Трансгенні гриби допомогли в боротьбі з малярією

Дослідники застосували для боротьби з малярією гриб, деякі штами якого можуть вражати малярійних комарів. Щоб посилити вірулентність гриба, його геном модифікували, вбудувавши ген комахоспецифічного токсину. Опубліковані в журналі результати дослідження свідчать про те, що цей метод навіть при невеликих концентраціях суперечка гриба ефективна в умовах, максимально наближених до справжніх.

Сьогодні основний засіб для боротьби з малярією - це інсектициди, що діють на комарів. На жаль, останнім часом комарі починають набувати стійкості до цих речовин, так що пошук альтернативних або додаткових способів знизити захворюваність досить актуальний. Зокрема, увагу дослідників привернув гриб, деякі штами якого можуть вражати комарів. Його суперечки вже пробували розпорошувати всередині хатин в осередках малярії в Танзанії. Це дійсно знижує кількість укусів інфікованими комарами, проте використовуваний штам все ж недостатньо агресивний для досягнення мети.

Торік об'єднана група вчених зі США і Буркіна Фасо вирішила поліпшити гриб, додавши в його геном ген нейротоксину Hybrid, небезпечного для комах. Вони провели лабораторні дослідження, в яких був продемонстрований високий потенціал модифікованого гриба. Тим не менш, успішні в умовах лабораторії засоби нерідко виявляються безсилі в реальних умовах, тому в новій роботі дослідники постаралися максимально наблизити умови випробувань до справжніх.

Брайан Ловет (Brian Lovett) з Університету Меріленду і його колеги вибрали місце поруч з ендемічною по малярії селом у Буркіна Фасо і встановили там камери, відокремлені один від одного і від зовнішнього середовища москітною сіткою. Усередині чотирьох з них поставили аналоги хатин місцевих жителів, джерело цукру для дорослих москітів і місця для розмноження, в якості яких виступали пластикові піддони, прикриті шаром землі, які дозволяли накопичувати вологу. Після цього дослідники зібрали личинки стійких до звичайних інсектицидів малярійних комарів, підростили їх і запустили в експериментальні хатини, для початку по 100 самок в кожну. Всередині хатин, крім усього іншого, були телята (як джерело крові для комарів) і чорні полотна тканини, на які наносилося масло зі спорами ГМ-гриба з вбудованим геном токсину (Mp-Hybrid) або контрольного гриба з вбудованим нешкідливим для комах RFP (Mp-RFP), або порожня олія. Починався експеримент у сутінках, а вранці всіх комарів ловили назад і перевіряли на наявність грибної інфекції. У сумі дослідники зробили сім реплік експерименту, в ході яких зловили назад 2402 комара. Найкращим місцем упіймання виявилися чорні полотна (43,5 відсотка комарів), на яких комарі відпочивали після їжі, а другим за популярністю місцем стала стеля хатин (27,3 відсотка). Ці результати не залежали від того, чим полотна були просочені, так що автори прийшли до висновку, що гриб не відлякує відпочиваючих комарів.

Після перевірки на зараження виявилося, що 79 і 72 відсотки комарів з хатин з полотнами зі суперечками виявилися заражені Mp-Hybrid і Mp-RFP відповідно; в результаті комахи загинули. Контрольна популяція комарів з хатин без суперечок грибів зменшилася незначно.

У наступній серії експериментів дослідники подивилися на те, як присутність гриба вплине на популяцію комарів, заселених у камери. Для цього вони випустили в кожну камеру по 1000 самців і 500 самок комарів, а потім моніторили 45 днів кількість дорослих особин, яєць, личинок і лялечок, періодично запускаючи в хатинку телят. Цей час охоплює життя приблизно двох поколінь комарів і дослідники показали, що, на відміну від контрольних дослідів в камерах з Mp-Hybrid, популяція комарів досить швидко колапсувала.

Таким чином автори показали, що вставка в гриб гена відповідного токсину сильно підвищує його природну вірулентність і продемонстрували ефективність такого методу в умовах, максимально наближених до реальних. Про альтернативні підходи до боротьби з малярією і створення проти неї вакцин можна почитати тут.