانند تراکم جمعیت در مناطق در معرض خطر سیل) بستگی دارد. همچنین قابل ذکر است که آب و هوا بر زمان و شدت شیوع بیماری تاثیر می گذارد.

تاثیر بر خطر ابتلا به بيماري هاي منتقله توسط ناقلين: بیماری های منتقله توسط ناقلین اغلب چرخه انتقال پیچیده اي دارند و بسیاری از عوامل هستند که می توانند خطر ابتلا به بیماری را تحت تاثیر قرار دهند، بنابراین تمیز دادن اثرات تغییر آب و هوا از اثرات دیگر دشوار است. دانشمندان با استفاده از مدل سازی این تغییرات را پیش بینی کرده اند. توزیع جغرافیایی بيماريهاي منتقله توسط ناقلين تا حد زیادی بازتابی از توزیع جغرافیایی ناقلین و مخازن آن ها است (در صورتی که میزبان مخزن داشته باشند). ناقلین می توانند رفتار  و گسترش محدوده جغرافیایی خود را در پاسخ به تغییرات در آب و هوا و دیگر تأثیرات زیست محیطی تغییر دهند. همچنین ناقلین بسیاری از گونه های بندپایان خونسرد هستند که قادر به تنظیم دمای داخلی خود نمي باشند و در نتیجه به شدت به آب و هوا برای بقا و توسعه وابسته اند.

راههاي اصلی اثرگذاري تغییرات آب و هوایی بر بيماريهاي منتقله توسط ناقلين به احتمال زياد شرح زير مي باشد:

·         افزایش وفور مخازن حیوانی و ناقلین بندپا

·         طولانی کردن چرخه انتقال بیماری ها

·         افزایش شانس موفقیت ورود ناقلین بیماری یا مخازن حیوانی

·         افزایش خطر بیماری های حیوانات و خطرات بالقوه انسانی از آن بیماریها

درجه حرارت می تواند بر هر دو فاکتور پراکندگی ناقل و اثربخشی انتقال پاتوژن از طریق ناقل تاثیر بگذارد، ‌در حالي كه  میزان بارش می تواند بر هر دوي آنها تا حدي تاثير گذار باشد. در اين سمينار سعي شده مطالب فوق با تكيه بر مهمترين بيماريهاي منتقله توسط بندپايان (تب خونريزي دهنده كريمه-كنگو، مالاريا، تب دانگ و ...) مورد بحث و بررسي قرار گيرد.

 

میکروارگانیسم های مرتبط با حشرات به عنوان منبعی برای تولید متابولیت های ثانویه با پتانسیل درمانی

خلاصه سمينار دانشجويي دوره دكتراي تخصصي آقاي مهندس عليرضا صانعي دهكردي،‌ دانشجوي گروه حشره شناسي پزشكي و مبارزه با ناقلين دانشكده بهداشت دانشگاه علوم پزشكي تهران به شرح زير مي باشد:

تعریف ساده از زیست فناوری (Biotechnology) عبارت است از دانشی که کاربرد یکپارچه زیست شیمی ، میکروب شناسی و فناوریهای تولید را در سیستمهای زیستی به دلیل استفاده‌ای که در سرشت بین رشته‌ای علوم دارند مطالعه می‌کند.و زیست فناوری  حشرات در پزشکی استفاده از مولکول ها یا سلول های مشتق شده از حشرات در علم پزشکی است.

 مواد دخیل در زندگی گیاهان و حیوانات به دو دسته تقسیم میشوند 1- متابولیت های اولیه که شامل مواد بنیادی تشکیل دهنده کلیه موجودات زنده هستند مثل قند های ساده و آمینو اسیدها 2- متابولیت های ثانویه که موادی هستند که توسط یک یا گروهی از موجودات تولید شده و برای زندگی موجودات حیاتی نیستند مثل پنی سیلین که متابولیت ثانویه قارچ Penicillium notatum است.در میان مواد مولکول های پپتیدی کوچک در حال حاضر یک زیر رده بزرگ از محصولات طبیعی بیو اکتیو هستند و دارای صدها واحد ساختاری متفاوت اند .گستره متابولیت های ثانویه در حال حاضر منبع تمام نشدنی جهت تحقیقات و کاوش های علمی به شمار می آید .متابولیت های ثانویه در طول میلیون ها سال جهت اعمال اختصاصی شان طی فرآیند تکامل بهینه سازی شده اند و اکنون به عنوان یک چارچوب نوید بخش جهت توسعه داروهای جدید مطرح می باشند. در حال حاضر نیاز مبرم پزشکی مواد دارویی جدید ،موثر ،بی خطر می باشد .این که متابولیت های ثانویه میکروارگانیسم ها از چه زمانی به طور جدی توسط دانشمندان مورد توجه قرار گرفته اند به سال 1928 بر می گردد جایی که الکساندر فلمینگ توانست ماده پنی سیلین را با استفاده از قارچ پنی سیلیوم نوتاتوم تولید کرده و خاصیت آنتی بیوتیک آن را توصیف کند.از آن  به بعد میکرو ارگانیسم ها مورد توجه محققان به عنوان منبع جدیدی جهت تولیدات دارویی قرار گرفتند .وبسیاری از ترکیبات جدید با اثرات مختلف معرفی شدند.این که چرا میکرو ارگانیسم های مرتبط با حشرات جهت  مطالعات انتخاب شده اند به این خاطر است که حشرات دارای بیشترین گروه در بین حیوانات موجود بروی کره زمین هستند، همچنین دارای قدمت زیاد و با شرایط مختلف محیطی سازگار بوده و در همه جا یافت می شوند. بنابراین میکرو ارگانیسم های پاتوژن و موجودات همزیست حشرات را به عنوان میزبانشان انتخاب کرده و خود را با آنها وفق داده اند .میکرو ارگانیسم ها از نظر ژنتیکی رام شدنی و قابل دسترس هستند و حشرات نیز می توانند به عنوان یک مخزن پهناور جهت میکروب های مهم بیوتکنولوژی و دارویی مطرح باشند .منطقی که پشت ایده استفاده از میکرو ارگانیسم های حشرات به عنوان منبعی برای تولیدات طبیعی بیو اکتیو است اینست که حشرات در محیط های مشابه انسان زندگی کرده و دقیقا با همان پاتوژن هایی که در انسان ایجاد بیماری می کند درگیر است همچنین حشرات و پستانداران در بخش اعظمی از فیزیولوژیشان شامل بخش هایی از سیستم ایمنی اشان اشتراک دارند.

معروفترین قارچ های پاتوژن حشرات اعضای متاجنس Cordyceps هستندکه از نظر میزبان بسیار اختصاصی عمل می کنند.از جمله مهمترین و معروفترین تولید کنندگان متابولیت های ثانویه در این متاجنس می توان به Metarhizium،  Beaveriaیا Hirsutella اشاره کرد. در مطالعه ای محققان ترکیبات Diterpene pyrone  را با نام  Metarhizin A&B از قارچ متاریزیوم فلاوویریده جدا کرده و بر علیه سلول های سرطانی انسان و حشره ارزیابی کردندو نشان دادند این ترکیبات دارای فعالیت Anti proliferative  بسیار قوی و در نتیجه می توانند به عنوان ضد سرطان و به عنوان پروب جهت تنظیم چرخه سلولی استفاده شوند.در مطالعه ای دیگر از متاریزیوم آنیزوپلیه ترکیب جدید 1و2 دهیدروهیلونیک اسید جدا شده که خاصیت آنتی بیوتیکی خوبی بر علیه استافیلوکوک اورئوس از خود نشان داده است.همچنین محققان دیگری بروی همین قارچ موفق شدند ترکیبات ایوروورتین  FتاH  را شناسایی کنند این مواد وابسته به آنتی بیوتیک ها هستند و اثر خود را با بازدارندگی بر فسفریل دار کردن اکسایشی در میتوکندری میگذارند.محققان دیگری از این قارچ 2 هپتا پپتید جدید به نام های سرینوسیکلین های  AوB  گزارش کردند. در مطالعه ای دیگر یک تتراپپتید ضد مالاریا به نام Hirsutellic acid A   که دارای اثر بازدارندگی بروی  پلاسمودیوم فالسیپاروم   است از قارچ Hirsutella جدا گردید.

 شماری از ژن های باکتری پاتوژن گیاهی  Erwinia cartovora که  باعث بیان سیستمیک رمز گذاری ژن های مربوط به پپتید های آنتی میکروبیال در لاروهای Drosophila می گردد شناسایی شدند.باسیلوس تورنجینسیس یکی از معروفترین باکتری های پاتوژن حشرات است و می تواند به عنوان یک منبع غنی از متابولیت های ثانویه مطرح گردد.باسیلوس سرئوس آنتی بیوتیکی جدید و غیر معمول تولید میکند که در واقع یک آمینو پولیول خطی به نام Zwittermicin A است و  دارای اثر  بازدارندگی رشد بروی پروتیست ها و تعدادی از باکتری گرم مثبت و منفی است . از لارو Galleria mellonella که به وسیله باکتری Photorhabdus luminescens آلوده گردیده یک ترکیب آنتی میکروبیال جدید به نام 2- ایزوپروپیل5- بنزن 1و3-دیول جدا گردیداین ماده بر علیه چندین باکتری مهم استفاده گردید و نتایج بسار خوبی از خود نشان داد همچنین دارای خاصیت کشندگی بروی سلول های سرطانی انسانی است.از باکتری فوق ترکیبات  جدیدی به نام Photobactin  و 1و3 -دهیدروکسی 2-5- بنزن (ST) شناسایی گردیده و خاصیت آنتی بیوتیک آنها  بروی چند باکتری مهم تست و نتایج مثبت گزارش شده است.

در مورد باکتری های همزیست حشرات می توان از باکتری های گرم مثبت موجود در سوسک های استافیلینیده نام برد که در سنتز ماده ای به نام پدرین نقش کلیدی ایفا می کند که  این ماده دارای خاصیت ضد سرطان و ضد تومور است .ماده ای به نام Mycangimycin توسط باکتری های همزیست سوسک Dendroctonus frontalis  تولید می گردد، این ماده بروی کاندیدیا آلبیکنس خاصیت بازدارندگی دارد.عملکرد 1و2 – دی اکسولان Mycangimycin شبیه داروهای ضد مالاریا است و میتوان همانند دارو های ضد مالاریا بر علیه پلاسمودیوم فالسیپارم عمل کند.از باکتری Pseudonocardia  که همزیست  با  Leafcutter antsمی باشد ماده ای به نام Dentigerumycin  شناسایی شده که خاصیت ضد میکروبی و ضد کاندیدیا آلبیکنس آن نیز ثابت شده است.

مطالعه بروی باکتری هاو قارچ های پاتوژن و همزیست حشرات در مراحل ابتدایی است  اگر ما این ترکیبات را در منابع طبیعی بیو اکتیو جدید جستجو کنیم در آینده  تولیدات طبیعی جدید متنوعی  شناسایی خواهند شد .

 

مدلهای نمونه گیری و الگوهای خونخواری در پشه ها

این مطلب خلاصه سمینار دانشجویی دوره دکترای تخصصی خانم مهندس زهرا شیخ،‌ دانشجوي گروه حشره شناسي پزشكي و مبارزه با ناقلين دانشكده بهداشت دانشگاه علوم پزشكي تهران مي باشد كه براي استفاده علاقمندان در وبلاگ انجمن قرار گرفته است:

1) الگوهای خونخواری در پشه ها: از دیدگاه اپیدمیولوژیک اهمیت رفتار جستجو و خونخواری در پشه ها بیشتر به دلیل پدیده همزمانی و هم مکانی ناقل و میزبان در ظهور بیماریهایی است که به وسیله بندپایان منتقل می شوند. از جمله بیماریهایی مانند مالاریا، لیشمانیوز، تب دانگ، تب زرد و .... رفتار جستجو و خونخواری در پشه ها با روشهایی از جمله مشاهده مستقیم، استفاده از تله های حاوی طعمه و آنالیز خون خورده شده توسط پشه با روشهای مولکولی از جمله ELISA وPCR قابل بررسی است.

در مطالعه ای که توسط Chaves و همکاران در سال 2010 انجام گرفت، بررسی های انجام شده در ارتباط با الگوهای خونخواری پشه ها برروی میزبانهای مهره دار از سال 1916 توسط بانکهای اطلاعاتی معتبر مورد بازنگری قرار گرفت و داده هایی که شامل تجزیه و تحلیل آماری کامل بود جمع آوری شد و این داده ها بر اساس نوع میزبان (پستاندار، پرنده و...) و نیز بر اساس تعداد مکانهای بررسی شده تقسیم بندی گردید. با محاسبه C-score بدست آمده از داده های جمع آوری شده و  مقایسه آن با مقدار C-scoreحاصل از اعداد اتفاقی ارائه شده توسط نرم افزار براساس فرضیه صفر سه الگوی خونخواری aggregate و randomو segregate بررسی شد. این بررسی نشان داد که درمورد داده هایی که از یک محل جمع آوری شده بودند(single site) الگوی خونخواری از نوع random و در مورد داده هایی که از مناطق مختلف جمع آوری شده بودند الگوی خونخواری از نوع aggregate است. به طور کلی الگوهای خونخواری ناقل  و رفتار تغییر میزبان بستگی به وفور نسبی میزبان، رفتارهای دفاعی میزبان و نیز موانع فیزیکی مانند استفاده از پشه بند دارد. به نظر می آید عوامل دیگری نیز در این مورد نقش دارند که تاکنون شناخته نشده اند.

