โรคมาลาเรียเกิดจากปรสิตที่มียุงเป็นพาหะติดต่อสู่คนผ่านการกัดของยุงก้นปล่องตัวเมียที่ติดเชื้อ โรคนี้เป็นหนึ่งในโรคร้ายแรงของมนุษย์ แต่นักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนายุงที่ชะลอการเติบโตของมาลาเรีย โรคมาลาเรียเป็นโรคที่ร้ายแรงที่สุดในมนุษย์ การเพิ่มขึ้นของยุงที่ดื้อต่อยาฆ่าแมลงและปรสิตที่ดื้อต่อยาทำให้เกิดความก้าวหน้าในการลดจำนวนผู้ป่วยและอัตราการเสียชีวิต
การดัดแปลงพันธุกรรมโดยนักวิทยาศาสตร์:
การดัดแปลงพันธุกรรมใน ยุง สร้างสารประกอบในลำไส้ที่ลดการเจริญเติบโตของปรสิต ปรสิตเหล่านี้ไม่น่าจะไปถึงต่อมน้ำลายของยุงและถูกกัดก่อนที่แมลงจะตาย เทคนิคนี้ช่วยลดความเป็นไปได้ในการแพร่กระจายเชื้อมาลาเรีย
ไดรฟ์ของยีนถือเป็นคำมั่นสัญญาในการควบคุมพันธุกรรมของพาหะของโรคมาลาเรีย ไดรฟ์ของยีนเป็นกลยุทธ์ใหม่ที่กำลังดำเนินอยู่บนพื้นฐานของการแพร่กระจายของยีนเอนโดนิวคลีเอสแบบซุปเปอร์เมนเดเลียน เปปไทด์ต้านจุลชีพ (AMPs) จากสัตว์เลื้อยคลาน พืช หรือแมลงถือเป็นตัวต้านมาเลเรีย และได้รับการทดสอบในหลอดทดลองและในร่างกายสำหรับประสิทธิภาพต่อปรสิตต่างๆ
แต่ AMPs มีความแตกต่างกันในลำดับและโครงสร้าง โดยที่บางส่วนเป็นประจุบวกและแอมฟิฟิลิก ซึ่งเกาะติดกับเยื่อหุ้มเซลล์ของจุลินทรีย์ที่มีประจุลบ และในระดับที่น้อยกว่า ติดกับเยื่อหุ้มเซลล์ของสัตว์
มีการเสนอกลไกการซึมผ่านซึ่งทำให้เกิดรูพรุนหรือการสะสมของเปปไทด์บนพื้นผิวของจุลินทรีย์ ซึ่งรบกวนลักษณะที่คล้ายกับผงซักฟอก ชุดย่อยของ AMP ได้รบกวนโดยตรงกับการสังเคราะห์ adenosine triphosphate (ATP) ที่ขึ้นกับไมโตคอนเดรียโดยไมโทคอนเดรีย
ศูนย์ทีมของ อิมพีเรียลคอลเลจลอนดอน ได้รับการจัดการให้ทำงานเกี่ยวกับเทคโนโลยี "ไดรฟ์ยีน" ที่มีอยู่เพื่อกระจายการดัดแปลงและลดโอกาสในการแพร่เชื้อมาลาเรีย
ผู้ทำงานร่วมกันบางคนจากสถาบันการสร้างแบบจำลองโรคที่มูลนิธิบิลและเมลินดาเกตส์ได้พัฒนาแบบจำลองเป็นครั้งแรกที่สามารถประเมินผลของการปรับเปลี่ยนหากใช้ในการตั้งค่าต่างๆ ของแอฟริกา
ทีม Zero พบการปรับเปลี่ยนที่พัฒนาขึ้นโดยการแพร่เชื้อเนื่องจากสามารถลดจำนวนผู้ป่วยมาลาเรียได้แม้ว่าจะมีการแพร่เชื้อสูงก็ตาม ผลลัพธ์ของเทคโนโลยีการดัดแปลงในห้องปฏิบัติการและการสร้างแบบจำลองได้รับการเผยแพร่ใน Science Advances
การชะลอการพัฒนาของปรสิตช่วยลดการแพร่กระจายของโรคมาลาเรีย:
มาลาเรีย เป็นหนึ่งในโรคร้ายแรงที่สุดในโลกที่เสี่ยงต่อประชากรราวครึ่งหนึ่งของโลก ในปี 2021 มีผู้ติดเชื้อประมาณ 241 ล้านคน และผู้ที่ได้รับผลกระทบมากที่สุด 627,000 คนเป็นเด็กอายุต่ำกว่า XNUMX ขวบในแอฟริกาใต้สะฮารา
