En myg-elskende svamp, genetisk kombineret med en skorpionstoksin, er et nyligt og tilsyneladende lovende våben i den globale kamp mod malaria.
En myg-elskende svamp med skorpiongener, der tilføjes for at skabe et malaria-kæmpende toksin, kan være det nyeste våben mod den verdensomspændende malaria svøbe.
Denne stinkfejl er blevet inficeret med en svamp. St. Leger og hans team skaber også transgene svampe designet til at kontrollere stinkbugs, sengebugs, græshopper og andre skadedyr. Billedkredit: Weiguo Fang, University of Maryland)
Forskere ledet af Raymond St. Leger fra University of Maryland har splejset DNA'et fra et humant anti-malarialt antistof, et myg fordøjelsesprotein og et skorpion antimikrobielt toksin i DNA'et fra en svampeart, der koloniserer insekter. Stammen kaldes Metarhizium anisopliae. Svampen er rettet mod insektet - i dette tilfælde en Anopheles myg - mens produkterne fra de lånte gener er rettet mod den malariaparasit, der vokser inde i den - en multiple whammy mod malaria.
Og det ser ud til at virke. En version af den genetiske mashup reducerede antallet af malariaparasitter i inficerede myg med 98%. Holdets succes med cross-phylum-genkombinationer har gjort siderne i udgaven af 25. februar Videnskab.
Malaria er en vanskelig morder. Af de 255 millioner tilfælde af malariainfektion hvert år dør omkring 781.000 mennesker. Parasitterne kan lure i leveren og gentage sig igen og igen hos den inficerede person. Den almindelige måde at håndtere malaria på mygden af tingene har været at dræbe myggen med pesticider. Men myg er som de fleste andre rigelige organismer: det vil sige, nogle af dem er resistente, og når du først har slået de modtagelige fejl af, er alt, hvad der er tilbage, resistente. Denne opbygning af modstand er nøjagtigt hvad der skete, da vi brugte DDT mod myg. Lærer af sådanne oplevelser ser St. Legers gruppe ud over at dræbe insektets "bug" til at dræbe den mikrobielle "bug" inde i den.
Årsagen til malaria er en art af Plasmodium. Disse parasitter angriber kun menneskelige værter. De invaderer vores røde blodlegemer for at replikere efter at have tilbragt noget driftsstop i leveren. Når en myg suger vores blod, suger den parasitterne op, mandlige og kvinder, med det. Inde i myggen finder malariaparasitterne ægte kærlighed - mænd mødes hunner og danner en sporogen tilstand, sporozoiten. Forskerne målrettede denne sporogene tilstand i deres arbejde.
Den komplicerede livscyklus for malaria-forårsagende Plasmodium. (CDC)
Myggen fordøjelsesproteinet og det humane anti-malariale antistof, som forskerne brugte, får begge sporozoitterne til at hjælpe hjælpeløst sammen, mens skorpionstoksinet - passende benævnt skorpin - er en alt sammen behersket mikrobemorder. Selvom hver af de genmashups effektivt slåede malariale sporozoite-tællinger i de svampeinficerede myg, slog skorpionstoksinet det ud af parken, hvilket reducerede antallet med 90%. Når efterforskerne derefter kombinerede generne for skorpin og myg-fordøjelsespeptidet for at fremstille et fusionsprotein og tilføjede dette sammen med et andet komplet skorpingen, faldt antallet af myg sporozoite med 98%.
Geografisk distribution i Malaria. (CDC)
St. Leger bemærkede i en pressemeddelelse fra University of Maryland, at denne tilgang til insektskadedyr og mikrobielle mordere ikke behøver at være begrænset til myg og malaria. Ud over at raffinere den malaria-erobrende svamp-skorpion-mashup vender han og hans kolleger deres syn til andre sygdomme, der involverer en insektvektor, herunder Lyme-sygdom og sovesyge. Selv de foragtede bugs kan efterhånden falde i dette holds genetisk konstruerede fælder.
Et spørgsmål er stadig tilbage, og det er, om selve malariaparasitten kan udvikle sig som svar på denne effektive anti-malariale trussel. I betragtning af at St. Legers team har demonstreret tre måder at bruge Metarhizium anisopliae svamp at målrette Anopheles myg og erobre den malariale sporozoite - hvad enten det er et humant antistof, et myg fordøjelsesprotein eller et skorpionstoksin - måske vil vi være i stand til at være foran Plasmodium'S evne til at undgå udryddelse gennem modstand.