טכנולוגיה גנטית חדשה שפותחה כדי לעצור יתושים מפיצי מלריה: כפי שנחזה, מערכת דיכוי יתושים אפריקאית ראשונה מסוגה תפחית את תמותת ילדים ותסייע לפיתוח כלכלי

למרבה המזל, מדענים מפתחים טכנולוגיות בטוחות לעצירת העברת המלריה על ידי עריכה גנטית של יתושים שמפיצים את הטפיל הגורם למחלה. חוקרים מאוניברסיטת קליפורניה בסן דייגו בראשות המעבדה של פרופסור עומר אכברי הנדסו דרך חדשה לדכא גנטית אוכלוסיות של אנופלס גמביה, היתושים שמפיצים בעיקר מלריה באפריקה ותורמים לעוני כלכלי באזורים שנפגעו. המערכת החדשה מכוונת והורגת נקבות של א.גמביה האוכלוסייה מאז שהם נושכים ומפיצים את המחלה.

פרסום 5 ביולי בכתב העת התקדמות המדע, המחבר הראשון אנדריאה סמייל, פוסט-דוקטורט בבית הספר למדעי הביולוגיה של אוניברסיטת קליפורניה בסן דייגו, יחד עם סטודנטים לתואר שני לשעבר והסופרים הראשונים ג'יימס פאי ורימה אפטה, יצרו מערכת בשם Ifegenia, ראשי תיבות של "חיסול נשית בירושה על ידי נוקלאזות מקודדות גנטית כדי לקטוע אללים." הטכניקה ממנפת את טכנולוגיית CRISPR כדי לשבש גן המכונה חסר נקבה (לברוח) השולט בהתפתחות המינית ב א.גמביה יתושים.

מדענים באוניברסיטת ברקלי ובמכון הטכנולוגי של קליפורניה תרמו למאמץ המחקרי.

Ifegenia פועלת על ידי קידוד גנטי של שני המרכיבים העיקריים של CRISPR בתוך יתושים אפריקאים. אלה כוללים נוקלאז של Cas9, ה"מספריים" המולקולריים שיוצרים את החתכים ו-RNA מנחה שמכוון את המערכת אל המטרה באמצעות טכניקה שפותחה ביתושים אלה במעבדה של אכברי. הם שינו גנטית שתי משפחות יתושים כדי לבטא בנפרד את Cas9 ואת לברוח– RNA מדריך מיקוד.

"הצלבנו אותם יחד ובצאצאים זה הרג את כל נקבות היתושים", אמר סמייל, "זה היה יוצא דופן". בינתיים, א.גמביה יתושים זכרים יורשים את איפגניה אך העריכה הגנטית אינה משפיעה על רבייתם. הם נשארים בכושר הרבייה להזדווגות ולהפיץ איפגניה. התפשטות הטפילים נעצרת בסופו של דבר מכיוון שהנקבות מוסרות והאוכלוסייה מגיעה למבוי סתום רבייה. המערכת החדשה, מציינים המחברים, עוקפת חסימות דרכים מסוימות של עמידות גנטית ובקרה על בעיות שעומדות בפני מערכות אחרות, כגון כונני גנים, שכן רכיבי ה-Cas9 וה-RNA המדריך נשמרים בנפרד עד שהאוכלוסייה מוכנה לדיכוי.

"אנחנו מראים שזכרי איפגניה נשארים ברי קיימא מבחינה רביית, ויכולים להעמיס את שניהם לברוח מוטציות ומכונות CRISPR לגרימת לברוח מוטציות בדורות הבאים, וכתוצאה מכך דיכוי אוכלוסיה מתמשך", מציינים המחברים במאמר. "באמצעות מודלים, אנו מדגימים כי שחרורים איטרטיביים של זכרי איפגניה שאינם נושכים יכולים לפעול כמערכת יעילה, ניתנת לשליטה, ניתנת לשליטה ובטוחה של דיכוי וחיסול אוכלוסייה. ."

שיטות מסורתיות להילחם בהתפשטות המלריה, כמו רשתות מיטה וחומרי הדברה, הוכחו יותר ויותר כלא יעילות בעצירת התפשטות המחלה. קוטלי חרקים עדיין נמצאים בשימוש נרחב ברחבי העולם, בעיקר במאמץ לעצור את המלריה, מה שמגביר סיכונים בריאותיים ואקולוגיים לאזורים באפריקה ובאסיה.

סמייל, שקיבלה תואר דוקטור (מדעים ביולוגיים של בריאות הציבור) מאוניברסיטת הרווארד לפני שהצטרפה לאוניברסיטת סן דייגו ב-2019, מיישמת את מומחיותה בפיתוח טכנולוגיה גנטית כדי לטפל בהתפשטות המחלה ובנזק הכלכלי הנלווה אליה. ברגע שהיא ועמיתיה פיתחו את איפגניה, היא הופתעה מכמה יעילה הטכנולוגיה עבדה כמערכת דיכוי.

"לטכנולוגיה הזו יש את הפוטנציאל להיות הפתרון הבטוח, הניתן לשליטה וניתן להרחבה שהעולם צריך בדחיפות כדי לחסל את המלריה אחת ולתמיד", אמר אכברי, פרופסור במחלקה לביולוגיה של התא וההתפתחות. "כעת עלינו לשנות את המאמצים שלנו לחפש קבלה חברתית, הרשאות שימוש רגולטוריות והזדמנויות מימון כדי להעמיד את המערכת הזו במבחן האולטימטיבי שלה של דיכוי אוכלוסיות יתושים מעבירות מלריה בר. אנחנו על סף יצירת השפעה גדולה בעולם. לא יפסיק עד שזה יושג".

החוקרים מציינים כי ניתן להתאים את הטכנולוגיה שמאחורי Ifegenia למינים אחרים המפיצים מחלות קטלניות, כמו יתושים הידועים כמעבירים דנגי (קדחת שבירת עצם), צ'יקונגוניה ונגיפי קדחת צהובה.

רשימת המחברים המלאה כוללת את אנדריאה סמיילר, ג'יימס פאי, רימה אפטה, הקטור סנצ'ז סי, רודריגו קורדר, איילין ג'פרי גוטיירז, נהה ת'קר, איגור אנטושצ'קין, ג'ון מרשל ועומר אכברי.