2) روش های نمونه گیری: در بررسی دیگری که به منظور مقایسه تمایلات خونخواری از انسان بین An.arabiensis و An. quadriannulatus  انجام گرفت پاسخ های مربوط به جلب شدن پشه به میزبان، ورود پشه و نشستن پشه روی میزبان توسط ابزارهای صید شامل   OBETs (Odor Baited Entry Traps), E-nets (Electrocuting nets)و ترکیب آنها با window traps  وCDC light traps و...بررسی شد. در این بررسی طعمه های مورد استفاده شامل انسان، گاو، انسان+گاو، و نیز ترکیبات مصنوعی(AOP) و CO2  بود. نتایج این بررسی که حدود2 سال به طول انجامید در مقاله مربوطه به تفصیل آمده است.

 3) حجم نمونه بهینه :(Optimum Sample Size) از آنجاییکه در برخی مطالعات حشره شناسی جمع آوری نمونه ها مستلزم صرف هزینه و وقت و انرژی بسیاری است به نظر می آید در این گونه مطالعات با محاسبه حجم نمونه بهینه، علاوه بر دستیابی به حجم نمونه کافی (و نه ضرورتاٌ زیاد) نتایج بررسی ها نیز قابلیت اعتماد   Reliabilityلازم را خواهند داشت. Karandinos (1979) از پیشگامان محاسبات حجم نمونه، محاسبه حجم نمونه بهینه را بر اساس چهار توزیع متداول شامل General, Negative binomial, Poisson, Binomial  شرح داده است که علاوه بر کاربرد گسترده آن در بررسی های آماری  مربوط به علوم پزشکی، در کتاب Mosquito Ecology نیز برای محاسبه حجم نمونه در مطالعات حشره شناسی، استفاده از فرمولهای پیشنهادی Karandinosتوصیه شده است.

 

 

نقش فن آوری اطلاعات و ارتباطات (ICT) درحشره شناسی

این مطلب خلاصه سمینار دانشجویی دوره دکترای تخصصی حشره شناسی پزشکی و مبارزه با ناقلین آقای مهندس محمدرضا جلیل نواز نوین، در گروه حشره شناسي دانشكده بهداشت دانشگاه علوم پزشكي تهران مي باشد. اميدوارم مورد استفاده واقع گردد:

فناوری اطلاعات عصاره دانش و تجربه دو هزار ساله بشر است. انسان در تمام طول تاریخ برای شناخت پدیده ها و کاهش ابهامات پیرامون ناشناخته ها به اطلاعات نیازمند بوده است. آغاز تاریخ بشر با توانایی او در انباشت اطلاعات و مبادله آن مقارن است. امروز به کمک رایانه و ابزارهای ارتباطی و فناوری اطلاعات دهکده جهانی از رویا به حقیقت پیوسته است. فناوری اطلاعات به "مطالعه، طراحی، توسعه، پیاده سازی، پشتیبانی یا مدیریت سیستم های اطلاعاتی مبتنی بر رایانه، خصوصاٌ برنامه های نرم افزاری و سخت افزار رایانه می پردازد". اخیراٌ تغییر اندکی در این عبارت داده می شود تا این اصطلاح به طور روشن دایره ارتباطات مخابراتی را نیز شامل گردد. بنابراین عده ای بیشتر مایلند تا عبارت فناوری اطلاعات و ارتباطات (Information & communication Technology) یا به اختصار ICT را به کار برند. كار اين فناوري را مي توان به اختصار شامل: جمع آوري اطلاعات، ذخيره آنها،‌ انتقال داده ها، پردازش آنها، بازيابي اطلاعات و در نهايت نمايش آنها دانست.

اینترنت سامانه ای جهانی از شبکه های رایانه ای به هم پیوسته است که از پروتکل TCP/IP برای ارتباط با یکدیگر استفاده می نمایند. به عبارت دیگر اینترنت، شبکه شبکه هاست که از میلیون ها شبکه خصوصی، عمومی، دانشگاهی، تجاری و دولتی در اندازه های محلی و کوچک تا جهانی و بسیار بزرگ تشکیل شده است که با ارائه طيف وسیعی از فناوری های الکترونیکی و نوری به هم متصل گشته اند. اینترنت در بر گیرنده منابع اطلاعاتی و خدمات گسترده ای است که برجسته ترین آنها وب جهان گستر (WWW) و پست الکترونیکی می باشد. شبکه جهانی وب در حال تبدیل شدن به یک جزء مهم از کسب و تبادل اطلاعات است. وب با روش های متنوع و غیر قابل پیش بینی در تحقیق موثر خواهد بود. اما عمیق ترین تاثیرات آن احتمالاٌ در سه زمینه ارتباطات، پایگاه داده ها و ادبیات خواهد بود. محققان به طور فزاینده ای از طریق وب به كمك پست الکترونیکی و FTP، گروههای مباحثه، جلسات و کنفرانس های اینترنتی با يكديگر ارتباط برقرار می کنند و با استفاده از موتورهای جستجوگر، کاوش اعماق وب، ایمیل های مشترک، گروههای بحث و خبری و غیره اطلاعات مبتنی بر اینترنت را بازيابي مي نمايند.

اینترنت داراي قابليت بسیار خوبي برای تاثیر روی پژوهش، توسعه و آموزش در علم حشره شناسی نيز تبدیل شده است. محققان و دانشمندان می توانند با همتایان خود در سایر دانشگاهها و موسسات تحقیقاتی ارتباط برقرار کنند. آنها می توانند به یک پایگاه بزرگی از داده ها و اطلاعات موجود دسترسی داشته باشند. به دليل اين كه در اينترنت تحقیقات به سرعت از کاغذ به وب که از نظر هزینه به صرفه است، مهاجرت نموده، خیلی سریعتر و کارآمدتر اطلاعات به دست مي آيند و در ضمن در وقت ارزشمند محققان نیز صرفه جویی می شود. حشره شناسان می توانند آخرین اطلاعات را در مورد کنترل آفات و حشرات مهم از نظر پزشکی و دامپزشکی را از طريق اينترنت در اختیار عموم مردم قرار دهند. ارتباطات مبتنی بر اینترنت در حال گسترش یافتن و محبوب تر شدن در میان مردم می شود به این جهت که به آنها اجازه می دهد تا زمان کافی برای جستجو و یافتن پاسخ داشته باشند. بیولوژی مولکولی و سیستماتیک دو زمینه تحقیقاتی در ایجاد همکاری و دسترسی به بانک های اطلاعاتی هستند که محققان در اختیار عموم قرار می دهند. دسترسی به مقالات مجلات و پایان نامه ها از طریق وب آسان تر از رفتن به کتابخانه، پیدا کردن و کپی گرفتن آنهاست. وبسايت هاي ناشرين الكترونيك كتاب ها و مجلات علمي معتبر امروزه تامين كننده منابع علمي محققين گروهاي مختلف در سراسر دنياست.

تاثیر اینترنت بر آموزش تحت دو عنوان مورد بررسی قرار می گیرد: آموزش دانشگاهی (On campus) و آموزش از راه دور (Distance learning). در اين سمينار مزایا و معایب استفاده از آموزش از راه دور نيز که امروزه در حال پیشرفت است بیان خواهد شد. تاثیر اینترنت بر تدریس حشره شناسی در کشورهای در حال توسعه نيز بخوبی مشاهده شده است. اساتید می توانند جزوات درسی خود را در وب سایت موسسات و دانشگاهها قرار دهند تا مورد استفاده دانشجویان واقع گردد. دانشجویان هم می توانند در وب سایت موسسات تمرین و آزمون و مرور نمایند.

 

ناسازگاری سیتوپلاسمی توسط Wolbachia در حشرات

این عنوان سمینار دانشجویی دوره دکترای تخصصی آقای مهندس محسن کرمی است که در تاریخ ۲۶ دیماه ۱۳۹۰ در محل دانشکده بهداشت دانشگاه علوم پزشکی تهران ارائه شد. خلاصه سمینار مذکور به شرح زیر است:

رابطه همزیستی بین میکروارگانیسم ها و یوکاریوت ها بسیار رایج بوده و این ارتباط از حالت همزیستی اجباری (Mutualism) گرفته تا Commensalism و انگلی (Parasitism) در بین آنها وجود دارد. ولباخیا (Wolbachia) باکتریهای گرم منفی، داخل سلولی و Endosymbiont از راسته آلفا پروتوباکتریها هستند که تاکنون در بندپایان و  نماتدهای فیلری شناسایی شده اند و با  دستکاری در بافت تولید مثلی میزبان سبب افزایش انتقال عمودی خود می شوند. ولباخیا اولین بار در سال 1924 در بافت تولید مثلی پشه های Culex  pipiens گزارش شد و این گونه بنام  Wolbachia  pipientis معرفی گردید. این باکتری از طریق سیتوپلاسم تخمک (انتقال عمودی) به نتاج منتقل شده و از مکانیسم های مختلفی برای دستکاری تولید مثلی در میزبانهایشان استفاده می کنند که مهمترین فنوتیپ های آن شامل : ناسازگاری سیتوپلاسمی (Cytoplasmic Incompatibility)، بکرزایی ماده زایی (Thelytokous Parthenogenesis)، کشتن نرها (Male  Killing)، ماده سازی نرها (Feminizition) و همچنین سایر مکانیسم های کاهش Fitness  در میزبان می باشند. ولباخیا همچنین بطور افقی بین گونه های مختلف بندپایان منتقل می شود. این جنس فقط یک گونه و 8 بالاگروه داشته که عبارتند از بالا گروههای  A تا H که بالا گروههای  C و D فقط در نماتدها شناسایی شده اند. فنوتیپ ناسازگاری سیتوپلاسمی (CI) رایج ترین فنوتیپ ها بوده و در بسیاری از حشرات، مایت ها و سخت پوستان مشاهده میگردد. این فنوتیپ موقعی نمایان می شود که نرهای آلوده با ماده های غیرآلوده یا آلوده با استرین های دیگر ولباخیا جفتگیری نماید. این امر در برخی موارد منجر به مرگ جنینی در حشرات دیپلوئید و نر زایی یا مرگ جنینی در حشرات هاپلو – دیپلوئید، در اثر اختلال در اولین تقسیم میتوز سلول تخم میشود. نا سازگاری سیتوپلاسمی به دو دسته تقسیم میشود: ناسازگاری یک سویه (Unidirectional) و ناسازگاری دو سویه (Bidirectional). در ناسازگاری یک سویه نرها آلوده و ماده ها سالم و در دو سویه نرها و ماده هر دو آلوده بوده اما استرین های ولباخیا در آنها متفاوت است. ساز وکارهای دقیق ایجاد CI بطور دقیق مشخص نشده است اما بر اساس این فرضیه که ولباخیا سبب دو عمل: الف- تغییر اسپرم طی اسپرماتوژنز (Modification = mod)  ب- تولید عوامل ترمیم کننده این تغییرات در تخمک (Rescue = resc) میشود سه مدل یا فرضیه برای ایجاد ناسازگاری سیتوپلاسمی ارائه شده است:

 1- مدل قفل و کلید۲- مدل فروبردن ۳- مدل حرکت آهسته

پتانسیل استفاده از ناسازگاری های ایجاد شده توسط ولباخیا در کنترل آفت و بیماریهای مرتبط با آنها مورد توجه بسیاری قرار  گرفته که میتواند بعنوان یک روش آنالوگ برای تکنیک عقیم سازی حشرات (SIT) در نظر گرفته شود. از آنجایی که  CI میتواند سبب تسریع گونه زائی (Speciation) در میزبان شود لذا کاربرد آن بخصوص در بندپایان  ناقل بیماری نیاز به مطالعات و احتیاطات بیشتری خواهد داشت. بدین منظور، در این راستا  میتوان استرین هایی که سبب کاهش طول عمر بالغین یا جلوگیری از تکثیر انگل در ناقل می شوند را مورد توجه قرار داد. در زمینه آفات کشاورزی مطالعات کاربرد ولباخیا در زنبورهای پارازیتوئید بمنظور افزایش نسبت ماده ها با بهره گیری از فنوتیپ هایی همانند:  مونث سازی، کشتن نرها و بکرزایی - ماده زایی پیشرفت های بیشتری داشته است. در سالهای اخیر با بهره گیری از رابطه همزیستی اجباری بین فیلرهای مولد بیماری در انسان و ولباخیا نظیر بیماری های  انکوسرکیازیس (Onchocerciasis) و lymphatic filariasis، راههای جدیدی در درمان این بیماری با استفاده از آنتی بیوتیک ها باز شده است. علی رغم پیشرفت های چشمگیر در زمینه اکولوژی و ژنتیک جمعیت ولباخیا که روزبه روز ایده استفاده از آنها، بعنوان یک ابزار جدید در کنترل بیولوژیک بندپایان دارای اهمیت پزشکی، دامپزشکی و کشاورزی را تقویت میکند معهذا کاربرد آنها هنوز با چالش هایی همانند خطر گونه زایی، مشکل در پرورش انبوه، عدم استقرار در برخی گونه ها، نیاز به سازش با محیط های سلولی میزبانهای جدید و ناشناخته ماندن بسیاری از جنبه های پایه ایی سلولی و ملکولی روابط ولباخیا و میزبان، روبرو می باشد.

