Управление смертельной малярией без химикатов
Учёные обнаружили «ахиллесову пяту» малярии — нейротоксин, безвредный для всех живых существ, кроме комаров рода Anopheles, переносящих малярию.
Почти половина населения мира живёт в районах, подверженных малярии, которая ежегодно убивает около 450 000 человек, в основном детей и беременных женщин. Прогресс в борьбе с болезнью находится под угрозой из-за развития у Anopheles устойчивости к химическим инсектицидам. Также существует серьёзная обеспокоенность токсичными побочными эффектами этих химикатов.
Около 30 лет назад учёные идентифицировали штамм бактерий, убивающий Anopheles. Поскольку механизм атаки бактерий не был понятен, его нельзя было воспроизвести или использовать в качестве альтернативы химическим инсектицидам — до сих пор.
Международная команда под руководством Сарджита Гилла, профессора молекулярной, клеточной биологии и биологии систем в UC Riverside, идентифицировала нейротоксин, вырабатываемый бактериями, и определила, как он убивает Anopheles. Их работа подробно описана в статье, опубликованной в Nature Communications.
Гиллу и его команде потребовалось 10 лет, чтобы добиться прорыва в изучении бактерий, и он связывает успех с современными методами секвенирования генов. Они подвергли бактерии облучению, создав мутантные штаммы, которые не могли производить токсин. Сравнив нетоксичный штамм с убивающим Anopheles, они обнаружили в бактериях белки, ключевые для производства токсина.
«Определить механизмы, с помощью которых бактерии нацеливаются на Anopheles, было непросто, — сказал Гилл. — Мы были взволнованы не только тем, что нашли нейротоксин, названный PMP1, но и несколькими белками, которые, вероятно, защищают PMP1 при его всасывании в кишечнике комара».
Многие нейротоксины обычно поражают позвоночных, а PMP1 имеет 30% химического сходства с ботулиническим или столбнячным токсинами, высокотоксичными для человека. Поскольку нейротоксин не влияет на людей, позвоночных, рыб или даже других насекомых, Гилл полагает, что бактерии, производящие PMP1, вероятно, совместно эволюционировали с комарами Anopheles.
«Для нас стало неожиданностью, что PMP1 не токсичен даже при инъекции мышам», — отметил Гилл.
Команда Гилла подала заявку на патент на это открытие и надеется найти партнёров для разработки бактериального инсектицида против Anopheles. Эти находки также открывают новые направления исследований по созданию других экологически безопасных инсектицидов.
«Высока вероятность, что если PMP1 эволюционировал для уничтожения комара Anopheles, то существуют и другие токсины, способные убивать иных разносчиков болезней, — сказал Гилл. — Это может стать началом нового способа предотвращения сотен тысяч заболеваний и смертей каждый год».