В новом исследовании, опубликованном в журнале PLOS Pathogens в январе 2020 года, сообщается о развитии комаров, которые были генетически модифицированы для противодействия инфекции несколькими типами вируса денге. Это первый случай, когда все типы вируса подвергаются воздействию ДНК москитов. Охват всех типов вирусов необходим для обеспечения надлежащего контроля над заболеваниями.

Что такое Денге?

Денге – это вирусное заболевание, распространяемое комарами, которое становится глобальной проблемой из-за многочисленных осложнений и смертности. В основном он передается комарами Aedes aegypti . Согласно статистике Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), миллионы людей в субтропических и тропических климатических зонах становятся жертвами этой часто смертельной вирусной инфекции, которая легко поражает людей с ослабленным иммунитетом. Особенно острым является количество тяжелых заболеваний и смертей вследствие денге у детей в Азии и Латинской Америке.

Совсем недавно, Панамериканская организация здравоохранения (ПАОЗ) сообщила о самой высокой распространенности денге на американских континентах. Начинаясь с высокой температуры и головной боли, болезнь прогрессирует с другими подобными гриппу признаками, включая сыпь. Если естественный иммунный ответ не контролируется во времени, он может вызвать критические кровотечения в различных органах организма, снижая количество тромбоцитов с помощью различных механизмов. Поскольку уничтожить вирус невозможно, профилактика требует мер по борьбе с вирусом.

Решение

Генная инженерия позволила сегодня создать комаров, которые не могут играть роль хозяина вируса – это называется снижением компетентности в отношении переносчиков. Эта модификация мешает комарам забирать вирус и передавать его другим хозяевам.

В исследовании описывается результат изменения определенных генов у комаров Aedes aegypti с целью придания им устойчивости ко многим типам вируса денге. Эти инженерные комары имеют ген, который кодирует одноцепочечный бит человеческого моноклонального антитела, который обладает широко нейтрализующим действием против вируса денге. Такое антитело способно связывать все типы вируса денге, а не только определенный подтип.

Этот фрагмент, называемый одноцепочечным вариабельным фрагментом (scFv), кодирует область антитела, которая определяет, с каким антигеном он будет связываться. Новое антитело предотвращает инфекцию или передачу любого из четырех типов вируса денге в комаре, который его экспрессирует. Это означает, что они больше не могут распространять вирус среди людей. Это первый раз, когда был разработан инженерный комар, чтобы противостоять всем штаммам денге.

После идентификации антитела они вставили его в качестве полезного груза в самок комаров Aedes . Когда этот искусственный комар принимает кровяную муку, антигены активируют антитело, которое затем экспрессируется в клетках комара. Вот как запускается иммунная реакция комара против вируса. Это предотвращает репликацию вируса и предотвращает распространение вируса по тканям комаров. Таким образом, люди больше не могут заразиться вирусом через укус этого комара.

Преимущества

Таким образом, исследование представляет собой весьма привлекательный путь, с помощью которого можно добиться высокой эффективности борьбы с вирусом денге с использованием метода на основе генов. Это может быть полезно для отключения передачи других вирусов, связанных с этим организмом. Авторы также предполагают, что, если эта генная стратегия сочетается с системой генного привода, которая использует технологии редактирования генов, такие как CRISPR-Cas9, для вставки желаемого гена в других комаров, это может обеспечить механизм распространения, посредством которого комары дикого типа или Тип, встречающийся в природе, может быть быстро инфицирован модифицированным геном, чтобы полностью предотвратить передачу вируса денге комарами.

Лучшая часть этого открытия, по мнению исследователей, заключается в том, что недавно разработанный штамм комаров не может выступать в качестве хозяина ни для одного из четырех известных типов вирусов денге, что позволяет ему быть генетическим инструментом для контроля распространения лихорадки денге через комаров в природе.

Последствия

Комментируя эту работу, исследователь Джеймс Кроу говорит: «Интересно, что теперь мы можем переносить гены из иммунной системы человека, чтобы придать иммунитет комарам. Эта работа открывает совершенно новую область биотехнологических возможностей для борьбы с болезнями человека, передаваемыми комарами ». Соавтор Омар С. Акбари говорит, что в недалеком будущем лихорадка денге может контролироваться полевыми методами, уменьшая сказывается эта инфекция на здоровье и жизни человека. Его лаборатория участвовала в проверке и тестировании различных методов для предотвращения передачи комаров, вызванной комарами, а также распространения многих других вирусов, таких как вирусы Зика, желтая лихорадка и чикунгунья, одновременно

.

Комары участвуют в распространении множества серьезных и даже смертельных заболеваний, включая вышеуказанные заболевания и малярию. Таким образом, наличие инфекционных комаров ставит под угрозу здоровье 6,5 миллиарда человек во всем мире. При такой плохой репутации неудивительно, что большинство исследований на сегодняшний день было сосредоточено на устранении вектора комаров, а не на его разоружении. Глобальный директор Института генетики и общества Тата (TIGS) Суреш Субрамани говорит: «Работа лаборатории Акбари и TIGS направлена ​​на разоружение комара, а не на предотвращение передачи болезней, без убийства мессенджера. Эта статья показывает, что можно иммунизировать комаров и предотвратить их способность передавать вирус денге и, возможно, другие патогенные микроорганизмы, переносимые комарами ».