Изменение генов кишечника комара, чтобы заставить его распространять противомалярийные гены следующему поколению своего вида, показывает многообещающий подход к борьбе с малярией, предполагает предварительное исследование, опубликованное сегодня в eLife.
Это исследование является последним в серии шагов по использованию технологии редактирования генов CRISPR-Cas9 для внесения изменений в гены комаров, которые могут снизить их способность распространять малярию. Если дальнейшие исследования поддержат этот подход, это может стать новым способом снижения заболеваемости и смертности от малярии.
Растущая устойчивость комаров к пестицидам, а также устойчивость малярийных паразитов к противомалярийным препаратам создали острую потребность в новых способах борьбы с этой болезнью. Генные драйвы тестируются как новый подход. Они работают, создавая генетически модифицированных комаров, которые при попадании в окружающую среду будут распространять гены, которые либо уменьшают популяцию комаров, либо уменьшают вероятность распространения насекомыми малярийного паразита. Но ученые должны доказать, что этот подход безопасен и эффективен, прежде чем выпускать генетически модифицированных комаров в дикую природу.
"Генный драйв – многообещающие инструменты борьбы с малярией," говорит первый автор Астрид Хоерманн, научный сотрудник Имперского колледжа Лондона, Великобритания. "Но нам нужен был четкий путь для безопасного тестирования таких инструментов в странах, где это заболевание встречается чаще всего."
В исследовании Хоерманн и его коллеги генетически модифицировали малярийного комара Anopheles gambiae. Они использовали технологию CRISPR-Cas9 для вставки гена, кодирующего противомалярийный белок, среди генов, которые включаются после того, как комар съедает кровяную пищу. Команда сделала это таким образом, что позволила целому участку ДНК также функционировать как генный двигатель, который мог быть передан большинству потомков комаров. Сначала они вставили ген вместе с флуоресцентным маркером, чтобы помочь им отследить его в трех разных точках ДНК, а затем удалили маркер, оставив лишь незначительную генетическую модификацию.
Затем команда вывели москитов, чтобы посмотреть, смогут ли они успешно размножаться и оставаться здоровыми. Они также проверили, насколько хорошо малярийный паразит развивается в кишечнике комаров. Их эксперименты предоставляют предварительные доказательства того, что такой подход к генетическим модификациям может создать успешный генный драйв.
"Эти генетические модификации являются пассивными и могут быть протестированы в полевых условиях и пройти строгий регулирующий процесс, чтобы гарантировать, что они безопасны и эффективны в блокировании паразита, не вызывая опасений случайного распространения в окружающей среде," объясняет старший автор Николай Виндбихлер, старший преподаватель кафедры естественных наук Имперского колледжа Лондона. "Однако, как только мы объединяем их с другими комарами с активным генным драйвом, они сами превращаются в генные диски без каких-либо дальнейших изменений. Таким образом, наш подход приближает генные механизмы на один шаг к тому, чтобы их можно было испытать в полевых условиях в качестве стратегии ликвидации малярии."