Около половины всего населения Земли живет в местах, где водятся малярийные комары, и каждый год миллионы людей заболевают, а тысячи гибнут из-за малярии. Чтобы создать еще один способ борьбы с этой разрушительной болезнью, ученые подкорректировали гены малярийного комара, чтобы он сам стал погибелью для возбудителя малярии.
Несмотря на развитие медицины, угроза малярии все еще висит над жителями тропических стран / © nanonewsnet.ru
Только в 2021 году малярией заболели свыше 241 миллиона человек, что привело к 627 тысячам смертей, в основном детей в возрасте до пяти лет в странах Африки к югу от Сахары. При этом с 2015-го прогресс в борьбе с малярией застопорился: малярийные комары и переносимые ими паразиты становятся устойчивыми к инсектицидам и лекарствам, а финансирование разработки новых резко снизилось.
Малярия передается от человека к человеку через укусы комара: возбудитель заболевания, малярийный плазмодий, должен развиться в кишечнике комара и проникнуть в его слюнные железы, чтобы насекомое стало опасным для человека. При этом только один из десяти комаров проживет достаточно долго, чтобы плазмодий успел добраться до его слюнных желез, — и в своей новой работе команда исследователей попыталась еще больше снизить их количество.
Откорректировав геном малярийного комара Anopheles gambiae (этот вид преимущественно переносит малярию в Африке), исследователи добились того, чтобы его кишечник начал вырабатывать особые соединения — антимикробные пептиды. Эти вещества, первоначально выделенные из африканских пчел и гладких шпорцевых лягушек, нарушают развитие малярийного плазмодия, замедляя его на несколько дней.
Помимо влияния на паразита, пептиды сократили срок жизни самого комара, так что в природных условиях, где большая часть животных гибнет до естественной смерти, это должно привести к резкому сокращению опасных для человека насекомых. Иными словами, модифицированные комары так или иначе умрут раньше, чем малярийный плазмодий сможет достичь их слюнных желез, а вместе с ними погибнет паразит.
Конечно, создание трансгенных комаров — далеко не главное: ученым предстоят масштабные испытания, призванные доказать эффективность и безопасность новой технологии борьбы с малярией.
Первые шаги уже сделаны: поскольку модифицированные комары, скорее всего, не смогут распространить свои гены естественным образом из-за конкуренции с немодифицированными собратьями, исследователи собираются использовать генный драйв, чтобы повысить вероятность наследования «противомалярийных» генов.
Если технология оправдает себя, в течение ближайших двух-трех лет ученые собираются провести полевые испытания, в том числе совместно с коллегами из африканских стран, например Танзании. Ученые планируют протестировать новых комаров в условиях, наиболее приближенных к естественным, и оценить их эффективность против местных штаммов плазмодиев.
К сожалению, опыт прошлых лет доказал, что борьба с малярией намного сложнее, чем может показаться на первый взгляд. Придется использовать комплексный подход — новые лекарства, новые вакцины и новых малярийных комаров, — чтобы однажды люди будущего наконец-то смогли покончить с этой опасной болезнью.
Исследование опубликовано в журнале Science Advances.
Комментарии
Вот в теле статьи приведена ссылка на бразильский эксперимент с комарами, "где каждую неделю на протяжении 27 месяцев в природу выпускалось около 450 тысяч ГМ-самцов Aedes aegypti." "ГМ-самцы должны (были) составлять конкуренцию обычным диким насекомым, спариваясь с самками, однако они не способны оставить жизнеспособное потомство." Результат: "Первоначально резко сократившись, местная популяция комаров восстановилась уже через 18 месяцев." Т.е. зафиксирована чистая победа естественного отбора.
В статье предлагается дополнить метод использованием генного драйва по "технологиям", заимствованным у эгоистичных генов. Но успешные эгоистичные гены для организма должны быть если не полезными, то, как минимум, нейтральными или очень слабо вредными, чтобы не попасть под давление отбора. Что же мы видим в данном случае? "Помимо влияния на паразита, пептиды сократили срок жизни самого комара, так что в природных условиях, где большая часть животных гибнет до естественной смерти, это должно привести к резкому сокращению опасных для человека насекомых. Иными словами, модифицированные комары так или иначе умрут раньше, чем малярийный плазмодий сможет достичь их слюнных желез, а вместе с ними погибнет паразит." Т.е. внедряемый в популяцию ген является для нее явно вредным, и, скорее всего, давление естественного отбора на него будет достаточно велико, что в конечном итоге может привести к тому же результату, что и в Бразилии. Тут, конечно, не все так просто, и чтобы понять происходящие в популяции процессы количественно, а не только качественно, нужны эксперименты, которые ученые и собираются проводить.
Но сама постановка задачи мне кажется внутренне противоречивой. Вы пытаетесь распространить в популяции явно вредный для нее ген, вступая в борьбу с естественным отбором с его многомиллиардолетним "опытом" противодействия подобным генам-агрессорам. Тут либо ген надо подобрать очень удачно, чтобы он успел нанести невосполнимый ущерб популяции быстрее, чем его вычистит отбор. (Возможно ли это?) Ну, либо отбор неизбежно победит.
Или я не прав?
Нет ли влияния на безуспешность борьбы с малярией лингвистической ошибки в названии переносчика плазмодиев в единственном числе в женском роде?
Вот называли бы комаров комАрами или комарихами, глядишь, правильнее был бы подход к решению проблемы... Надо вырабатывать такую генную модификацию комарих, у которых запах животных, зараженных малярией, или людей (даже здоровых) вызывал бы отвращение, а аромат здоровых животных был бы самым желанным. На такую модификацию никакой естественный отбор не подействует, тем более, если бы одновременно запах обычных комаров также стал бы отвратительным видоизмененным комарихам, а на родственных трансгенных комаров они летели бы, как мотыльки на свет. Особенно, если последних сделать еще и маленькими гигантами большого секса!..
Вот, кстати, статья по теме
https://nplus1.ru/material/2017/06/09/genedrive
Цитата.
Вопрос:
Комары являются лишь переносчиками малярии, а не ее возбудителями. Но вы собираетесь уничтожить именно их, а не малярийный плазмодий. Может быть, стоит пожалеть комаров — не уничтожать, а просто сделать их устойчивыми к заболеванию, чтобы они его больше не переносили?
Ответ:
Мы исходим из того, что как только вы выпустите в дикую природу способную к драйву генетическую конструкцию, вы сразу же перестанете ее контролировать. Она станет участником естественного отбора и начнет эволюционировать. Кому это нужно?
Если же, наоборот, мы выпускаем комаров с генетической конструкцией, которая приводит к их полной стерильности, то здесь возможны только два варианта развития событий. Либо драйв не заработает, и тогда ГМ-комары просто исчезнут естественным путем. Либо он будет работать, и тогда популяция резко сократится. Спустя какое-то время вы, теоретически, сможете выпустить в среду здоровых комаров дикого типа — если они вам так уж нравятся. Но главное, что у вас появится то временное окно, которое позволит остановить распространение болезни, и сделать это необратимо.
Конец цитаты.
Это объясняет, почему ученые идут таким извилистым путем: просто боятся, что ген, не являющийся для комаров явно вредным, может эволюционировать во что-то полезное, и тем только увеличить и усилить популяцию.