 

سراتوپوگونیده ها به عنوان ناقل بالقوه لیشمانیوز در استرالیا

خلاصه این سمینار دانشجویی دوره دکترای حشره شناسی پزشکی و مبارزه با ناقلین که توسط آقای مهندس یاسر سلیم آبادی در تاریخ ۱۹ آذر ۱۳۹۰ در دانشکده بهداشت دانشگاه علوم پزشکی تهران ارائه شد به شرح زیر:

سراتوپوگونیده ها به عنوان ناقل بالقوه لیشمانیوز در استرالیا

خانواده سراتوپوگونیده شامل بیش از 4000 گونه در 78 جنس می باشد و فقط 4 جنس از آنها به انسان حمله می کند. مهم ترین جنس این خانواده، جنس کولیکوئیدس می باشد که هم  از نظر پزشکی و هم از نظر دامپزشکی دارای اهمیت است و دارای پراکندگی جهانی بوده بطوریکه  فقط در آمریکای شمالی 36 جنس و 600 گونه از آنها وجود دارد. سراتوپوگونیده ها از نظر انتقال  بیماری های فیلریایی و برخی آربو ویروس ها دارای اهمیت ویژه ای هستند. اولین مورد از بیماری لیشمانیوز به صورت بومی در استرالیا در سال 2004 گزارش گردید و انگل آن گونه خاصی تشخیص داده شد. میزبان بیماری کانگوروهای قرمز بومی استرالیا (Macropus rufus)  و ناقل آن ناشناخته بود. تا قبل از سال 2009 کلیه موارد بیماری در استرالیا از نوع وارده بودند و تمامی  افرادی که دچار بیماری شده بودند یا سابقه سفر به کشورهای اندمیک داشتند یا افرادی بودند که از کشورهایی مثل افغانستان به استرالیا مهاجرت کرده بودند. به منظور شناسایی ناقلین احتمالی لیشمانیوز، پشه خاکی های 2 ناحیه مربوط به محلی  که بیماری در آنجا پیدا شده بود با استفاده از چندین روش صید شامل: آسپیراتور، تله نورانی همراه CO2   و تله شانون از محل های استراحتشان از قبیل درز و شکاف های صخره ها، لانه های حیوانات، پای درختان، حفره های تنه درختان و پناهگاه های چوبی جمع آوری گردیدند. تمام پشه خاکی های جمع آوری شده از هر دو ناحیه تا سطح گونه شناسایی شدند. در این مطالعه 4 گونه از فلبوتوم ها تشخیص داده شد که گونه غالب Sergentomyia queenslandi بود. به منظور پیدا کردن DNA انگل لیشمانیا نمونه پشه خاکی های جمع آوری شده، با استفاده از روش semi-quantitative real-time PCR  مورد آزمایش قرار گرفتند که همگی از نظر آلودگی به انگل لیشمانیا منفی بودند. با توجه به اینکه در محلی که آلودگی به انگل لیشمانیا در کانگوروي قرمز مشاهده شده بود و پشه های سراتوپوگونیده هم در آن محل فعالیت داشتند. بنابراین پشه های سراتوپوگونیده مربوط به این 2 ناحیه نیز با استفاده از تله های نورانی حاوی CO2 و آسپیراتور از روی میزبان های مختلف جمع آوری شدند. پس از جمع آوری نمونه ها 4 گونه  از پشه های سراتوپوگونیده تشخیص داده شد. با انجام real-time PCR ،کشت انگل و تشریح نمونه های جمع آوری شده مشخص گردید که یک گونه توصیف نشده از سراتوپوگونیده مربوط به استرالیا به نام Forcipomyia (Lasiohelea) sp.1 از نظر آلودگی به DNA  انگل لیشمانیا تا 15% مثبت است و در بعضی از نمونه ها میزان پارازیتمی زیاد بوده است. تشریح معده و دستگاه گوارش وجود اشکال پروماستیگوت انگل و نیز اشکال متاسیکلیک انگل را در بعضی از کولیکوئیدس ها نشان داد. انگل هم چنین کشت داده شد و آنالیز سیکوئنسDNA لیشمانیا پلیمراز ژن subunit II کاملا شباهت آن را به گونه انگل لیشمانیای جدا سازی شده مورد تایید قرار داد. در بررسی فیلوژنیک معلوم شد که انگل جدا شده Leishmania enriettii است که یکی از اعضا Leishmania sensu stricto محسوب می شود. برای  ناقل قلمداد کردن یک گونه 5 معیار مهم وجود دارد که عبارت اند از  : 1-ناقل باید در محیطی که مخازن است فعالیت داشته باشد. 2-گونه ناقل باید بتواند  مخزن را مورد گزش قرار دهد .3-ناقل باید ازسیر تکامل انگل لیشمانیا در دستگاه گوارش خود حمایت کند تا انگل بتواند به شکل Metacyclic (آلوده کننده) تبدیل شود. 4-انگلی که از ناقل جدا سازی می شود باید همان  نوع انگلی باشد که از مخزن بیماری  جدا گردیده است. 5- ناقل باید بتواند انگل را از طریق گزش به میزبان های دیگر انتقال دهد. در این مطالعه 4 معیار از معیارهای فوق در گونه Forcipomyia (Lasiohelea) sp. 1 مشاهده گردید، و تنها معیاری که در این بررسی  مشاهده نشد انتقال انگل توسط این گونه کولیکوئیدس از  سراتوپوگونیده به میزبان دیگر از طریق گزش بود. با توجه به نتایج به دست آمده محققین Forcipomyia (Lasiohelea) sp. 1 را به عنوان ناقل بالقوه لیشمانیوز در استرالیا معرفی کرده اند و احتمالا  F. (L.) peregrinatorهم ممکن است  در انتقال انگل لیشمانیا سوش استرلیا دخالت داشته باشد. یاد آور میشود که کولیکوئیدس ها از زیر جنس Lasiohelea از انسان و سایر پستانداران خونخواری می کنند. نتایج این مطالعه اولین گزارش از انتقال انگل لیشمانیا توسط کولیکوئیدس ها است. هر چند که در برخی از مطالعات دیگر، کنه ها و کک ها را به عنوان ناقلین احتمالی معرفی کرده اند، اما گزارشی مبنی بر تکامل انگل در بدن این بندپایان و انتقال آن از طریق گزش تاکنون منتشر نشده است. این مطالعه باب جدیدی را در علم حشره شناسی پزشکی باز کرده است و در آینده می بایستی در زمینه اپیدمیولوژی لیشمانیوز در آن منطقه بیشتر مطالعه شود و احتمال دارد که  Forcipomyia (Lasiohelea) sp. یا سایر گونه های Forcipomyia (Lasiohelea)  به عنوان ناقل permissive در آن منطقه مطرح شوند.

خلاصه سمینار دانشجویی دوره دکترای حشره شناسی پزشکی و مبارزه با ناقلین

علاقمندان به مطالعه سمینارهای دانشجویی دوره دکترای حشره شناسی پزشکی و مبارزه با ناقلین می توانند خلاصه سمینار آقای مهندس ناصح ملکی را در این وبلاگ ملاحظه فرمایند:

پشه­های آنوفل ترانسژنیک به عنوان واکسیناتور بر علیه لیشمانیوز

پشه­ها ناقلین بیماریهای مهمی مانند مالاریا، تب­دانگ و تب­زرد محسوب می­شوند و پیشرفتهای اخیر مهندسی ژنتیک، امکان استفاده از پشه­های ترانسژنیک را در استراتژیهای جدید کنترل بیماریهای عفونی فراهم نموده است. سه نیاز اساسی در دستیابی به پشه­های ترانسژنیک، انتقال ژنهای خارجی به ژرم­لاین، پروموتور مناسب جهت هدایت ژنها در مکان و زمان مقتضی و مولکولهای موثر در کنترل يا بازدارنده پاتوژن می باشند. حشرات ترانسژنیک را می­توان در سه استراتژی 1- جایگزینی یا دستکاری جمعیت، 2- سرکوب جمعیت و رهاسازی در قالب تکنیک RIDL (رویکرد جدیدی از تکنیک نر­عقیمی) و 3- به عنوان Flying Vaccinator (واکسیناتور پروازگر) به کار گرفت. ايده حشرات واکسيناتور اولين بار توسط Crampton در 1999 مطرح شد که بعد از شناسایی یک پروتئین ویژه و امکان­پذیر شدن سیستم بیان ژن آن پروتئین در غدد­ بزاقی آنوفل استفنسی، این ایده تحقق یافت. این پروتئین به نام (AAPP) Anopheline Anti-Platelet Protein به میزان فراوان در غدد بزاقی بیان شده و با اتصال به کلاژن، مکانیسم انعقاد وابسته به کلاژن را مهار می نماید. در مطالعهYamamoto  و همکاران (2010) از پروموتور ژن AAPP به عنوان پروموتور مشترک بيان SP15 (پروتئین بزاقی KDa15 فلبتوموس پاپاتاسی و ایمنی­زا بر علیه لیشمانيا) و mDsRed (مارکر قرمز رنگ فلورسانت) در آنوفل استفنسی ترانسژنیک استفاده شده بود. مفهوم واکسیناتور پروازگر این است که حشرات خونخوار ترانسژنیک، در حین گزش عمل واکسیناسیون را انجام می دهند. دو پلازمیدDonor  (حاوی mDsRed-SP15) و Helper (حاوی آنزیم ترانسپوزاز) در ناحیه­ای از تخم که سلولهای زاینده اولیه (در قطب خلفی تخم) تشکیل می­شوند از طریق میکرواینجکشن تزریق می­شوند. آنزیم ترانسپوزاز، واکنش انتقال mDsRed-SP15 به روی کروموزومهای آنوفل استفنسی را کاتالیز می نماید. بعد از قرارگیری ترانسژن در معدودی از سلولها و تفریخ موفقیت­آمیز تخم و طی شدن مراحل رشد، حشرات بالغ ترانسژنیک با آنوفل­های وحشی کراس داده می شوند تا اینسرشنها به حالت پایدار در بیایند. از دلایل استفاده ژن SP15 در پروژه واکسیناتور پروازگر می توان به چندکپی بودن آن با حداقل تنوع بین واریانتها، توانایی غلبه بر تنوع ژنتیکی انگل، عدم تاثیرپذیری بیان آن در شرایط فیزیولوژیکی مختلف (رژیم­غذایی و سن) و اثبات ایمنی­زا بودن آن در مطالعات متعدد به عنوان واکسن کاندید بر علیه لیشمانیوز جلدی (و شاید لیشمانیوز احشايی) اشاره نمود. در مطالعه مذکور نشان داده شد که آنوفل استفنسی ترانسژنیک، پروتئین mDsRed-SP15 را در سیتوپلاسم و آسینی ترشحی سلولهای دیستال- لترال لوبهای غدد بزاقی (نقاط مورد تهاجم اسپوروزوئیتهای پلاسمودیوم) بیان و به همراه بزاق به ميزبان تزريق می­نماید. در موشهایی که با این آنوفل­های ترانسژنیک مکرراً گزش می شدند، سطح آنتی­بادی­های Anti-SP15 بطور معنی­داری افزایش می­یافت. اگرچه واکسیناتور پروازگر به جای انتقال بیماری به واکسیناسیون افراد می پردازد، اما مساله ایمنی­پزشکی و نگرانیهای مربوط به رضایت آگاهانه افراد، استفاده میدانی آن را به عنوان یک روش کنترلی عمومی، در هاله­ای از ابهام فرو برده است. ملاحظات اخلاقی، اجتماعی و فرهنگی نیز در انتخاب مناطق رهاسازی این نوع آنوفل­ها، از دیگر موانع پیش­رو خواهند بود. با اين حال انجام این نوع مطالعات و آشکار شدن سیستمهای بیان ژنی غدد بزاقی آنوفل­ها در مطالعات برهم­کنش پاتوژن- غدد بزاقی و توليد واکسن­های بلوکه کننده انتقال، سودمند بوده و به عنوان روش کنترل بیولوژیکی بیماری نیز محسوب می شوند.

