Группа исследователей из США и Тайваня создала методами генной инженерии комаров, устойчивых к вирусу Зика. Подобная модификация, если ее распространить на популяцию диких комаров при помощи технологий генного драйва, не даст комарам быть разносчиками лихорадки Зика, которая нарушает нормальное развитие плода у беременных.
Глаза (стрелочка) дикого комара (WT) и модифицированного комара (anti-ZIKV)
в обычном освещении и освещении, в котором хорошо заметна флуоресценция
© Anna Buchman et al. / PNAS
Лихорадка Зика протекает, как правило, сравнительно легко: госпитализация в большинстве случаев не требуется, а симптомы включают повышение температуры тела, сыпь и боль в мышцах. Однако в случае заражения беременных резко вырастает риск развития микроцефалии или иных тяжелых пороков развития у новорожденных. Точный перечень всех негативных эффектов вируса пока неизвестен, но они затрагивают свыше 40% заразившихся беременных, причем вне зависимости от срока.
В связи с высоким риском для плода в случае заражения медики рекомендуют беременным избегать поездок в районы, где есть вероятность заболеть лихорадкой Зика. Однако эти районы густо населены (Латинская Америка, страны в центральной части Африки и Индонезия), что создает дополнительные риски для местных пар, решивших завести ребенка. А поскольку вирус разносят комары, организовать надежные санитарные заслоны для этой инфекции практически невозможно.
Опубликованная в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences статья американо-тайваньской группы содержит возможное решение проблемы. Поскольку вирус Зика распространяется преимущественно комарами, ученые решили создать генную модификацию насекомых, которая делала бы их неуязвимыми для вируса, и они не могли бы стать разносчиками заразы.
Ученые внедрили в геном насекомых участки, кодирующие молекулы РНК с заранее заданной последовательностью нуклеотидов. Эта последовательность была подобрана так, что после своего синтеза молекула РНК прилипает к матричной РНК вируса Зика и «глушит» таким образом синтез того или иного белка. В качестве целей подобных антисмысловых РНК ученые выбрали 6 из 10 консервативных генов вируса Зика, кодирующих некоторые важные для его выживания белки (например, один из целевых генов кодирует белки, из которых собирается капсида вируса). Помимо антисмысловых РНК в плазмиду, подсаживаемую комарам, добавили промотер 3xP3 (который форсирует экспрессию флуоресцентного гена tdTomato в глазах комаров), чтобы ученые могли определить модифицированного комара по «горящим» глазам.
Эксперименты показали, что вирусов в слюне комаров, столкнувшихся до этого с возбудителями лихорадки, не обнаруживается. Убедившись в этом, ученые провели более рискованный опыт — сначала внедрили вирус в организм комаров, а потом выпустили насекомых в клетки к лабораторным мышам. Мыши тоже были генетически модифицированы, но в рамках иных опытов: ранее, в 2018 году, другая группа тайваньских исследователей получила грызунов, заражение которых вирусом Зика приводит к гораздо более тяжелой форме заболевания.
Мыши, которых кусали обычные комары с Зикой, умерли через несколько дней после начала опыта. Мыши, которые достались генномодифицированным насекомым, показали гораздо лучший результат: из четверых выжили трое, причем заражение комаров осуществлялось таким методом, который предполагает гораздо большее число вирусов, чем у насекомых, питающихся естественным путем.
Исследование самих комаров показало, что после заражения вирусы обнаруживаются у 93% обычных насекомых и менее чем у 40% генетически модифицированных. Это далеко не абсолютная защита, но вполне достаточная для радикального уменьшения числа заражений.
Новый подход, соединенный с технологией генного драйва, пишут исследователи, может стать оружием победы над лихорадкой Зика во всем мире. Ученые также отмечают, что работы в схожем направлении ведутся многими другими группами, и, вероятно, со временем человечество сумеет сделать многих насекомых безопасными с точки зрения распространения не только лихорадки Зика, но и других инфекций.
Источник: chrdk.ru