Открытие может сократить популяцию комаров, распространяющих лихорадку денге

Ежегодно лихорадкой денге заражаются до 100 миллионов человек, а жёлтая лихорадка уносит около 30 000 жизней в мире. Обе болезни распространяются инфицированными самками комаров Aedes aegypti, которым для производства яиц необходима кровь позвоночных. Процессы кровососания и развития яиц тесно связаны с передачей вируса, вызывающего болезнь.

Энтомологи из Калифорнийского университета в Риверсайде идентифицировали микроРНК (короткую рибонуклеиновую кислоту) у самок комаров Aedes aegypti, деактивация которой нарушает переваривание крови и развитие яиц. Это открытие может помочь контролировать распространение не только денге и жёлтой лихорадки, но и потенциально всех трансмиссивных болезней.

МикроРНК не кодируют белки, но играют мощную регуляторную роль в развитии и росте клеток; их нарушенная регуляция ведёт к дефектам, включая рак. Исследователи задались вопросом, участвуют ли микроРНК в таких ключевых функциях самок комаров, как кровососание и созревание яиц. Эти функции необходимы не только для успешного размножения, но и лежат в основе способности комара передавать патогены опасных болезней человека.

В лабораторных экспериментах учёные изучали ряд микроРНК у самок Aedes aegypti во время кровососания и размножения. Они обнаружили, что одна микроРНК, "miR-275", значительно повышается в период развития яиц.

Затем исследователи разработали метод специфической деактивации miR-275 у самок Aedes aegypti и накормили этих комаров кровью, чтобы проанализировать последствия отсутствия этой микроРНК.

Они обнаружили, что кровь, которой питались комары, оставалась непереваренной в их кишечнике. Кроме того, общий объём поглощённой крови был необычно велик, что указывало на нарушение выделительной функции жидкости. Также у этих комаров было сильно подавлено развитие яиц, успех которого зависит от переваривания крови.

"Наше открытие захватывающее, потому что оно затрагивает саму суть того, что представляет собой переносчик болезней", — сказал Александр Райхель, выдающийся профессор энтомологии, чья лаборатория вела исследование. — "Теперь мы можем подавить цепочку событий — начиная с переваривания крови и заканчивая созреванием яиц — просто устранив эту небольшую молекулу, miR-275. В тропических регионах мира, где денге и жёлтая лихорадка часто являются ведущими причинами госпитализации и смерти среди взрослых и детей, сокращение численности комаров Aedes aegypti было бы чрезвычайно полезным".

Результаты исследования опубликованы на этой неделе в онлайн-версии журнала Proceedings of the National Academy of Sciences.

Следующим шагом в этой работе лаборатория Райхеля планирует сосредоточиться на определении того, какие гены являются мишенями miR-275, какую роль эти гены играют в переваривании крови и развитии яиц, и какой механизм лежит в основе активации и деактивации miR-275.

Барт Брайант, первый автор статьи и постдокторант в лаборатории Райхеля, пояснил, что исследовательская группа "выключила" или "истощила" miR-275 с помощью "антагомира" — небольшой синтетической молекулы РНК, которая в данном исследовании связывается с miR-275, не позволяя ей выполнять свою работу по обеспечению переваривания крови и развития яиц.

"Мы считаем, что наша работа открыла дверь для изучения того, как микроРНК регулируют критические физиологические функции, специфичные для переносчиков смертоносных патогенов", — сказал Брайант.