خلاصه سمینار دانشجویی دوره دکترای حشره شناسی پزشکی

با تشکر از خانم مهندس نصیبه حسینی واسوکلایی خلاصه سمینار دانشجویی دوره دکترای ایشان به شرح زیر است:

Arthropod-borne Viruses Transmitted by Phlebotomine Sand flies in Eastern Mediterranean Region

تب پشه خاکی،تب سه روزه یا تب پاپاتاسی بیماری ویروسی منتقله توسط گونه هايي از پشه خاکی هاست که علائمي شبيه آنفلوآنزا داردو بطور ناگهاني با علائم  سردرد، تب شديد، درد پشت چشم بهنگام حرکت کره چشم، پر خوني ملتحمه، كوفتگي، بی حالی، تهوع، درد دست و پا و پشت و کاهش تعداد گلبول های سفید خون تظاهر می کند. فارنژیت ، وجود ضایعات طاول مانند در مخاط دهان و التهاب غدد لنفاوی گردنی از مشخصات آلودگی با ویروس تورم طاولی دهان (Vesicular stomatitis virus)است. ممکن است نشانه های بیماری شدید باشد ولی منجر به مرگ نمی شود و بیماران بهبود می یابند ولي ممكن است پس از بهبودي باعث افسردگي طولاني مدت شود. درمان خاصي براي اين بيماري وجود ندارد. گروه ویروس های تب پشه خاکی از خانواده Bunyaviridae و جنس Phlebovirus می باشد که تاکنون 53 سروتایپ یا نوع سرمی ویروس از این جنس گزارش گردیده است و بیماریزایی 7 سروتایپ Sicilian ،Naples ،Punta Toro ،Toscana ،Chagres ،Alenquer ،Candiru برای انسان به اثبات رسیده است. علاوه بر این ویروس Vesicular stomatitis virus از خانواده Rhabdoviridae و جنس Vesiculovirus  نیز از پشه خاکی جداسازی شده است. فلبوویروس ها از کشور های حاشیه مدیترانه، جنوب اروپا، آسیای مرکزی، آفریقا و آمریکا جداسازی شده اند. گزارشی از این ویروس ها از آسیای جنوب شرقی و استرالیا بیان نشده است.انتشار فصلی بیماری در مناطق معتدل نیمکره شمالی از اواسط فروردین تا اواخر مهر ماه است و نزد افراد ارتشی و مسافرینی که از مناطق غیر بومی بیماری به مناطق آلوده می روند شیوع دارد. از بین 22 کشور مدیترانه شرقی، تب پاپاتاسي از 13 کشور شامل ایران،پاکستان، افغانستان، عراق، اردن، فلسطین، عربستان سعودی، مصر، سودان، تونس ، مراکش ، سومالی و جیبوتی گزارش گردیده است و تاکنون 10 سرو تايپ شاملSicilian  ،Naples  ، Karimabad،  Salehabad ، Isfahan  ،Punique ، SudAn 754-61، Saint Floris،  Gordi ، I-47از منطقه مدیترانه شرقی گزارش گرديده است. ویروس از طریق بزاق بهنگام گزش پشه خاکی آلوده منتقل می شود و ناقل اصلی      Phlebotomus papatasi میباشد. در منطقه مدیترانه شرقی ویروس های Sicilian ، Karimabad ، Isfahanو I-47 از Ph. papatasi و ویروس Punique از Phlebotomu perniciosus و Phlebotomus longicuspis جداسازی و تعیین هویت شده است. دوره ویرمی در بیمار کوتاه می باشد و ویروس حدود24 تا 36 ساعت بعد از شروع تب در خون بیمار وجود دارد. پشه خاکی در حدود 7 روز بعد از خون خواری از فرد آلوده قادر به انتقال ویروس بوده و تا آخر عمر که در شرايط اپتيمم حدود یک ماه و نيم است این آلودگی را حفظ می کند. هر چند كه مخزن اصلی بیماری پشه خاکی است و ویروس را بوسیله تخم به نسلهای بعدی خود انتقال می دهد، ولي ژربیل ها و انسان ها ي مبتلا هم مي توانند پشه خاکی را آلوده كنند.  بر اساس مطالعات سرولوژیک روی جوندگان در ایران آلودگی به ویروس های Sicilian ، Karimabad ، Isfahan از گونه Rhombomys opimus گزارش شده است. همچنین بر اساس همین مطالعات Tatera indica  به ویروس های Sicilian  ،Naples  ، Isfahanو Nesokia indica  به ویروس Isfahan آلوده بوده اند. ياد آور مي شود كه در منطقه مديترانه شرقي مطالعه روي مخزن حيواني اين بيماري محدود است. تشخیص افراد بیمار توسط روش های سرولوژیکی و تعیین میزان آنتی بادی های ضد ویروس انجام می گیرد که در صورت وجود آلودگی، میزان آنتی بادی در بیمار پس از گذشت 21-14 روز پس از بروز تب به 4 برابر یا بیشتر افزایش می یابد. آنتی بادی ضد ویروس تا آخر عمر در بدن فرد باقی می ماند و فرد تا آخر عمر ایمن است ولی این ایمنی اختصاصی همان سروتایپ ویروس است و امکان ابتلای فرد با سایر سروتایپ ها وجود دارد. تاکنون واکسنی برای ایجاد مصونیت به این بیماری شناخته نشده است. ياد آور مي شود كه در دنيا آلودگي طبيعي پشه خاكي ها به ويروس RVFV  مشاهده نشده است و فقط بطور تجربي در آزمايشگاه 5 گونه از پشه خاكي ها قادرند اين ويروس را منتقل كنند.

بیماری تب پاپاتاسي دارای اهمیت نظامی می باشد و در بین سر بازان ، توریست ها و افراد غير بومي بسیار حائز اهمیت است زیرا تا 75% از افراد بالغ غیر مصون که وارد یک منطقه آلوده می شوند ممکن است به بیماری مبتلا شوند و منجر به بروز اپیدمی شود. بهترین روش برای کنترل بیماری مبارزه با پشه خاكي می باشد و محافظت شخصی از گزیده شدن بوسیله اين ناقل در پیشگیری از بیماری موثر است. استفاده از پشه بند هاي آغشته به حشره کش، بكار بردن دور کننده DEET و آموزش بهداشت مردم در مورد چگونگی ابتلای انسان به بیماری حائز اهمیت می باشد. همچنین برای مسافران و سربازان در زمان ورود به مناطق اندمیک استفاده از پوشش های مناسب و استعمال دور کننده در نقاط باز بدن دارای اهمیت می باشد.    

 

Selected References

Saidi S, Tesh R, Javadian E, Sahabi Z, Nadim A. Studies on the epidemiology of sandfly fever in Iran. II. The prevalence of human and animal infection with five Phlebotomus fever virus serotypes in Isfahan province. Am J Trop Med Hyg. 1977;26(2):288-93.

 

Brett M , Claborn M: Sand fly fever: What have we learned in one hundred years? MILITARY MEDICINE 2009; 174(4):426-431.

 

Ellis SB, Appenzeller G: Outbreak of sand flu fever in Central Iraq, September 2007. MILITARY MEDICINE 2008; 173(10):949-953.

Depaquit J, et.al: Arthropod-borne viruses transmitted by phlebotomine sand flies in Europe: a review. Euro Surveill 2010;15(10):pii=19507.

Tesh RB, Saidi S, Gajdamovic SJ, Rodhain F, Vesenjak-Hirjan J.Serological studies on the epidemiology of sandfly fever in the Old World. Bull World Health Organ 1976;54(6):663-74

 Coleman RE, Burkett DA, Sherwood V, et al: Impact of phlebotomine ,sand flies on U.S. military operations at Tallil Air Base, Iraq: 2. Temporal and geographic distribution of sand flies. Med Entomol 2007' 44(1)" 29-41.

 Larrousse F: Etude Systematique et Medicale des Phlebotomes. Paris: Vigot Frere; 1921. Available at Google Translation Tools; www.google.com; accessed April 2008.

 Charrel RN, Gallian P, Navarro-Mari JM, et al: Emergence of Toscana virus in Europe. Emerg Infect Dis 2005; 11(11): 1657-63.

 Albarino CG, Bird BH, Nichol ST: A shared transcription termination signal on negative and ambisense RNA genome segments of Rift Valley fever, sand fly fever Sicilian, and Toscana viruses. Virol 2007; 81(10):5246-56.

 Xu F, Chen H, Travassos da Rosa AP, Tesh RB, Xiao SY: Phylogenetic relationships among sand fly fever group viruses (Phlebovirus: Bunyaviridae) based on the small genome segment. J Gen Virol 2007; 88(Pt 8)" 2312-9.

 

 

خلاصه سمینارهای دانشجویی دوره دکترای حشره شناسی پزشکی

مکانیزم­های مقاومت به خشکی در خانواده Chironomidae  و کاربرد­های آن

توسط: آقای مهندس ناصح ملکی رواسان

با توجه به برگشت­پذیری برخی از موجودات، از حالت بدون متابولیسم به حالت متابولیک و زنده شدن مجدد گونه­های شدیداً خشک شده، می­توان سازمان بیولوژیکی را در سه طبقه کلی زنده، مرده و زندگی مخفی (Cryptobiotic) جای داد. بعضی از موجودات وقتی به طور کامل آب بدن خود را از دست می­دهند، هیچ گونه علایم حیات در آن­ها دیده نمی­شود. با این وجود وقتی در معرض آب قرار می­گیرند، قادر به ادامه زندگی خواهند بود. این حالت بیولوژیکی Anhydrobiosis نامیده می­شود. لارو کایرونومید خفته (Sleeping Chironomid)، با نام علمی Polypedilum vanderplanki که در حوضچه­های موقتی در مناطق خشک آفریقای مرکزی مانند نیجریه، اوگاندا و مالاوی زندگی می­کند، با فرا رسیدن فصل خشکی 8 ماهه، 97% آب بدن خود را از دست داده و به حالت کیسه چرمی در می­آید. اما با شروع اولین بارندگی در فصل مرطوب، در مدت کمتر از یک ساعت زنده می­گردد. لاروهای خشک شده ویژگی­هایی کسب می­کنند که باعث طبقه­بندی آن­ها در گروه بینهایت طلب (Extremophile) می­شود. مکانیزم­های مقاومت به خشکی در کایرونومید خفته توسط خود لارو (نه مانند سیست آرتمیا (Artemia salina ) که توسط نسل قبل تدارک دیده می­شود) و بدون دخالت سیستم عصبی مرکزی (CNS) به کار گرفته می­شود و بر خلاف آرتمیا پروسه­های تبدیل وضعیت خشکیده به لارو فعال، بطور متوالی تکرار می­شود. عمده­ترین تغییر مشاهده شده در دو وضعیت خشکیده و فعال لارو، جایگزینی آب درون و برون سلولی با قند جادویی تری­هالوز ساخته شده در اجسام چربی، می­باشد. استرس­های محیطی خشکی و شوری با کاهش آب بدن لارو، موجبات بیان ژن­های دخیل در متابولیسم تری­هالوز (PvLea1,2,3) را فراهم می­نمایند. در حین تبدیل فرم فعال به فرم خشکیده تغییرات رفتاری مانند کوتاه شدن، مارپیچی شدن، جمع شدن و تاخوردن، تغییرات فیزیکی مانند کاهش نفوذپذیری، تغییرات بیوشیمیایی مانند فعال شدن پروتئین­های LEA، HSP، AQPs و Transporters، تغییرات فیزیکی- شیمیایی مانند جایگزینی تری­هالوز با آب و فرایند Vitrification تری­هالوز (که به همراه پروتئین­های LEA به صورت میلگردهای داخل بتن عمل می­کنند) مشاهده می­شود. بدین صورت آن­ها توانایی تحمل شرایط نامساعد مانند دماهای بالای 103، سرمای 270- درجه سانتیگراد، الکل 100%، اشعه گاما Gy K7 و شرایط خلا را کسب می­کنند. در تبدیل فرم خشکیده به فرم فعال خصوصیات موفولوژیک، فیزیولوژیک و بیوشیمیایی احیا می­شود و لارو با ترمیم غشاها، تری­هالوز را به گلیکوژن تبدیل می­نماید. نظر به اینکه این گونه بزرگترین موجود شناخته شده مقاوم به خشکی می­باشد به عنوان الگوی مناسب مطالعه مقاومت موجودات پرسلولی در محیط­های نامساعد مانند فضا مطرح است. در دو مرحله کایرونومید خفته به فضا ارسال شده است. در سال 2007 کایرونومید خفته در قالب پروژهBiorisk  به مدت 30 روز در شرایط خلا و در فاصله 400 کیلومتری از زمین قرار گرفت ولی بعد از انتقال دوباره به آزمایشگاه و افزودن آب، لاروها زنده شدند. در پروژه دوم که از سال 2009 آغاز شده و تا 2011 ادامه خواهد داشت، این موجود، الگوی بررسی حیات در کره مریخ خواهد بود. کاربرد در دسترس دیگر استفاده از کایرونومید خفته در آموزش­های مقاطع دبیرستان و در سطوح بالاتر دانشگاه می­باشد چرا که این لاروها به راحتی در دمای اتاق قابل نگهداری­ هستند و در مدت کوتاهی از حالت خشکیده به حالت فعال در می­آیند. در حال حاضر غذای ماهیان آکواریومی لارو پشه­های لیوفلیزه است که به علت افت کیفیت و نیز عدم پذیرش توسط بعضی از ماهیان، استفاده از لارو کایرونومید خفته به عنوان غذای جایگزین مطرح شده است. لاروهای این حشره به عنوان غذای ایده­ال مطرح است و بصورت زنده به ماهیان عرضه می­شوند. ارائه روش­های نوین نگهداری غذا، نگهداری آسان و سالم گلبول­های قرمز و بافت­های انسان در دمای محیط، بحث کاهش متابولیسم و دمای بدن انسان، تغییر بیان ژن­های ویژه و انتقال این ژن­ها به فضا نوردان در دستور کار محققین بیولوژی قرار دارد.

http://www.easy-share.com/1913132146/final movie_x264_xvid.avi

 

خلاصه سمینارهای دانشجویی دکترای حشره شناسی پزشکی

يافته هاي نوين در زيست شناسي بر هم كنش انگل ليشمانيا و پشه خاكي

 توسط: خانم مهندس الهام جهانی فرد

نزديك به 1000 گونه پشه خاكي فلبوتومينه شناخته شده اند كه حدود 70 گونه آنها قادر به انتقال گو نه هاي مختلف انگل ليشمانيا مي باشند.انگل ليشمانيا داراي دو فرم داخل سلولي در ميزبان مهره دار و فرم خارج سلولي در پشه خاكي ناقل مي باشد.الگوي تكامل انگل ليشمانيا در دستگاه گوارش پشه خاكي به ناقل بستگي ندارد. سيكل زندگي انگل ليشمانيا در بدن پشه خاكي ها يك سيكل كمپلكس است. اين كه سيكل زندگي انگل چيست به خوبي شناخته شده است اما چگونگي آن هنوز به صورت يك راز است.