Dr. Tibebu Habetwold ผู้เขียนร่วมคนแรกจากแผนก Life Sciences ที่ Imperial กล่าวว่า “ตั้งแต่ปี 2015 ความคืบหน้าในการจัดการกับโรคมาลาเรียหยุดชะงัก ยุงและปรสิตที่เป็นพาหะมีความต้านทานต่อการแทรกแซงที่มีอยู่ เช่น ยาฆ่าแมลงและการรักษา และการระดมทุนก็ลดลง เราจำเป็นต้องพัฒนาเครื่องมือใหม่ๆ ที่เป็นนวัตกรรม”
โรคนี้แพร่กระจายในคนเมื่อยุงตัวเมียกัดคนที่ติดเชื้อมาลาเรีย จากนั้นปรสิตจะพัฒนาไปสู่ระยะต่อไปในลำไส้ของยุงและเดินทางไปยังต่อมน้ำลายซึ่งพร้อมที่จะแพร่เชื้อไปยังคนต่อไปที่ถูกยุงกัด
ทีมศูนย์แก้ไขสายพันธุ์ยุงที่เป็นพาหะนำโรคมาลาเรียในแอฟริกาตอนใต้ของทะเลทรายซาฮารา: Anopheles Gambiae เมื่อยุงกินก เลือด มันผลิตโมเลกุลสองโมเลกุลที่เรียกว่าเปปไทด์ต้านจุลชีพในลำไส้ของมัน
เปปไทด์เหล่านี้แต่เดิมมาจากผึ้งและกบกรงเล็บแอฟริกันช่วยชะลอการพัฒนาของปรสิตมาลาเรีย ทำให้เกิดความล่าช้า XNUMX-XNUMX วันก่อนที่ปรสิตตัวต่อไปจะไปถึงต่อมน้ำลายของยุง ซึ่งเป็นเวลาที่คาดว่ายุงส่วนใหญ่ในธรรมชาติจะตาย
ปรสิตรบกวนการเผาผลาญพลังงานของปรสิต ทำให้เกิดผลกระทบบางอย่างต่อยุง ทำให้อายุขัยสั้นลง และลดความสามารถในการแพร่เชื้อของปรสิต
วิธีดำเนินการอื่นในการกำจัดการแพร่กระจายของเชื้อมาลาเรีย:
ในประเทศแทนซาเนีย ทีมงานได้จัดตั้งศูนย์เพาะเลี้ยงและจัดการยุงดัดแปลงพันธุกรรมและทำการทดสอบบางอย่าง รวมทั้งเก็บปรสิตจากเด็กนักเรียนที่ได้รับผลกระทบในพื้นที่เพื่อให้แน่ใจว่าการดัดแปลงนี้ได้ผลกับปรสิตที่แพร่ระบาดในชุมชนที่เกี่ยวข้อง
ศาสตราจารย์ George Christophides ผู้เขียนร่วมกล่าวว่า: “ประวัติศาสตร์สอนเราว่าไม่มีกระสุนเงินสำหรับการควบคุมโรคมาลาเรีย ดังนั้น เราจะต้องใช้อาวุธทั้งหมดที่เรามีอยู่และผลิตได้มากขึ้น”
“แรงขับของยีนเป็นอาวุธที่ทรงพลังอย่างยิ่งอย่างหนึ่งที่ใช้ร่วมกับยาเสพติด วัคซีนและการควบคุมยุงสามารถช่วยหยุดการแพร่กระจายของโรคมาลาเรียได้ และช่วยชีวิตมนุษย์”
การขับเคลื่อนของยีนเป็นเคล็ดลับทางพันธุกรรมที่สามารถเพิ่มเข้าไปในยุง ทำให้การดัดแปลงพันธุกรรมต่อต้านปรสิตได้รับการสืบทอดเป็นพิเศษ โดยแพร่กระจายอย่างกว้างขวางในหมู่ประชากรธรรมชาติ
การอ้างอิงวารสาร
- Astrid Hoermann, Tibebu Habtewold, Prashanth Selvaraj, Giuseppe Del Corsano, Paolo Capriotti, Maria Grazia Inghilterra, Temesgen M. Kebede, George K. Christophides และ Nikolai Windbichler ยีนขับยุงสามารถช่วยกำจัดมาลาเรียได้โดยการชะลอการพัฒนาของ Plasmodium Sporogonic วิทยาศาสตร์ก้าวหน้า 21 ก.ย. 2022 ปีที่ 8 ฉบับที่ 38 DOI: 10.1126/sciadv.abo1733
