Генетики создали антималярийного комара
Американские учёные поменяли часть генов комаров так, что в этих насекомых прекратили размножаться плазмодии — паразитические несложные, вызывающие малярию. Авторы работы считают, что со временем таких модифицированных комаров возможно будет выпустить в природу для того, чтобы они неспешно вытеснили простых, покончив тем самым с страшной заболеванием.
О том, что прямое вмешательство в наследственный код комара (или заражение его намерено подобранной бактерией) способно оказывать влияние на «умение» насекомого передавать плазмодии, учёные рассуждали в далеком прошлом. Пара групп трудилось в этом направлении (об одном таком изучении мы говорили).
Но полученные комары всё равняется были способны передавать паразитов, пускай и в меньшем количестве. На этом фоне достижение биологов из университетов Аризоны (University of Arizona) и Калифорнии (UC Davis) возможно назвать прорывом.
Каждый год от малярии (на снимке – плазмодий) гибнет лишь согласно данным из официальных источников миллион человек, большинство из них – дети, живущие в Африке южнее Сахары (фото Ute Frevert, Margaret Shear).
«Если вы желаете остановить распространение малярии, вам нужны комары, каковые устойчивы к паразиту не меньше чем на 100%. В случае если хоть один плазмодий выйдет за пределы и заразит человека, целый подход будет обречён на провал», — растолковывает Майкл Рили (Michael Riehle), доктор наук энтомологии Аризонского университета и начальник данной работы.
его коллеги и Майкл вмешались в метаболизм клеток комара, создав новую модификацию гена, что переводит в положение «неизменно включено» сигнальный фермент Akt. Ранее было обнаружено, что последний занимает важное место в росте насекомого и развитии личинок, и — его иммунном ответе.
Майкл Рили держит генетически поменянных комаров в контролируемых условиях, исключающих любую возможность побега (фото University of Arizona).
Учёные внедрили новую версию гена в яйца комара Anopheles stephensi, он переносит малярию на Индийском субконтиненте. Взятым особям скармливали «малярийную» кровь (в этом случае обращение шла о паразите Plasmodium falciparum, важном за большая часть случаев заражения человека).
«Страно, как прекрасно это сработало, — поведал Рили. — Мы рассчитывали заметить некое влияние на темп роста комаров, длительность их жизни и чувствительность к паразиту, но оказалось, что отечественная конструкция заблокировала инфекционный процесс всецело».
Собственное вмешательство в генетический код авторы сопровождали вставкой люминесцентных белков, по которым трансгенные особи (справа) возможно было отличать от исходных (слева).
Сверху вниз – съёмка через различные фильтры (иллюстрации Vanessa Corby-Harris et al./PLoS Pathogens).
По окончании того как плазмодии попадают в кишки комара (при укусе заражённого человека либо животного), они попадают через их стены и формируют в организме хозяина клетки-ооцисты. До этого репродуктивного этапа многие плазмодии не доживают – иммунная совокупность комара уничтожает многие клетки.
Но и тех, что выживают, – более чем достаточно для распространения заразы.
В нескольких ооцистах за 10-12 дней созревает целая армия из тысяч новых плазмодиев — спорозоитов, каковые позже мигрируют в слюнные железы насекомых. За один укус комар передаёт новой жертве приблизительно 40 таких клеток, но для развития страшного, а иногда и смертельного заболевания достаточно и одной.
И вот выяснилось: в опыте Рили комары с двумя копиями поменянного гена (гомозиготные особи) начисто потеряли собственную свойство выступать в качестве переносчиков малярии! «В данной группе комаров плазмодиям не удалось организовать ни одной ооцисты», — радуется Майкл. А ведь эти копии генов самки (они-то и выпивают кровь) будут исправно передавать потомству.
По эффекту и размаху с новой работой сравнится разве что мысль вакцинации от малярии силами самих комаров.
Жаль, что до тех пор пока и та и вторая идеи находятся на стадии лабораторных опытов (фото CDC).
Биологи кроме этого рапортуют, что в группе с одной копией нового гена (гетерозиготные особи) число заражённых комаров уменьшилась на 60-99%, а в тех экземплярах, что однако были заражены, содержание паразита уменьшилось на 75-99%. Более того, включённый Akt на 18-20% сократил срок судьбы комаров, другими словами время, за который они смогут передавать паразита жертвам.
Ещё не до конца светло, как трудится Akt во всех этих случаях, потому биологи продолжат работу. Результаты же совершённого изучения раскрывает пресс-релиз Аризонского университета и статья в PLoS Pathogens.
В будущем учёные собираются поразмыслить над вероятными предстоящими модификациями комаров, для того, чтобы они взяли преимущества перед неизменёнными собратьями и, появлявшись на свободе, со временем вытеснили бы из природы прошлый вид, переносящий страшное заболевание. По словам Рили, но, до данной стадии работы пройдёт ещё не меньше десяти лет, потому, что это самая трудновыполнимая часть всего плана.