در سيكل زندگي خارج سلولي انگل ليشمانيا فرم هاي پروسيكليك ،نكتوموناد،لپتوموناد،هاپتوموناد و متاسيكليك ديده مي شود كه زمان متوسط جهت تكامل انگلها بسته به گونه آنها و شرايط محيطي به ويژه درجه حرارت 2-1 هفته مي باشد.

انگل هاي ليشمانيا شرايط مختلفي را جهت تكاملشان در ناقل تحمل مي كنند.از مهمترين فاكتورها و پديده هاي درگير در برهم كنش انگل و ناقل ،گيرنده هاي معده پشه خاكي مانند گالاكتين، گليكوكانژوگه هاي ليشمانيا، غشاء پريتروفيك ،بزاق پشه خاكي ، آنزيم كيتيناز ، اتوفاژي و آپوپتوزيس مي باشد.

درمطالعه اي كه بر روي نمو L. major  در P. duobosci  انجام گرفته ،سه مرحله در طي هضم خون مشخص شده است.در ابتدا پروماستيگوتهاي پروسيكليك داخل غشاء پريتروفيك تقسيم مي شوند.غشاء پريتروفيك از قسمت عقب توسط آنزيم هاي كيتيناز و N-acetylglucoseaminidase  پاره مي شود. سپس نكتومونادها از آن خارج گرديده و به طرف ميدگات ناحيه سينه مهاجرت مي كنند اما مهاجرتشان توسط (AP)  Anterior Plug ]برآمدگي غشاء پريتروفيك جدا كننده (   Abdominal midgut (AMG  و(  [Thoracic midgut (TMG متوقف مي شود.

در مرحله بعد با تخريب غشاء پريتروفيك و AP  انگلها به TMG مهاجرت كرده ودر محل stomodeal valve(SV)  تجمع مي يابد. آنزيم كيتيناز بر روي سلولهاي استوانه اي راس دريچه SV اثر مي گذارد و با تخريب آنها انتقال انگل تسهيل مي گردد.

لكتين يا مولكولهايي شبيه لكتين و PpGalec  كه در دستگاه گوارش ناقل قرار دارند در اتصال پروماستيگوتها به روده نقش دارند.

دو بخش اساسي انگل كه در برهم كنش انگل و ناقل اهميت دارند، گليكوكانژوگه هاي سطحي و پروتئين تاژك مي باشند. گليكوكانژوگه هاي سطحي انگل ليشمانيا كه نقش اساسي در اتصال به ديواره معده دارند عبارتند از lipophosphoglycan (LPG)،  proteophosphoglycan (PPG)، glycosylinositol lipid (GIPL)
acid phosphatase (AP), glycoprotein63 (GP63)  /  (leishmanolysin), cystein protease
.Heat shock protein

LPG  عمده ترين و مهمترين گليكوكانژوگه است كه species specific  و stage specific بوده وبسته به گونه انگل و مرحله سيكل زندگي اختلاف زيادي در ساختار آن مشاهده مي شود.

پشه خاكي ها را براساس انتقال انگل ليشمانيا و نوع اتصالشان به سه گروه اصلي  specific   ، permissive  و intermediate  تقسيم مي شوند. پشه خاكي هاي permissive مانند P. argentipes  ،P. halpensis ،P. arabiensis  ،L. longipalpis   قادر به انتقال تمام گونه هاي انگل ليشمانيا مي باشند.

پشه خاكي هاي specific مانند P. papatasi  و P. sergenti  فقط يك گونه مشخص انگل را انتقال مي دهند

در نوع intermediate  پشه خاكي ها ناقل برخي از گونه هاي انگل مي باشند.

اتصال انگل به دستگاه گوارش  پشه خاكي هاي permissive  با استفاده از LPG نيست.در اين ناقلين پروتئين هاي سطحي شبيه پروتيئن هاي تاژك ،تركيباتي شبيه لكتين و يا گليكوپروتئين هاي معده پشه خاكي كه داراي N-acetyl-galactosamine  مي باشند نقش مهمي دارند.

درطي متاسيكلوژنزيس كه انگل به فرم آلوده كننده تبديل مي شود تغييراتي در گليكوكانژوگه سطحي LPG  صورت مي گيردكه در انگل هاي زيرجنس ليشمانيا در فرم متاسيكليك افزايش در واحدهاي تكرارشونده،كاهش يا حذف زنجيره هاي جانبي ،تغييرات احتمالي Cap و استخلاف قندها  ديده مي شود.

اما نوع گليكوكانژوگه هاي غشا در انگل هاي زيرجنس ويانيا از زيرجنس ليشمانيا متفاوت است.در گونه هاي اين زيرجنس مانند L. braziliensis و L. panamensis  ،GIPL  به مقدار بيشتري در سطح انگل بيان مي شوند. در بررسي متاسيكلوژنزيس L. braziliensis ، LPG در برهم كنش انگل با ناقل نقش دارد كه در فرم متاسيكليك اين انگل قندهاي گلوكز زنجيره جانبي افزايش مي يابد كه اين روند با فرم متاسيكليك انگلهاي زيرجنس ليشمانيا متفاوت است.

سيگنالهايي كه احتمالا در شروع متاسيكلوژنزيس اثر دارند، كاهش pH محيط ،كاهش فشار اكسيژن و كاهش سطح تتراهيدروبيوپترين وعدم وجود هموگلوبين  مي باشند.

ماده ديگري كه در انتقال انگل ليشمانيا موثر است PSG)) Promastigote Secrotory Gel مي باشد كه ژل مانند بوده و ماده اصلي آن( fPPG) filamentous Proteophosphoglycan   مي باشد. اين ماده توسط انگل هاي لپتوموناد ترشح مي شود و باعث انسداد معده پشه خاكي گشته كه نتيجه آن برگرداندن انگلها و ژل به همراه بزاق پشه خاكي به داخل پوست مي باشد.

طي روند تكامل انگل در بدن پشه خاكي دو نوع مرگ و مير اتوفاژي و آپوپتوزيس در انگل ليشمانيا رخ مي دهد.

اتوفاژي يك نوع مرگ سلولي است كه همزمان با متاسيكلوژنزيس صورت مي گيرد. در اين شرايط پارازيتها با از دست دادن ارگانلها، سازگاري اوليه اي براي زندگي در ميزبان پستاندارشان پيدا مي كنند.

آپوپتوزيس مرگ برنامه ريزي شده اي است كه در موجودات تك سلولي مانند ليشمانيا نيز رخ مي دهد. سيستم كنترل كننده آپوپتوزيس در اين انگل ميتوكندري است.  اين پديده در ماكروفاژها و درمعده  پشه خاكي  و زماني كه انگلها بيشترين برخورد را با يكديگر دارند رخ مي دهد. در هنگام انتقال انگل ليشمانيا، مناسبترين انگلها انتقال داده مي شوند و در اين مسير سلولهايي كه مناسب نيستند از طريق آپوپتوزيس از بين مي روند.

 ------------------------------------------------------------------------------------------------

 

Scanning Electron Microscopic studies on sand flies

 توسط: خانم مهندس الهام جهانی فرد

ميكروسكوپ الكتروني براساس انحراف الكترونها توسط عدسي الكترومغناطيسي كار مي كند. از ويژگي هاي اين ميكروسكوپ،  قدرت بزرگنمايي 1 ميليون برابر آن است.

يكي از انواع ميكروسكوپ الكتروني Scanning Electron Microscope  يا ميكروسكوپ الكتروني اسكنينگ مي باشد كه تصاوير سه بعدي ايجاد مي كند. در ميكروسكوپ الكتروني، تصوير با كمك آناليز الكترونهاي خروجي و اشعه x ايجاد مي گردد. اين ميكروسكوپ ما را در شناسايي، فهم و درك مسايل جديدي از حيات، صنعت ، علوم پايه و باليني ياري مي نمايد.

 گونه هايي از پشه خاكي هاي فلبوتومينه عمدتاً ناقلين انگل ليشمانيا مي باشند و علاوه بر آن قادر به انتقال بيماريهاي ويروسي به انسان هستند لذا به منظور كنترل بيماري، شناسايي دقيق ناقل حائز اهميت است. مطالعات وسيعي با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني اسكنينگ جهت بررسي مرفولوژي مراحل مختلف زندگي پشه خاكي ها انجام شده است.

با بررسي ساختار خارجي پوسته تخم مشخص شده است كه پوسته تخم داراي برجستگي هايي مي باشد ، شكل اين برجستگي ها و نقوش ايجاد شده توسط آنها در گونه هاي مختلف متفاوت است واز اين ويژگي مي توان براي تشخيص گونه استفاده نمود. مطالعه اي كه با ميكروسكوپ الكتروني اسكنينگ بر روي پوسته تخم گونه هاي مختلف لوتزوميا انجام شده است تفاوت در نقوش و برجستگي هاي سطح تخم گونه هاي مختلف را به عنوان ماركرهاي تاكسونوميك قابل اعتماد معرفي مي نمايد. نقوش سطح تخم گونه هاي مختلف لوتزوميا در 8 دسته طبقه بندي مي شوند كه عبارتند از شيارهاي متصل ،شيارهاي غيرمتصل، چندگوشه ، كوه مانند يا آتشفشان ،بيضي شكل ، مشبك ، برآمده و پراكنده .

گاهي اوقات تخم هاي مختلف از نظر تزئينات غشاي خارجي با همديگر متفاوت است كه تنوع داخل گونه اي را مطرح مي كند يا يافتن ساير ماركرهاي مرفولوژيك  در نمونه ها  همانند روشهاي بيوشيمي و بيولوژي مولكولي احتمال كمپلكس بودن يك گونه مانند L.longipalpis  را پيشنهاد مي كند.لارو پشه خاكي ها آمفي پنوستيك مي باشد و اسپيراكل آنها از نوع II است يعني اين كه روزنه تنفسي داراي يك بخش مركزي اسكلروتيزه  است و بخش كناري به شكل گل رزمي باشد كه در اين بخش برجستگي هاي مدور قرار گرفته است. اسپيراكل هاي شكمي و سينه اي لارو درروي برآمدگي كروي قرار گرفته اند .تعداد برجستگي هاي هر دو اسپيراكل در گونه هاي مختلف متفاوت است .اخيرا از اين اسپيراكل ها به عنوان ابزاري براي شناسايي پشه خاكي هاي نابالغ  استفاده مي كنند. يكي ديگر از مطالعات الكتروميكروسكوپ بررسي موهاي دمي يا سنسيليوم trichoid  منفذ دار مي باشد كه محل قرار گرفتن منفذ در اين موها مي تواند براي تفكيك دو گونه بكار رود،علاوه بر اين  با كمك  تصاوير الكتروميكروسكوپ، L.whitmani  و L.intermedia  بر اساس تفاوت در مرفولوژي لوب مخرجي لاروقابل تفكيك هستند.

شكل ژنيتالياي خارجي ماده ها بوسيله ميكروسكوپ الكتروني بررسي و از اين قسمت  به عنوان يك خصوصيت مرفولوژيك جهت شناسايي گونه استفاده مي شود.همچنين بكمك تصاوير ميكروسكوپ الكتروني ، سنسيلا را در ترمينالياي نرپشه خاكي  مشاهده كرده  و  نقش سنسيلاها  در جهت گيري مناسب حشره نر براي جفتگيري به اثبات رسيده است.

