Malaria wordt veroorzaakt door een door muggen overgebrachte parasiet die op mensen wordt overgedragen door de beten van geïnfecteerde vrouwelijke Anopheles-muggen. Deze ziekte is een van de dodelijke menselijke ziekten, maar wetenschappers hebben muggen ontwikkeld die de groei van malaria vertragen. Malaria is de meest verwoestende ziekte bij de mens. Toenemende insecticideresistente muggen en medicijnresistente parasieten zorgden voor vooruitgang bij het verminderen van gevallen en het verminderen van sterfte.
Genetische modificatie door wetenschappers:
De genetische modificatie in muggen produceert verbindingen in hun ingewanden die de groei van parasieten verminderen. Het is onwaarschijnlijk dat deze parasieten de speekselklieren van muggen bereiken en in een beet worden doorgegeven voordat de insecten sterven. Deze techniek verkleint de kans op verspreiding van malaria.
Gene drives zijn veelbelovend voor de genetische controle van malariavectoren. Gene drive was een nieuwe doorlopende strategie gebaseerd op de super-Mendeliaanse verspreiding van endonucleasegenen. Antimicrobiële peptiden (AMP's) van reptielen, planten of insecten worden beschouwd als antimalaria-effectoren en ze werden in vitro en in vivo getest op hun efficiëntie tegen verschillende parasieten.
Maar AMP's verschillen in volgorde en structuur, sommige zijn kationisch en amfifiel, die hechten aan negatief geladen microbiële membranen en, in mindere mate, aan membranen van dierlijke cellen.
Het permeabilisatiemechanisme wordt naar voren gebracht dat porievorming of accumulatie van peptiden op het microbiële oppervlak veroorzaakt, waardoor een wasmiddelachtige manier wordt verstoord. De subset van AMP's heeft direct de mitochondria-afhankelijke adenosinetrifosfaat (ATP) -synthese verstoord door mitochondriale ontkoppeling.
Nul team van Imperial College London is ingericht om te werken aan bestaande 'gene drive'-technologie om modificaties te verspreiden en de kans op overdracht van malaria te verkleinen.
Sommige medewerkers van het Institute for Disease Modeling bij de Bill and Melinda Gates Foundation hebben voor het eerst een model ontwikkeld dat het effect van wijzigingen kan beoordelen als ze in verschillende Afrikaanse omgevingen worden gebruikt.
Het Zero-team vond de modificatie die is ontwikkeld door overdracht, omdat ze malariagevallen kunnen verminderen, zelfs met een hoge overdracht. Het resultaat van de modificatietechnologie in het lab en de modellering worden gepubliceerd in Science Advances.
Het vertragen van de ontwikkeling van de parasiet helpt bij het verminderen van de verspreiding van malaria:
Malaria is een van 's werelds meest destructieve ziekten die ongeveer de helft van de wereldbevolking in gevaar brengt. In 2021 waren ongeveer 241 miljoen mensen besmet en 627,000 mensen, het meest getroffen, waren kinderen onder de vijf jaar in Afrika bezuiden de Sahara.
Dr. Tibebu Habetwold, de co-eerste auteur van de afdeling Life Sciences van Imperial, zei: “sinds 2015 is de vooruitgang bij de bestrijding van malaria tot stilstand gekomen. Muggen en parasieten die ze bij zich dragen, worden resistent tegen beschikbare interventies zoals insecticiden en behandelingen, en de financiering is gestopt. We moeten innovatieve nieuwe tools ontwikkelen.”
Deze ziekte verspreidt zich onder mensen wanneer een vrouwelijke mug iemand steekt die besmet is met de malariaparasiet. Dan ontwikkelt de parasiet zich tot het volgende stadium in de darm van de mug en reist naar zijn speekselklieren, die klaar zijn om de volgende persoon te infecteren die de mug bijt.
Team nul heeft de malaria-dragersoort van muggen in sub-Sahara Afrika aangepast: Anopheles Gambiae. Wanneer een mug een bloed maaltijd, produceert het twee moleculen die bekend staan als antimicrobiële peptiden in zijn ingewanden.
Deze peptiden, oorspronkelijk afkomstig van honingbijen en Afrikaanse klauwkikkers, vertragen de ontwikkeling van de malariaparasiet. Het zorgt voor een paar dagen vertraging voordat de volgende parasiet de speekselklieren van de muggen bereikt, tegen die tijd dat de meeste muggen in de natuur naar verwachting zullen sterven.
De parasiet verstoort het energiemetabolisme van de parasiet, veroorzaakt enkele effecten op de mug, verkort zijn levensduur en vermindert zijn vermogen om de parasiet door te geven.
Een ander werkingsmechanisme bij de uitroeiing van de verspreiding van malaria:
In Tanzania heeft het team een faciliteit opgezet om genetisch gemodificeerde muggen tot stand te brengen en te behandelen en enkele tests uit te voeren, waaronder het verzamelen van parasieten van lokaal getroffen schoolkinderen om ervoor te zorgen dat de modificatie werkt tegen de parasieten die in relevante gemeenschappen circuleren.
Co-leider auteur professor George Christophides zei: "De geschiedenis heeft ons geleerd dat er geen wondermiddel is als het gaat om malariabestrijding, dus we zullen alle wapens moeten gebruiken die we tot onze beschikking hebben en nog meer moeten genereren."
“Gene drive is zo’n zeer krachtig wapen dat in combinatie met drugs, vaccins en muggenbestrijding kunnen de verspreiding van malaria helpen stoppen en mensenlevens redden.”
Gene drive is een genetische truc die aan muggen kan worden toegevoegd, waardoor genetische modificatie tegen parasieten bij voorkeur wordt geërfd en zich wijd verspreidt onder natuurlijke populaties.
Journal Reference
- Astrid Hoermann, Tibebu Habtewold, Prashanth Selvaraj, Giuseppe Del Corsano, Paolo Capriotti, Maria Grazia Inghilterra, Temesgen M. Kebede, George K. Christophides en Nikolai Windbichler. Gene drive-muggen kunnen de eliminatie van malaria helpen door de ontwikkeling van Plasmodium Sporogonic te vertragen. Wetenschap Advances 21 sep 2022 deel 8, uitgave 38 DOI: 10.1126/sciadv.abo1733
