Naukowcy stworzyli transgeniczne komary, które mogą zatrzymać przenoszenie się wirusa dengi

Naukowcy stworzyli komary z genem aktywującym w ich krwi przeciwciała zwalczające wirusa dengi. To przeciwciało utrudnia replikację wirusa i zapobiega jego rozprzestrzenianiu się w ciele komarów, co oznacza także, że komary przestają zarażać ludzi. Najdziwniejsze jest to, że przeciwciało zostało pozyskane od człowieka.

Wirus dengi zagraża połowie populacji świata

Tradycyjne sposoby zwalczania komarów przenoszących choroby wirusowe, w tym dengę, jak do tej pory nie są zbyt efektywne, co skłania naukowców do szukania nowych, niekonwencjonalnych sposobów walki z roznosicielami wirusa. Denga jest niszczycielską chorobą wywoływaną przez cztery różne serotypy wirusa, z których wszystkie są niebezpieczne dla ludzi. Choroba objawia się wysoką gorączką, bólami głowy i mięśni. Może przerodzić się w zagrażającą życiu gorączkę krwotoczną denga. Ocenia się, że więcej niż połowa ludzkiej populacji jest zagrożona dengą, a rocznie notuje się około 390 milionów przypadków tej choroby.

Nie istnieją żadne naprawdę skuteczne metody leczenia ani zapobiegania gorączce denga. Stosowana obecnie szczepionka jest tylko w niewielkim stopniu skuteczna. Podawana jest przede wszystkim osobom najbardziej zagrożonych rozwojem choroby, lecz nie na masową skalę.

Wirus przenosi się na człowieka, gdy ten zostanie pogryziony przez zarażonego komara. Wektorami wirusa dengi są głównie komary z gatunku Aedes aegypti (komar egipski). Komar Aedes aegypti jest ponadto nosicielem wielu innych wirusów, w tym żółtej gorączki, Zika oraz chikungunya . Owad szybko rozprzestrzenia się po globie. Wywodzi się z Afryki, ale przedostał się już we wszystkie tropikalne i subtropikalne rejony świata. Prawdopodobnie nadal będzie migrował i zasiedlał kolejne obszary. Konwencjonalne środki owadobójcze i inne metody zwalczania komara, w tym osuszanie bagien, tylko w niewielkim stopniu zmniejszają jego populację. Owad uodparnia się na środki chemiczne oraz zmienia swoje zwyczaje, na przykład godziny, w których jest aktywny.

Nowe strategie zwalczania komarów przenoszących choroby

Kontrolowanie populacji komarów wydaje się obecnie najlepszym sposobem zapobiegania rozprzestrzenianiu się wirusów. Próbuje się różnych metod, w tym tworzy się genetycznie zmodyfikowane komary, przystosowane do tłumienia populacji. Są to jednak pracochłonne i kosztowne strategie, wymagające "produkowania" i wypuszczania dużej liczby owadów do określonego środowiska. Dlatego naukowcy zadali sobie pytanie, jaka modyfikacja genetyczna może odebrać komarom zdolność do przenoszenia wirusów różnego typu, a jednocześnie sama się rozprzestrzeni w kolejnych populacjach.

Komar, który jest odporny na dengę

Międzynarodowy zespół naukowców, kierowany przez biologów z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego, stworzył komary, które mogą zatrzymać proces przenoszenia się wirusa dengi. Zaczęło się od tego, że wraz z naukowcami z Vanderbilt University Medical Center biolodzy zidentyfikowali ludzkie białko, które zwalcza wszystkie cztery serotypy wirusa dengi.

Następnie ludzkie przeciwciało poddano różnym zabiegom genetycznym, aby dostosować je do genotypu komarów. Kolejnym krokiem było już generowanie transgenicznych komarów. Stworzone komary dostały zatem gen, który aktywuje białka przeciwdziałające namnażaniu się wirusa dengi. Gdy taka genetycznie zmodyfikowana komarzyca połknie zakażoną wirusem krew, w jej jelitach rozpoczyna się proces syntezy antyciał, a te zwalczają infekcję. W taki sposób komar staje się odporny na wirusa. Czyli zwalczamy źródło choroby zanim ta w ogóle dotknie człowieka, a proces przenoszenia wirusa dengi zostaje przerwany.

Do rozprzestrzeniania transgenu w populacjach komarów naukowcy proponują technologię zwaną napędem genowym (ang. gene driver), która polega na wprowadzeniu do danej populacji określonych cech, które są następnie przekazywane potomstwu. Do edycji genu stosuje się technikę CRISP/CAS-9. Jest to najnowocześniejsza obecnie metoda inżynierii genetycznej, pozwalająca na precyzyjne manipulowanie genami.

To fascynujące, że możemy teraz przenieść geny z ludzkiego układu odpornościowego do krwioobiegu komarów w celu nadania im odporności. Ta praca otwiera przed biotechnologią zupełnie nowe możliwości powstrzymywania procesu rozprzestrzenianie się chorób przenoszonych przez komary

- powiedział James Crowe z Vanderbilt University Medical Center w Nashville, współautor odkrycia. "To oznacza, że w dającej się przewidzieć przyszłości, będziemy dysponować realną, opartą o genetykę, metodą kontrolowania wirusa dengi" - mówi prof. Omar Akbari, w którego laboratorium testowane są podobne strategie w odniesieniu do wirusa Zika, żółtej gorączki oraz chikungunya. 

Projekt został opisany na łamach czasopisma PLOS Pathogens.

Źródło: ScienceDaily.com