Новая модель предсказывает значительное сокращение популяции малярийных комаров

Роль комаров в распространении малярии — ключевой фактор, из-за которого их признали «самым смертоносным животным в мире». Особенно тревожно, что текущие меры борьбы с ними (главная из которых — использование обработанных инсектицидом противомоскитных сеток) теряют эффективность из-за развития у комаров устойчивости.

Сохранение малярии в большей части Африки к югу от Сахары стимулировало разработку новых инструментов для дополнения существующих программ контроля. К ним относятся технологии генного драйва для модификации популяций комаров — либо для сокращения их численности, либо для того, чтобы сделать комаров неспособными переносить болезнь.

В новом исследовании, опубликованном в BMC Biology учёными из Департамента зоологии Оксфорда и Оксфордской школы Мартина, смоделирован потенциал технологии генного драйва под названием «движущая Y-хромосома» для сокращения популяций комаров на площади в один миллион квадратных километров в Западной Африке, включая всю территорию Буркина-Фасо. Движущая Y-хромосома генетически модифицирована так, что самцы комаров, несущие её, производят преимущественно мужское потомство (которое также наследует модификацию). Поскольку кусаются только самки комаров, распространение этой модификации приведёт к уменьшению числа самок, способных передавать болезнь, и сокращению общей численности комаров.

Исследователи прогнозируют, что интродукция комаров с движущей Y-хромосомой вызовет значительное сокращение целевого вида комаров в одних регионах и полное его уничтожение в других.

Ведущий исследователь, доктор Ас Норт, сказал: «Генный драйв очень перспективен для борьбы с малярией, однако его потенциальное влияние в масштабах целой страны ранее почти не рассматривалось. Мы построили модели, чтобы понять, как технология генного драйва может повлиять на популяции комаров в Буркина-Фасо, стране с огромным бременем малярии. Наши результаты показывают, что это окажет серьёзное влияние на снижение заболеваемости».

Ключевые факторы и результаты моделирования

Учёные установили, что сезонность является наиболее важным предиктором локального воздействия генного драйва. Полное уничтожение популяции более вероятно в регионах с мягким сухим сезоном, а сокращение — в регионах с выраженной сезонностью. Однако даже в самых сложных условиях популяции сокращались. Модель предполагает, что этот подход окажет серьёзное влияние на снижение малярии.

Для достижения этого вывода учёные загрузили в свои модели обширные и разнообразные данные, включая:

• информацию о более чем 40 000 населённых пунктов;
• расположение всех рек и озёр — сезонных и постоянных;
• исторические данные об осадках;
• полевые данные, оценивающие размеры популяций комаров и скорость их перемещения.

Было проведено большое количество симуляций на «суперкомпьютерных» мощностях Оксфордского университета, чтобы изучить, как различные факторы и допущения влияют на результат интродукции генетически модифицированных комаров с движущей Y-хромосомой.

Перспективы внедрения

Эта технология, всё ещё находящаяся в разработке, предлагает внедрение движущей Y-хромосомы в геном наиболее важного вида малярийных комаров в Африке к югу от Сахары.

Профессор Чарльз Годфрей, соавтор исследования, отметил: «Это исследование показывает, что повторяющиеся интродукции модифицированных комаров в течение нескольких лет в небольшую часть населённых пунктов могут быть достаточными для существенного сокращения общей численности комаров на всей географической территории».

Доктор Абдулай Диабате, медицинский энтомолог из Института исследований в области наук о здоровье (IRSS) в Буркина-Фасо, заявил: «Есть основания полагать, что при наличии необходимых национальных и международных разрешений этот подход может быть внедрён в течение следующих 10 лет».

Регион для моделирования был выбран как одна из наиболее поражённых малярией областей Африки, демонстрирующая большое разнообразие экологических условий, характерных для Западной Африки.

Исследователи являются частью консорциума Target Malaria, международной некоммерческой исследовательской организации, целью которой является разработка и распространение новых, экономически эффективных и устойчивых генетических технологий для модификации комаров и снижения передачи малярии.