الگوي پراكندگي سنسيلا ها ي آنتن پشه خاكي ها ي نر و ماده P.papatasi  و P.bergeroti  توسط ميكروسكوپ الكتروني بررسي شده است، اين دو گونه بر اساس تفاوت در تعداد و نوع سنسيلا  قابل شناسايي هستند.همچنين طول سنسيلاي chaetica (آسكوئيد) به عنوان يك خصوصيت مرفولوژيك جهت تشخيص جمعيت هاي مختلف P.argentipes   بكار مي رود.لازم به ذكر است كه اين سنسيلا با ميكروسكوپ الكتروني و نوري قابل رويت است.

با بررسي chemosensilla  در ناحيه دريچه stomodeal پشه خاكي ها معلوم شده است كه ، اين سنسيلا از نوع basiconica مي باشد كه در هدايت غذا به چينه دان يا معده مياني نقش مهمي را ايفا مي كند.

 قطعات دهاني پشه خاكي ها با ميكروسكوپ الكتروني به منظور مشخص نمودن تفاوت در بين نر و ماده همچنين علت نفوذ قطعات دهاني و خونخواري ماده ها از ميزبان مطالعه شده است.در ماده ها دندانه هاي سيباريومي وجود دارند كه نقش مهمي  درعدم انتقال نماتد دارند، اين دندانه ها مانند شانه عمل كرده و پارازيت را تخريب مي كنند، بنابراين پشه خاكي ها  نمي توانند ناقلين فيلاريا باشند  اما دندانه هاي سيباريوم نقش مهمي در پاره كردن ماكروفاژ ها وآزاد شدن انگل ليشمانيا دارند.

لازم به ذكر است كه  استفاده از الكتروميكروسكوپ  راهكار جديدي در مطالعات تاكسونومي پشه خاكي ها و همچنين بررسي اينتركشن انگل - ناقل و ساختار انگل ليشمانيا بشمار مي رود.

 

خلاصه سمینار دانشجویی دوره دکترای حشره شناسی پزشکی

خلاصه سمینارهای ۱ و ۲ آقای مهندس سلطانی جهت اطلاع علاقمندان در وبلاگ قرار داده شده است:

What Environmental Factors Are Important Determinants of Structure, Species Richness, and Abundance of Mosquito Assemblages?

 پراکندگی، فراوانی و سازگاری پشه ها وابسته به فاکتور های زیستی(Biotic ) و غیر زیستی(Abiotic) و همچنین نحوه ارتباط آنها با یکدیگر می باشد. مطالعات متفاوتی در رابطه با اثرات متغیرهای محیطی بر گونه های مختلف پشه ها صورت گرفته است که اغلب این مطالعات مختص به یک گونه خاص و ارتباط آن با چند فاکتور محیطی محدود بوده است. تا کنون مشخص نشده است که کدام فاکتور یا فاکتور های محیطی مهمترین عامل تعیین کننده ساختار تاکسونومیک و اجتماعی پشه ها می باشند. که برای پاسخ به این سوالات بایستی آنالیز های ماکرو اکولوژیک جامع انجام پذیرد.  به گونه ای که پوشش کاملی از انواع مختلف زیستگاه و اجتماعات مختلف پشه ها بوده، رنج وسیعی از فاکتور های محیطی را مورد بررسی قرار دهد و از متد های آنالیز آماری مناسب نیز استفاده گردد.

کاربرد این گونه مطالعات اکولوژیکی جامع شامل:

• مدیریت محیطی(Environmental management ) زیستگاههای رشد ونمو پشه ها
• پیش بینی قابل اطمینان و همچنین modeling تغییرات آینده در ساختارهای اجتماعی مختلف پشه ها
• ارائه یک روش کنترلی موثر برای پشه ها می باشد

در پروسه انجام این مطالعات بایستی چهار جنبه مختلف را مورد توجه قرار داد:

1-      منطقه مورد مطالعه: مختصات منطقه، پوشش گیاهی ، شرایط آب وهوایی و مکانهای نمونه برداری بایستی کاملا مشخص گردد.

2-   نمونه برداری و شناسایی تاکسونومیک نمونه ها: متد نمونه برداری، ابزارهای نمونه برداری و دوره های زمانی نمونه برداری بایستی با توجه به بیولوژی حشره هدف مشخص گردد.

3-   متغیر های محیطی: بایستی حد اقل 20 متغییر مختلف در نظر گرفته شود تا مطالعه ای جامع داشته باشیم . که می توان متغییر ها را به سه دسته مختلف تقسیم بندی نمود:

a)       مشخصات مربوط به ساختار های هیدرولوژیکی و مکانی زیستگاه(Habitat spatial/hydrological characteristics )

b)      متغییر های فیزیکی و شیمیایی آب(Water physical/ chemical variables )

c)       مشخصات مربوط به نوع پوشش گیاهی زیستگاه آبی(Aquatic vegetation characteristics )

4-   آنالیز اطلاعات: شامل دسته بندی اطلاعات و رگرسیون چند متغیره می باشد. یک متد دسته بندی اجباری یک نمایی بنام(Canonical Correspondence Analysis یاCCA ) برای ساختار اجتماعی پشه ها بکار می رود که اساس آن بر ترکیب گونه ای و فراوانی پشه های منطقه استوار می باشد. آنالیز های رگرسیون خطی چند متغیره بنام(Redundancy Analysis یاRDA ) برای آنالیز غنای گونه ای (Species richness  ) و فراوانی کلی(Overall abundance ) پشه ها استفاده می شود.

جدید ترین مطالعه ای که با این چهارچوب صورت گرفته است (Beketov et al, 2010  ) در منطقه وسیعی از کشور روسیه اجرا شده که اثرات بیست متغییر محیطی مختلف بر ساختار اجتماعی، غنای گونه ای و فراوانی پشه ها مورد بررسی قرار گرفت و نتایج نشان داد که :

• مهمترین فاکتور های محیطی تاثیر گذار بر ساختار اجتماعی پشه ها، وجود آبهای دائم(Permanence  ) و فسفات در زیستگاه لاروی می باشد.
• مهمترین فاکتور های تاثیر گذار بر غنای گونه ای و جود آبهای دائم(Permanence  ) غنای گونه های گیاهی(Macrophyte taxa richness ) و گونه های Lemna sp (با وابستگی منفی) و مواد آلی ( با وابستگی مثبت) می باشند.
• مهمترین فاکتور های تاثیر گذار برای فراوانی پشه ها، مواد آلی(Organic debris )، درجه حرارت، غنای گونه ای گیاهی( با وابستگی مثبت) و گونه های Lemna spp (با وابستگی منفی) هستند.

فاکتور های زیستی(Biotic) تاثیر گذار بر پشه ها شامل انواع مختلف شکار گر ها و گونه های رقابت کننده غذایی و فضای زیستی می باشند. که یکی از مهمترین فاکتورهای زیستی تاثیر گذار بر ساختار اجتماعی پشه ها، حضور گونه های کانتروفیک(Controphic species ) در زیستگاه لاروی آنها می باشد. که این گونه ها با پشه ها در یک سطح غذایی قرار می گیرند و می توانند که بر روی یکدیگر تاثیرات متفاوت و مهمی را داشته باشند. گونه های کانتروفیک و پشه ها دارای 6 حالت کلی رابطه با یکدیگر می باشند:

1)    Interference competition: یک رابطه منفی و مستقیم شیمیایی و یا فیزیکی می باشد. مثلا زئوپلانکتون ها باعث کاهش بقاء و افزایش متامورفوز آنوفل (Anopheles quadrimaculatus) می گردد.

2)    Exploitative competition: یک رابطه منفی غیر مستقیم می باشد که در اثر مصرف کردن منبع غذایی مشترک می باشد. مانند رابطه پشه ها، دافنی و جلبک ها که دافنی از جلبک تغذیه می نماید و باعث اثرات منفی بر پشه ها می شود.

3)    Apparent competition or mutualism: در این گونه رابطه پشه ها و گونه های کانتروفیک دارای یک پرداتور مشترک می باشند ولی از لحاظ رژیم غذایی با هم دارای منبع غذایی مشترک نمی باشند. مانند تغذیه ماهی های لاروخوار که می توانند به غیر از تغذیه از لارو پشه ها از لارو قورباغه در مراحل اولیه تغذیه کنند.

4)     Indirect mutualism : در این روش گونه های کانتروفیک با استفاده از بخشهای مختلف از یک منبع غذایی می توانند بر همدیگر اثر داشته باشند. که در این حالت خود منبع های غذایی این گونه ها با همدیگر رقابت غذایی داشته و در نهایت بر گونه های کانتروفیک تاثیر خواهند گذاشت. مثلا: پری فیتون ها(periphyton  ) و فیتو پلانکتون ها(phytoplankton  ) برای استفاده از مواد غذایی رقابت دارند و رشد بیش از اندازه فیتو پلانکتون ها می تواند باعث کاهش رسیدن UV مورد نیاز برای فتوسنتز پری فیتون ها گردد. که در این حالت موجوداتی که از پری فیتون ها تغذیه می کنند مانند لارو های قورباغه و حلزون ها بصورت غیر مستقیم تاثیر مثبت بر روی پشه های Filter-feeder مانند اغلب آنوفل ها و کولکس ها می گذارند. در حالی که گونه هایی که Filter-feeder فیتو پلانکتون ها هستند مانند دافنی ها، می توانند اثرات مثبتی بر لارو های پشه های که دارای خاصیت تغذیه ای از پری فیتون ها هستند، داشته باشند مانند: لارو آادس ها و کولیستا ها.

5)    Intraguild predation: زمانی اتفاق می افتد که پشه ها دارای یک نوع شکارگر می باشند که خود شکارگر می تواند مستقیما از منبع غذایی پشه نیز استفاده کند. مثلا: Culiseta longiareolata  و لارو قورباغه (Bufo viridis) علاوه بر اینکه دارای منبع غذایی مشترک هستند می توانند از همدیگر نیز از طریق شکارگری تغذیه کنند. که در این رابطه شکار و یا شکارگر بودن ، با توجه به اندازه آنها و اینکه کدام گونه زودتر زیستگاه را اشغال می کند، تعیین می گردد.

6)    Keystone predation: این رابطه زمانی حاصل می گردد که دو گونه کانتروفیک دارای یک منبع غذایی و یک شکارگر مشترک می باشند. مثلا (Blaustein & Karban  سال 1990 ) در یک مطالعه میزان نرخ رشد ونمو لارو های Culex tarsalis را در مزارع برنج در حضور و یا عدم حضور رها سازی ماهی های لاروخوار مورد بررسی قرار داد. نتایج نشان داد که نه تنها ماهی های پشه خوار اثرات منفی بر رشد پشه ها نداشتند بلکه دارای اثرات مثبت بر پشه ها نیز بودند. به این دلیل که در حضور ماهی ها، نرخ رشد و نمو و بقای مر حله شفیرگی پشه افزایش یافت. این پدیده به این دلیل بود که ماهی های پشه خوار به طور قابل توجهی باعث کاهش تراکم زئوپلانکتون های Filter-feeder می گردید که این زئوپلانکتون ها خودشان یکی از اصلی ترین رقابت کننده های لارو پشه ها بودند.

 ------------------------------------------------------------------------------------------------------

پاسخهاي الكتروفيزيولوژيك حشرات نسبت به تحريك با دي اكسيد كربن(Co2) و كاربرد هاي آن

 

اكثر حشرات گزنده مانند پشه هايanautogenous  ، قبل از تخم گذاري شان نياز به يك وعده خونخواري جهت تكميل مراحل رشد ونمو تخم خود هستند كه براي بست آوردن اين منبع پروتئيني، پشه هاي ماده بايستي به جستجوي ميزبان جهت تغذيه بپردازند. يكي از علائم حسي(sensory cues) موثر در رفتار جستجوي ميزبان دي اكسيد كربن(Co2) مي باشد. ماده پشه ها و ساير حشرات خونخوار داراي گيرنده هاي حسي بسيار تخصص يافته و حساس نسبت به دي اكسيد كربن مي باشند كه اين گيرنده ها اغلب در ماگزيلاري پالپ آنها و در ارگانهاي حسي بنامbasiconic sensilla ديده مي شود.كه در تحقيقات الكتروفيزيولوژيكي تحريكات Co2 نيز از همين ارگان حسي استفاده مي گردد.

جهت انجام آزمايشات الكتروفيزيولوژيكي بر روي حشرات نياز به اجزاء مختلفي مي باشد:

1-     حشره: كه بايستي بر اساس نوع گونه حشره از روش مناسب صيد شده و در انسكتاريوم در شرايط ويژه نگهداري شود.

