Генная система для модификации популяции комаров может привести к будущему без малярии
Исследователи из Калифорнийского университета в Ирвайне разработали решение на основе генного драйва для снижения передачи малярии комарами.
В статье, опубликованной в PNAS, представлен подход, направленный на сокращение случаев малярии у людей путём внедрения в комаров-переносчиков генов, препятствующих передаче паразита.
Исследование демонстрирует потенциал систем генного драйва на основе Cas9 и гидовой РНК, сцепленных с двумя эффекторными генами против паразита. Такие системы могут быстро распространяться в популяциях комаров и снижать нагрузку Plasmodium falciparum — паразита, вызывающего малярию у людей.
Генный драйв работает, связывая желаемые признаки с генетическими элементами, имеющими положительное смещение передачи. Это позволяет новому гену наследоваться с вероятностью, значительно превышающей 50%, и быстро становиться доминирующим в популяции.
В отличие от подходов, направленных на уничтожение комаров, текущее исследование предлагает более целостную стратегию. Она заключается в использовании генного драйва для «вакцинации» поколений комаров против малярийного паразита без вреда для самих комаров и их роли в экосистеме (они являются опылителями и пищей для многих видов).
Результаты лабораторных испытаний
- Исследователи добавили спроектированный генный драйв в небольшие лабораторные популяции двух видов комаров: Anopheles gambiae и Anopheles coluzzii.
- Гены наследовались потомством с эффективностью, близкой к 100%.
- Полное распространение модификации в модельных популяциях дикого типа наблюдалось в течение нескольких месяцев.
- Эффекторные гены производят моноклональные антитела, нацеленные на определённые стадии жизненного цикла паразита в комаре, что значительно снижает распространённость P. falciparum.
Прогнозы и дальнейшие шаги
- Моделирование передачи показывает, что серия выпусков генетически модифицированных штаммов может привести к быстрому снижению заболеваемости малярией на 50–90% в течение нескольких месяцев.
- Конкурентоспособность модифицированных самцов Anopheles gambiae была значительно ниже, что может влиять на устойчивость вида в дикой природе.
- Авторы считают, что протестированные штаммы являются перспективными кандидатами для будущих полевых испытаний в регионах, эндемичных по малярии.
Масштаб проблемы
По данным ВОЗ (Всемирный доклад о малярии, 2022 г.):
- Зарегистрировано около 247 миллионов случаев и 619 000 смертей от малярии.
- Глобальные инвестиции в программы борьбы с малярией превышают $16 млрд ежегодно.
Предлагаемое решение на основе генного драйва может стать ключевым для борьбы с малярией, потенциально снижая финансовые затраты, экологический ущерб и потерю человеческих жизней.