Ученые из США нашли способ изменить гены комара так, что внутри насекомых перестали размножаться плазмодии - паразитические простейшие, вызывающие малярию. Ученые полагают, что с течением времени подобных модифицированных комаров возможно будет выпустить в природу с тем, чтоб они мало помалу вытеснили рядовых, покончив этим с опасной болезнью.
О том, что прямое вмешательство в наследственный код комара (или заражение его специально подобранной бактерией) способно оказывать влияние на "способность" насекомого передавать плазмодии, исследоватеи рассуждали давно. Несколько групп работало в этом направлении.
Хотя полученные комары всё равно были могут передавать паразитических видов, даром что в меньшем числе. 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 по официальным данным миллион человек, большая доля из них - дети, живущие в Африке южнее Сахары (фото Ute Frevert, Margaret Shear).
"Если вы хотите остановить распространение малярии, вам необходимы комары, которые устойчивы к паразиту не наименее чем на 100%. Если хоть 1 плазмодий выйдет за пределы и заразит человека, весь подход будет обречён на провал", - объясняет Майкл Рили (Michael Riehle), проф. энтомологии Аризонского института и руководитель данной фукционирования.
Майкл и его коллеги вмешались в метаболизм клеток комара, создав новую модификацию гена, который переводит в состояние "постоянно включено" сигнальный фермент Akt. Раньше было зафиксировано, что последний играет важную роль в развитии личинок и росте насекомого, и - его иммунном ответе.
Майкл Рили удерживает генетически изменённых комаров в контролируемых условиях, исключающих любую возможность побега (фото University of Arizona).
Исследоватеи внедрили новую версию гена в яйца комара Anopheles stephensi, он переносит малярию на Индийском субконтиненте. Полученным особям скармливали "малярийную" кровь (в этой ситуации речь велась о паразите Plasmodium falciparum, ответственном за больше всего случаев заражения человека).
"Странно, как неплохо это сработало, - сообщил Рили. - Мы рассчитывали увидеть некоторое влияние на темп роста комаров, продолжительность их жизни и восприимчивость к паразиту, однако выяснилось, что наша конструкция заблокировала инфекционный ход целиком".
Своё вмешательство в генетический код авторы сопровождали вставкой люминесцентных белков, по которым трансгенные особи (справа) возможно было различать от исходных (слева). Сверху вниз - съёмка ч/з различные фильтры (иллюстрации Vanessa Corby-Harris et al./PLOS Pathogens).
Затем как плазмодии попадают в кишечник комара (при укусе заражённого человека или животного), они проникают ч/з их стены и формируют в организме хозяина клетки-ооцисты. До данного репродуктивного периода многие плазмодии не доживают - иммунная система комара уничтожает многие клетки. Но еще и тех, что выживают, - достаточно для распространения инфекции.
В некоторого количества ооцистах за 10-12 суток созревает целая армия из тыс. новых плазмодиев - спорозоитов, которые позже мигрируют в слюнные железы насекомых. За 1 укус комар передаёт новой жертве приблизительно 40 этих клеток, однако для развития опасного, а иногда и смертельного заболевания довольно и одной.
И тут оказалось: в опыте Рили комары с 2-мя копиями изменённого гена (гомозиготные особи) начисто потеряли собственную умение выступать в роли переносчиков малярии! "В этой группе комаров плазмодиям не получилось сформировать ни одной ооцисты", - радуется Майкл. А ведь эти копии генов самки (они-то и пьют кровь) будут исправно передавать потомству.
По размаху и эффекту с новой работой сравнится разве что идея вакцинации от малярии силами самих комаров. Жалко, что пока и та и иная идеи располагаются на ступени лабораторных опытов (фото CDC).
Энтомологи тоже рапортуют, что в группе с одной копией нового гена (гетерозиготные особи) численность инфицированных комаров сократилось на 60-99%, а в тех экземплярах, что всё же стали заражены, содержание паразита уменьшилось на 75-99%. Также, включённый Akt на 18-20% сократил срок жизни комаров, то существуют время, на протяжении которого они способны передавать паразита жертвам.
Ещё не до окончания понятно, как служит Akt во всех таких ситуациях, поэтому энтомологи продолжат работу. Итоги же проведённого изыскания раскрывает пресс-релиз Аризонского института и статья в PLOS Pathogens.
В будущем исследоватеи намереваются подумать над возможными дальнейшими модификациями комаров, с тем, чтоб они получили преимущества перед неизменёнными собратьями и, оказавшись на свободе, с течением времени вытеснили бы из природы прежний вид, переносящий опасное заболевание. По заверениям Рили, хотя, до этой ступени фукционирования пройдёт ещё не меньше десяти лет, т.к. это наиболее трудновыполнимая доля всего замысла.
Ученые из США нашли способ изменить гены комара так, что внутри насекомых перестали размножаться плазмодии - паразитические простейшие, вызывающие малярию. Ученые полагают, что с течением времени подобных модифицированных комаров возможно будет выпустить в природу с тем, чтоб они мало помалу вытеснили рядовых, покончив этим с опасной болезнью.