2-   مراحل آماده سازي حشره: در اين مرحله جهت انجام آزمايش بايستي حشره كاملا بي حركت شود، بصورتي كه ماگزيلاري پالپ حشره درست در مقابل ميكرو الكترودها قرار گيرد. حشره بالغ بر روي يك صفحه شيشهاي  cm²1 در داخل يك نگهدارنده Plexiglas  توسط نوار هاي چسب باريك و يا رشته هاي فيبري كه روي سينه، شكم، پاها و بالها زده مي شود، ثابت مي گردد.

3-   متد هاي الكترو فيزيولوژيك: به تكنيك هايي گويند كه پاسخهاي خارج سلولي را كه از گيرنده هاي عصبي basiconic sensilla واقع در ماگزيلاري پالپ مي آيد را ثبت مي كنند.

4-   ساخت الكترود ها: اينها عموما دست ساز بوده و از سيم هاي تنگستن با قطر µm 125 استفاده ميشود كه با استفاده از متد هاي الكتروليتي، انتهاي آنها را با قرار دادن در محلول %10 الكتروليت تا حد كمتر از µm 1 نوك تيز مي كنند. در اين روش دو الكترود وجود دارد كه يكي از آنها وارد چشم حشره مي شود( تحت بزرگنمايي 40×) و الكترود ديگر كه الكترود ثبت كننده مي باشد وارد قاعده يكي از سنسيلا هاي پالپ حشره مي شود( تحت بزرگنمايي 400×).سپس سيگنالهاي الكتريكي دريافت شده توسط يك كانال فيلتر شده(1000-300 Hz) و پس از تقويت شدن(1000×) به دستگاه audio monitor  رسيده و در نهايت وارد كامپيوتر مي گردند.

5-   جمع آوري داده ها و تشخيص پتانسيل عمل(Action Potential ): اين كار توسط نرم افزار ويژه اي بنامAutospike صورت مي گيرد. بايستي كامپيوتر ثبت كننده داده ها حتما داراي مبدل ديجيتال- آنالوگ و آنالوگ- ديجيتال باشد.

6-     هدايت عامل محرك(Stimulus Delivery ): معمولا دو جريان گازي به سمت پالپ حشره هدايت مي گردد:

الف) جريان پيش زمينه ياbackground  (225 ml/min)

ب) جريان محرك ياstimulus  (150 ml/min)

كه Co2 محرك توسط سيلندر هاي استاندارد اين كار كه حاوي غلظت هاي 0، 150، 300، 600 و 1000ppm مي باشد. كه همراه آن %20 اكسيژن خالص و بقيه گازهاي تشكيل دهنده آن نيتروژن مي باشد. يك اگزوز نيز جهت خروج جريان وارد شده به محفظه نيز با قطر 4 اينچ در نظر گرفته شده است.

7-   آناليز آماري: معمولا از آناليز آماري two-way ANOVA  جهت مقايسه معني دار بودن اختلاف شاهد و محرك استفاده مي شود. و همچنين براي تعيين معني دار بودن اختلاف بين غلظتهاي مختلف Co2 از آزمون two sample t-tests   استفاده مي شود.

8-     پروتكل انجام آزمايش(Testing protocol): بر اساس نوع ماده محرك و نوع گونه حشره مي تواند متفاوت باشد.

9-   اسكن ميكروسكوپ الكتروني(Scanning Electron Microscopy): جهت شناخت بهتر ساختار مورفولوژيكي سنسيلا ها بكار مي رود كه بايستي ابتدا نمونه زنده را توسط بخار اسميوم ثابت نمود و در گام بعدي توسط طلا پوشيده مي گردد(palladium ≈20 nm) و نهايتا وكيوم شده تا زماني كه مورد بررسي قرار گيرد.

نتايج بدست آمده از اين آزمايشات شامل:

-         پاسخ حشره نسبت به غلظت هاي متفاوت Co2

-         ارتباط بين غلظت محرك دريافت شده و ايجاد پتانسيل عمل عصبي در حشره

-         بررسي الگوي موقتي پاسخهاي حشره نسبت به محرك ها (Temporal pattern)

-         پاسخ حشره نسبت به محركها با وجود دريافت غلظت هاي متفاوت پيش زمينه اي(Background)

-         واكنش حشره در مقابل دريافت محركهاي متناوب از Co2

-         پاسخهاي گونه هاي مختلف يك حشره نسبت به محركهاي Co2

-         واكنش حشره نسبت به ساير محركها غير از Co2

-         برررسي مشخصات دقيق سنسيلا هاي حشره مورد نظر

-         تعيين سن ماده پشه ها با استفاده از دتكت Co2 v

v   در سال 2007 Grant و O'Connell آزمايشاتي را بر روي Aedes aegypti اجرا كردند. آنها پشه ها را به دو دسته جوان(0 تا2 روز پس از خروج) و مسن(4 تا 7 روز پس از خروج) تقسيم بندي نمودند و با هدايت جريان محرك Co2 با غلظت هاي متفاوت به سنسيلاهاي ماگزيلاري پالپ آنها(basiconic sensilla)، دريافتند كه اختلاف معني داري بيت دتكشن اين دو گروه سني وجود دارد و مي توان بر اساس الگوي موقتي پاسخ و ميانگين پاسخهاي توليد شده توسط غلظت هاي مختلف Co2 ، سن پشه هاي ماده را تشخيص داد.

نتيجه گيري: داشتن اطلاعات درباره مشخصات و محدوديتهاي سيستم حسي حشرات، يكي از پيش زمينه هاي درك و شناخت رفتار حشرات مي باشد. همچنين داشتن دانش در اين زمينه مي تواند بسيارمفيد وموثر باشد در طراحي و بكارگيري استراتژي هاي مناسب جهت كنترل گونه هاي آفت و در نهايت كاهش انتقال بيماري هاي ناقل زاد.

 

نقش و تاثیر دی اکسید کربن در زندگی حشرات

ارائه دهنده: آقای مهندس موسی سلیمانی - دانشجوی دوره دکتری حشره شناسی پزشکی

   کربن یکی از عناصر مهم سازنده بدن موجودات زنده است که در بسیاری از فرایندهای بیوشیمیایی و متابولیکی بدن پستانداران شرکت می نماید و در نهایت بصورت دی اکسید کربن از طریق بازدم دفع می شود.گیاهان دی اکسید کربن را جذب می نمایند و در فرایند فتوسنتز ضمن فرآوری کربوهیدرات‌ها، اکسیژن تولید می کنند.

دی اکسید کربن حدود 45/. درصد از گازهای موجود در جو زمین را تشکیل می دهد.  این گاز تاثیر فراوانی در رفتارهای تغذیه ای حشرات دارد به طوری که با استفاده از CO₂ حشرات قادر به تشخیص منابع غذایی (میزبان) می باشند. تا کنون مطالعات زیادی در خصوص شناسایی و عملکرد دی اکسید کربن در راسته های مختلف حشرات از جمله   Diptera, Lepidoptera, Isoptera, Coleoptera, Hymenoptera انجام شده است که به لحاظ اهمیت پزشکی و کشاورزی، عمده این بررسی ها متعلق به دو راسته دوبالان و پروانه ها می باشد.

اندامک های حسی  (Sensilla)دی اکسید کربن در حشرات بر روی آنتن ها یا ضمائم دهانی قرار دارند و به اشکال مختلفی دیده می شوند.

 این اعضاء حسی در پرونه ها به شکل بطری(Bottle-shaped or Ampullacea) ، بر روی Labial palp  و در پشه ها به شکلBasiconica (Grooved peg)  بر روی Maxillary palp قرار دارند. این اندامک ها حاوی شیارها و منافذ متعددی هستند که دی اکسید کربن ضمن عبور از این منافذ واقع در قاعده این اندامک ها به گیرنده های CO₂  موجود بر روی دندریت سلولهای عصبی متصل می شود. سلولهای گیرنده دی اکسید کربن با سایر گیرنده های بویایی متفاوت هستند و از اجتماع بخش های انتهایی آکسون این سلولها در قسمت  Antennal lobe، مرکز اختصاصی تشخیص دی اکسید کربن بوجود می آید.با توجه به نقش دی اکسید کربن در رفتارهای جستجوگرانه حشرات ، امروزه از آن بطور وسیع در مراقبت و پایش جمعیت حشرات، برنامه های مدیریت تلفیقی آفات ، پیشگیری و کنترل آفات انباری استفاده می شود.

استفاده بی رویه از سوخت های فسیلی و تخریب جنگل ها باعث افزایش روزافزون غلظت دی اکسید کربن و سایر گازهای گلخانه ای شده است به طوری که غلظت گاز CO₂ از_ppm280 قبل از انقلاب صنعتی به بیش از     _ppm384 در سال 2007 رسیده است و افزایش غلظت گازهای گلخانه ای  به طور محسوسی باعث افزایش دمای کره زمین شده است.

 مهمترین تاثیرات افزایش غلظت دی اکسید کربن  بر زندگی حشرات عبارتند از:

-    افزایش میزان ترکیبات دفاعی در گیاهان مثل ترکیبات فنولیک(تانن) و مونوترپن ها. این افزایش باعث اختلال در جذب مواد غذایی، کاهش وزن و طولانی شدن دوره تکاملی حشرات می شود.

-        کاهش کیفیت منابع غذایی گیاهی با کاهش میزان ترکیبات پروتئینی و افزایش نسبت C/N

-        افزایش دشمنان طبیعی حشرات (شکارچی ها، انگل ها و پاتوژن ها)

-        اختلال در یافتن محل های مناسب تخمگذاری و در نتیجه کاهش میزان تخمگذاری حشرات گیاهخوار  

-        القاء استرس های ناشی از اختلال در یافتن میزبان و منبع غذایی به جمعیت حشرات

-        افزایش نزولات جوی و جریانات فصلی و فراهم شدن شریط مناسب برای تخمگذاری و افزایش جمعیت حشرات

-    کاهش دوره رشد و نمو عوامل بیماریزا در بدن حشرات و افزایش میزان بروز بیماریهای منتقله بوسیله حشرات(تب دانگ، تب دره ریفت ، مالاریا و...).

امروزه با توجه به اهمیت و نقش دی اکسید کربن در فیزیولژی، بیولژی و رفتار حشرات و تاثیر این گاز در تعامل بین حشرات با گیاهان و پستانداران، بررسی نقش و کارایی این گاز جهت کنترل حشرات مهم پزشکی، دامپزشکی و آفات کشاورزی از اهمیت ویژه ای برخوردار است.

References:

 1-Hallem E A, Dahanukar A, Carlson J R . Insect odor and taste receptors. Annu. Rev. Entomol. 2006, 51:113–35

 2-Pitts RJ, Zwiebel LJ. Antennal sensilla of two female anopheline sibling species with differing host ranges. Malaria Journal. 2006, 5:26.

 3- Zwiebel L J, Takken W. Olfactory regulation of mosquito–host interactions. insect Biochemistry and Molecular Biology. 2004, 34: 645–652.

 4- Jefferis G, Raj M., Berdnik D, et al. Developmental origin of wiring specificity in the olfactory system of Drosophila. Development. 2003,131: 117-130

 5- Liang S Y, Linthicum K J, Gaydos J C. Climate Change and the Monitoring of Vector-borne Disease. JAMA. 2002,287(17):2286

 6- Rowan F. How Terrestrial Organisms Sense, Signal, and Respond to Carbon Dioxide.Integrative and Comparative Biology.2002, 42:469–480.

 7- Dekker T, Takken W, Cardea R. Structure of host-odour plumes influences catch of Anopheles gambiae s.s. and Aedes aegypti in a dual choice olfactometer. Physiological Entomology. 2001, 26, 124-134.

 8- Yoganathan D, Rom W N. Medical Aspects of Global Warming. American journal of industrial medicine. 2001, 40:199-210.

 

استفاده از کشت سلولی حشرات در تحقیقات علمی

ارائه دهنده: آقای مهندس موسی سلیمانی - دانشجوی دوره دکتری حشره شناسی پزشکی

   به دلیل اهمیت بندپایان در پزشکی و کشاورزی، این موجودات همواره مورد توجه دانشمندان و محققان بوده است. دراین میان دو بالان به عنوان ناقل یا میزبان واسط بسیاری از عومل بیماریزا خصوصآ آربوویروسها شناخته شده اند، از اینرو بشر را بر آن داشته است تا در جهت دسترسی و تولید محیط های کشت حاوی سلولهای حشرات بخصوص پشه ها و کنه ها تلاش فراوان کند. 

   امروزه از کشت سلولی حشرات  بطور وسیع برای تولید انواع واکسن،داروهای حیاتی، تشخیص بیماریهای ویروسی، بیوتکنولوژی و آفتکش های بیولوژیک استفاده می شود. کشت سلولی حشرات در تحقیقات علوم پایه از جمله ژنتیک، بیولوژی مولکولی، بیوشیمی و ویروس شناسی کاربرد وسیعی دارد.

   در عرصه کشاورزی، با توجه به خسارات قابل ملاحظه لارو پروانه ها، سوسک ها و... و بی اثر بودن سموم شیمیایی به دلیل بروز پدیده مقاومت در این حشرات، دانشمندان را بر آن داشت که از محیط های کشت سلولی حشرات برای تولید حشره کش های بیولوژیک استفاده کنند.

