Комары, которые не могут распространять малярию, созданы учеными

Генетическая модификация заставляет комаров вырабатывать в кишечнике соединения, которые останавливают рост паразитов, а это означает, что они вряд ли достигнут слюнных желез комаров и будут переданы через укус до того, как насекомые умрут.

Инновация, разработанная исследователями из команды Transmission:Zero в Имперском колледже Лондона, разработана таким образом, чтобы ее можно было сочетать с существующей технологией «генного драйва» для распространения модификации и резкого сокращения передачи малярии. Команда рассчитывает на полевые испытания, но тщательно проверит безопасность новой модификации, прежде чем объединить ее с генным драйвом для реальных испытаний.

Сотрудники Института моделирования заболеваний при Фонде Билла и Мелинды Гейтс также разработали модель, которая впервые может оценить влияние таких модификаций при использовании в различных африканских условиях. Они обнаружили, что модификация, разработанная командой Transmission:Zero, может стать мощным инструментом для снижения случаев малярии даже там, где передача высока.

Результаты модификации технологии в лаборатории и моделирования опубликованы сегодня в журнале Science Advances .

Команда Transmission:Zero генетически модифицировала основной переносчик малярии видов комаров в Африке к югу от Сахары: Anopheles gambiae . Им удалось сделать так, что когда комар питается кровью, он производит в своем кишечнике две молекулы, называемые антимикробными пептидами. Эти пептиды, которые первоначально были выделены из медоносных пчел и африканских когтистых лягушек, нарушают развитие малярийного паразита.

Это привело к задержке на несколько дней, прежде чем следующая стадия паразита сможет достичь слюнных желез комаров, и к этому времени ожидается, что большинство комаров в природе умрут. Пептиды действуют, вмешиваясь в энергетический метаболизм паразита, что также оказывает некоторое влияние на комара, сокращая его продолжительность жизни и еще больше снижая его способность передавать паразита.

Чтобы использовать генетическую модификацию для предотвращения распространения малярии в реальном мире, ее необходимо передать от выведенных в лаборатории комаров к диким. Нормальное межпородное скрещивание в определенной степени распространило бы его, но поскольку модификация имеет «цену приспособления» в виде сокращения продолжительности жизни, она, вероятно, была бы быстро устранена благодаря естественному отбору.

Генный драйв — это дополнительный генетический трюк, который можно добавить к комарам, чтобы заставить антипаразитарную генетическую модификацию предпочтительно наследоваться, что приведет к более широкому распространению среди любых естественных популяций.

Поскольку эта стратегия новая, она потребует чрезвычайно тщательного планирования, чтобы свести к минимуму риски перед любыми полевыми испытаниями. Поэтому команда Transmission:Zero создает два отдельных, но совместимых штамма модифицированных комаров — один с антипаразитарной модификацией, а другой с генным драйвом.

Затем они могут сначала протестировать модификацию против паразитов самостоятельно, добавляя генный драйв только после того, как будет доказана его эффективность.

Вместе с партнерами в Танзании команда создала предприятие по производству и обработке генетически модифицированных комаров и провела несколько первых испытаний. Сюда входит сбор паразитов у местных инфицированных школьников, чтобы модификация работала против паразитов, циркулирующих в соответствующих сообществах.

Они также полностью оценивают риски, оценивая любые потенциальные выпуски модифицированных комаров, принимая во внимание любые потенциальные опасности и удостоверяясь, что местное сообщество поддерживает их. Но они надеются, что их вмешательство в конечном итоге поможет искоренить малярию.

Соавтор профессор Джордж Кристофидес из Департамента наук о жизни в Imperial сказал: «История научила нас, что нет серебряной пули, когда дело доходит до борьбы с малярией, поэтому нам придется использовать все оружие, которое у нас есть и, при необходимости генерировать еще больше. Генный драйв является одним из таких очень мощных видов оружия, которое в сочетании с лекарствами, вакцинами и средствами борьбы с комарами может помочь остановить распространение малярии и спасти человеческие жизни».

Источник: https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abo1733