Техно

Человечество спасут генетически модифицированные комары-мутанты

С помощью стерилизованных насекомых побеждают малярию, сонную болезнь и тропическую лихорадку

Иллюстрация из открытых источников

Британская биотехнологическая компания Oxitec совместно с американским Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (Food and Drug Administration, FDA) готовится выпустить в штате Флорида рои генномодифицированных комаров. Предполагается, что искусственные насекомые полностью уничтожат природную популяцию своих "сородичей", заражающих людей вирусами двух видов тропической лихорадки.

Стерилизация - залог здоровья

В борьбе с насекомыми-вредителями и переносчиками заболеваний человечество всегда полагалось на ядовитые химические вещества, но эта стратегия себя давно исчерпала. Ученые стремятся разработать более безопасные и менее вредные для окружающей среды технологии биоконтроля. Одно из наиболее перспективных направлений - метод стерилизации насекомых (Sterile insect technique, SIT), который является приоритетным направлением многих лабораторий мира.

Фото: newsfeed.time.com

Идея таких разработок состоит в том, что стерильные, не способные переносить заболевание комары, замещают природные популяции - прежде всего, носителей малярии и разных видов тропической лихорадки. А ведь эти недуги, несмотря на безусловный прогресс в разных областях медицины, остаются до сих пор мало изученными, а потому эффективных и в одновременно безопасных препаратов против них не нашли. Поэтому, к примеру, от малярии, по данным ВОЗ, переносимой комарами рода Anopheles, ежегодно умирает 2 миллиона человек. 

Метод стерилизации насекомых (Sterile insect technique, SIT) уже не раз доказал свою действенность. Важнейшим его преимуществом является безопасность для окружающей среды: дикие насекомые просто скрещиваются со стерильными и не могут впоследствии произвести потомство. В результате численность природной популяции насекомых-вредителей стремительно сокращается.

Удар по малярии

При систематическом применении метод SIT позволяет полностью уничтожить вредителей. В частности, с помощью этого метода ученым из университета Калифорнии удалось вывести москитов, невосприимчивых к возбудителю малярии. В отношении комаров применили те же принципы, что уже были ранее апробированы в экспериментах на мышах. В организме грызуна, инфицированной человеческой формой малярии, производятся антитела, убивающие инфекцию. Исследовательская группа использовала молекулярные компоненты иммунного ответа мышей для создания генов, способных вызвать такую же реакцию у москитов.

Фото из открытых источников

В результате полностью исчез возбудитель малярии. Предполагается, что такой способ блокирования микробов внутри переносящего малярию насекомого существенно снизит уровень заболеваемости и смертности среди людей.

С помощью SIT ученые также избавили человечество от африканского  трипаносомоза - смертельно опасного заболевания, известного как сонная болезнь, которое передается через укус инфицированной мухи цеце.  Возбудителем трипаносомоза являются не бактерии или  вирусы, а червеобразные паразиты трипаносомы, которые, попадая в организм человека, размножаются и начинают постепенно отравлять его изнутри. При отсутствии должного лечения болезнь приводит к летальному исходу. Как ни парадоксально, для лечения этого заболевания до сих пор применяется методика, разработанная еще полвека назад. Основанная на применении мышьяка, она сама по себе убивает от 5% до 20% пациентов. Каждый год от сонной болезни умирает более 7 тыс. человек.

Кроме того, благодаря Sterile insect technique на территории США, Центральной Америки и Северной Африки уничтожили мясную муху Cochliomyia hominivorax (ее личинки развиваются в живых тканях сельскохозяйственных животных, а также человека). SIT помогла также навсегда обезвредить средиземноморскую плодовую мушку Ceratitis capitata, дрозофил и других вредных насекомых.

Мощные ГМ-самцы победят лихорадку

Технологию уже давно пытаются применить также против таких опасных  заболеваний, как лихорадка Денге и лихорадка Чикунгунья, но существенных успехов до недавнего времени достичь не удавалось. Обе этих вирусных инфекции переносятся комарами Aedes aegypti, и передаются человеку при укусе. В результате возникает острая боль в мускулах и суставах, лихорадка, тошнота. Денге может прогрессировать в угрожающую жизни геморрагическую лихорадку, а Чикунгунья способна вызывать хроническое заболевание, которое приводит к сильнейшим мышечным болям. На сегодняшний день против этих болезней не существует ни одной вакцины.

Фото: akhbarelyom.com

В стремлении справиться с переносчиками лихорадки распыляют разные виды пестицидов, но к большинству из них Aedes aegypti уже развили устойчивость. Специалисты компании Oxitec нашли решение проблемы путем воздействия на ДНК насекомых. Ученые вырастили комаров-самцов с генетическим кодом, содержащим фрагменты ДНК герпеса, кишечной палочки, коралла и капусты. Их скрещивание с самками обычных диких комаров приводит к тому, что все потомство погибает. Уже провели успешные испытания технологии в Бразилии и на Каймановых островах. Теперь в этих странах планируют масштабное использование модифицированных комаров. Если проект получит окончательное одобрение FDA, на очереди - южная Флорида: здесь ГМ-комары появятся же весной этого года.

На самом деле, специалисты Oxitec уже давно работают над изменением ДНК москитов, но раньше методика была менее эффективна, чем нынешняя версия. Проблема состояла в том, что самцы комаров, стерилизованные при помощи радиоактивного излучения, обладали пониженной жизнеспособностью и в конкуренции за самок проигрывали природным конкурентам. Но теперь стерильные ГМ-самцы вполне успешно конкурируют за самок с дикими самцами - переносчиками Денге и Чикунгуньи.

Несмотря на очевидную пользу, эксперименты с ДНК насекомых вызывают немало опасений. Так, представители международной экологической  организации GeneWatch, которые регулярно проводят мониторинг генетических технологий, уверяют, что использование модифицированных насекомых угрожает как окружающей среде, так и здоровью человека. Ведь где гарантия, что не произойдет ошибки и генетически измененное насекомое не превратится в еще большее зло, чем является сейчас.