   اولین تلاش برای تولید کشت سلولی حشرات توسطGoldschmidt  در سال  1915 با کشت سلولهای اسپرماتوسیت شب پره(Saturniidae: Lepidoptera)Samia cercropia  در همولنف این حشره و تبدیل این سلولها به اسپرماتوزوا با موفقیت انجام شد.تاکنون بیش از 500 کشت سلولی حشرات از راسته های دوبالان،پروانه ها،زنبورها،سن ها،سوسری ها،راست بالان و سخت بالپوشان ساخته شده است.تعداد قابل توجهی از کشت های سلولی مذکور  متعلق به دو راسته دوبالان و پروانه ها می باشند. این سلولها  عمدتا" از بافتهای: تخمدان، خون، جنین، جوانه های بال، اجسام چربی، معده، کوتیکول، سیستم عصبی، غدد و ماهیچه ها می باشند. برای تهیه محیط های کشت سلولی حشرات ، ابتدا بافت مورد نظر انتخاب و با استفاده از میکرواسکالپل در شرایط کاملا" استریل، بخشی  از این بافت  جدا  و به قطعات بسیار کوچکی تقسیم می شود.بر روی این قطعات آنزیم های پروتئولیتیک اضافه می شود، سپس سلولهای بدست آمده به محیط کشت سلولی حشرات که حاوی آنتی بیوتیک می باشد منتقل می گردند و درانکوباتور در دمای 27 درجه سانتی گراد  به مدت 48-24 ساعت نگهداری می شوند  .

امروزه از کشت سلولی حشرات به طور وسیع در مطالعات مربوط به سیستم ایمنی حشرات(سلولی و همورال)و تعامل بین عوامل بیماری زا و حشرات (در سطح سلولی) استفاده می شود.    

از محیط های کشت سلولی پشه ها بطور عمد برای جداسازی و تشخیص آربوویروس ها استفاده بعمل می آید که مهمترین این محیط ها عبارتنداز:Ae. albopictus(ATC/15), Cx. bitaeniorhynchus(C6/36)

از محیط های کشت سلولی پروانه ها  عمدتا برای تکثیر ویروسهای  Baculoviridaeو تولید انبوه آفتکش های بیولوژیک استفاده می شود. امروزه با توجه به هدف مطالعات، در تحقیقات دانشگاهی و مقاصد تجاری بطور عمده از دو محیط کشت سلولی (راسته پروانه ها) استفاده می گردد که عبارت اند از: سلولهای تخمدان شفیره  (Noctuidae : Lepidoptera)  Spodoptera frugiperdaبا نامهای تجاری  SF21,SF9و                               Trichoplusia  ni (Lepidoptera:Noctuidae)با نام تجاری High five cells .

   در حال حاضر محیط های کشت SF21, SF9 در اروپا برای تولید واکسن تجاری بیماری تب خوکی بکار

 می رود. همچنین از محیط های کشت مذکور برای تولید واکسن های: سرطان پروستات ،آنفلوانزای پرندگان و آنفلوانزای انسانی که فازهای میانی یا نهایی خود را گذرانده و به زودی وارد بازار می شوند استفاده می شود. از محیط کشتHigh five cells  برای تولید واکسن تجاری سرطان رحم (که در فوریه 2007 وارد بازار شد) استفاده بعمل می آید. سرطان رحم سالیانه باعث مرگ ومیر 250000 نفر در سراسر دنیا می شود.   همچنین از محیط فوق  در تولید واکسن بیماری B-cell non-Hodgkin's lymphoma  که در فاز 3 کلینیکال می باشد استفاده می گردد.از انواع محیط کشت سلولی حشرات برای تکثیر ویروس های اختصاصی حشرات ( Baculoviridae)  و تولید آفتکش های بیولوژیک  استفاده می شود. مزایای این آفتکش ها عبارت است از: 1- برای انسان و محیط زیست کاملا" بی خطر هستند. 2-کاملا" اختصاصی عمل می کنند و حشره هدف (در حد گونه) را از بین می برند. تنها عیب این سموم اثرات بطئی آنها است،که این مشکل نیز با تلقیح ژن های کد کننده بعضی از هرمون های حشرات (دیورتیک، جوانی، اکدایزون و... )و ژن های کد کننده توکسین های خاص (زهر عقرب،عنکبوت ،شقایق دریایی و...)   به ژنوم Baculovirus مورد نظر بر طرف شده است.

    امروزه کاربرد کشت سلولی حشرات به عنوان یک نیاز اساسی و زیر بنای بسیاری از تحقیقات علمی در دنیا شناخته شده است و با توجه به پیشرفت سریع علوم بویژه در عرصه بیوتکنولوژی، نیاز به توسعه محیط های کشت سلولی حشرات و دسترسی به محیط های جدید بیش از پیش به چشم می خورد.

  References

 1- Granados R. R, Guoxun L, Blissard G. W. Insect Cell Culture and Biotechnology. Virologica sinica, 2007; 22:83-93.

 2-Nicholson M.G. Fighting the global pest problem: Preface to the special Toxicon issue on insecticidal toxins and their potential for insect pest control. Toxicon, 2007; 49:413–422.

 3-Yin J, Li G, Rena X, Herrler G, Select what you need: A comparative evaluation of the advantages and limitations of frequently used expression systems for foreign genes. Journal of Biotechnology.2007, 127:335–347.

 4- Juliana Velasco de Castro Oliveira1, José Luiz Caldas Wolff2, Alejandra Garcia-Maruniak3 et al, Genome of the most widely used viral biopesticide: Anticarsia gemmatalis multiple nucleopolyhedrovirus, J Gen Virol. 2006, 87: 3233-3250.

 5- Sudeep A.B, Mourya D.T, Miser A.C. Insect cell culture in research: Indian scenario. Indian J Med Res, 2005; 121: 725-738.

 6- Kost A. T, Condreay P. J, Jarvis L. D. Baculovirus as versatile vectors for protein expression in insect and mammalian cells, Natural biotechnology,2005; 23:567-75

 7- Lynn D.E. Available Lepidopteran Insect Cell Lines. Methods in Molecular Biology, 2005, 338:117-137.

 

 

 

سمينار شماره 2 دانشجويي دکتري

Climate change and its impact on Dengue Fever & Dengue Hemorrhagic Fever

ارائه دهنده: سيد محمد ابطحي

به راهنمايي: دکتر حسن وطن دوست

آب وهوا يا climate شامل سه جزء اصلي مي باشد: فيزيکي (دما, باد, بارندگي و غيره), شيميايي (گاز کربنيک, ازن, متان و غيره) و زيستي (گياهان, جانوران, باکتريها و غيره)که هر کدام به طريقي نيز روي آب و هوا تاثير مي گذارند. در اين ميان دما مهمترين نقش را داراست.

گرماي سطح زمين متاثر از دو عامل اصلي است: 1-تابش خورشيدکه مستقيما به سطح زمين مي رسد 2- مقدار اشعه مادون قرمزي که توسط اتمسفر به سطح زمين برگردانده مي شود.

ميزان بازتاب اشعه مادون قرمز به زمين توسط گازهاي گلخانه اي موجود در اتمسفر مشخص مي شود که مهمترين آنها N₂O,CH₄,CO₂,H₂O هستند. آب و هواي کره زمين توسط پروسه هاي نظام مند گيتي و کره زمين به طور طبيعي تغيير مي کند ولي فعاليتهاي انسان باعث يکسري تغييرات اضافي و ناخوشايند در اين امر شده است، به خصوص افزايش گازهاي گلخانه اي و به دنبال آن افزايش دماي کره زمين که تبعات مضر زيادي را به دنبال دارد، به طوري که پيش بيني شده است که دماي ميانگين سطح کره زمين تا سال 2100, 8/5-4/1 درجه سانتيگراد افزايش خواهد يافت. البته تغييرات آب و هوايي محدود به گرمتر شدن کره زمين نمي شود بلکه افزايش سطح آب درياها, به هم خوردن تعادل زيستي در کره زمين, از بين رفتن لايه ازن, افزايش بلاياي طبيعي مثل النينو و غيره جزو تغييرات آب و هوايي هستند.

از تبعات تغييرات آب و هوا, تاثيرات آن بر روي سلامت و بهداشت مي باشد که در اين سمينار اثر تغييرات آب و هوايي بر روي بيماري تب دانگ بررسي مي شود.

تب دانگ از بيماريهاي آربو ويروسي است که توسط پشه هاي جنس آئدس به خصوص Aedes aegypti و Ae.albopictus  بين ميزبانان مهره دار منتقل مي شود. از علائم مشخص بيماري: تب بالا, سردرد, درد مفاصل, راش, تهوع و گاهي تظاهرات خونريزي در نوع خونريزي دهنده هستند. بيماري درمان اختصاصي ندارد و واکسنی هم تاکنون براي کنترل آن ساخته نشده است. بيماري در حال حاضر در بيش از 100 کشور آندميک است که کشور هاي آسياي جنوب شرقي و پاسيفيک غربي از آلوده ترين مناطق هستند.

 اثرات دما و رطوبتي که در ذيل آمده است از مهمترين عوامل تغييرات آب و هوا و موثر بر بيماري تب دانگ هستند. تبعات ناشي از افزايش دما شامل:

1- افزايش مناطق با شرايط آب و هوايي مناسب براي بقا ناقلين.

2- افزايش تعداد روزها و ماههاي مناسب جهت انتقال بيماري.

3- توليد پشه هايي با اندازه کوچکتر (پشه هاي کوچکتر براي نمو تخمهايشان به دفعات خونخواري بيشتري نياز دارند و بنابراين شانس انتقال بيماري بيشتر خواهد شد).

4- افزايش تعداد ناقلين.

5- کشانده شدن مناطق پر خطر به عرضهاي جغرافيايي و ارتفاعات بالاتر.

6- تکثير و نمو سريعتر ويروس در بدن ناقل.

7- کاهش زمان Gonotrophic cycle پشه و بنابراين افزايش ميزان تغذيه پشه ها.

تبعات ناشي از افزايش رطوبت (به صورت نزولات و فشار بخار) نيز شامل:

1- افزايش يا کاهش زيستگاههاي لاروي (بارانهاي شديد باعث شسته شدن و از بين رفتن لانه هاي لاروي مي شوند).

2- افزايش رطوبت باعث افزايش بقاء ناقل خواهد شد.

3- سيلاب و به وجود آمدن آبگيرهاي موقتي باعث افزايش زيستگاههاي لاروی کوچک مي شود.

4- خشکي ممکن است باعث کاهش لانه هاي لاروي شود ولي از طرفي منابع ذخيره آب توسط انسانها بيشتر خواهد شد.

با توجه به موارد گفته شده محققين در نظر دارند تاثيرات آب و هوايي را به عنوان عاملي تاثير گذار در فرمول ظرفيت انتقال بگنجانند. فرمول ظرفيت انتقال آربوويروسهاي منتقله توسط پشه ها شامل: V.C = mbca² (pⁿ /-Ln p)  است که افزايش دما به راحتي بر روي اجزاي اصلي فرمول يعني a (تعداد گزش از هر نفر در يک روز), n (دوره کمون) و p (ميزان بقا) تاثير مي گذارد, که اين پيچيدگي, قابل استناد بودن اين فرمول را با مشکل مواجه مي کند.

با تمام اين اوصاف، هنوز مقدار وطرز تاثير تغييرات آب و هوايی روی بيماری تب دانگ به علت پيچيده بودن بيولوژی و اکولوژی ناقل، عامل و ميزبان بيماری، حساسيت يا مقاومت جوامع انسانی و ناقل نسبت به بيماری و غيره، در ابهام است و برای درک بهتر آن نياز به مطالعات بيشتر و گسترده تر می باشد.

 

References:  

 

·        Anon 1998, Environmental change and human health, in World resources 1998-99, New York Oxford, Oxford University Press, p 70.

·        Anon 1999, A hot planet is bad health, in Down to Earth, Society for Environmental Communications, Vol 7, No 17, January 31, p 22.

·        Climate Change and Its Impacts C.Y. Lam Hong Kong Meteorological Bulletin, Volume 16, Number 1/2, 2006.

·        Hales,S et al.  Lancet (online) 6 August 2002. Available in:

 http://image.thelancet.com/extras/01art11175web.pdf.

·        Climate Change and Human Health – Risks and Reponses. A Summary (WHO, 2003).

·        The Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), www.ipcc.ch.

·        UNEP/GRID-Arendal, Trends in natural disasters, UNEP/GRID-Arendal Maps and Graphics Library, http://maps.grida.no/go/graphic/trends-in-natural-disasters (Accessed 20 May 2008).

·        UNEP/GRID-Arendal, Freshwater stress, UNEP/GRID-Arendal Maps and Graphics Library, http://maps.grida.no/go/graphic/freshwater_stress (Accessed 20 May 2008). 

·        IPCC WORKING GROUP I, Third Assessment Report, 2001.