La malaria rimane una delle malattie più mortali del mondo. Ogni anno le infezioni da malaria provocano centinaia di migliaia di morti, con la maggior parte dei decessi che si verificano nei bambini sotto i cinque anni. I Centers for Disease Control and Prevention hanno recentemente annunciato che negli Stati Uniti sono stati rilevati cinque casi di malaria trasmessa dalle zanzare, la prima diffusione segnalata nel paese in due decenni.
Fortunatamente, gli scienziati stanno sviluppando tecnologie sicure per fermare la trasmissione della malaria modificando geneticamente le zanzare che diffondono il parassita che causa la malattia. I ricercatori dell’Università della California di San Diego guidati dal laboratorio del professor Omar Akbari hanno progettato un nuovo modo per sopprimere geneticamente le popolazioni di Anopheles gambiae, le zanzare che diffondono principalmente la malaria in Africa e contribuiscono alla povertà economica nelle regioni colpite. Il nuovo sistema prende di mira e uccide le femmine del A. gambie popolazione poiché mordono e diffondono la malattia.
Pubblicato il 5 luglio sulla rivista I progressi della scienza, il primo autore Andrea Smidler, uno studioso post-dottorato presso la UC San Diego School of Biological Sciences, insieme agli ex studenti del master e co-primi autori James Pai e Reema Apte, ha creato un sistema chiamato Ifegenia, acronimo di “eliminazione ereditaria femminile da parte di nucleasi geneticamente codificate per interrompere gli alleli”. La tecnica sfrutta la tecnologia CRISPR per interrompere un gene noto come femaleless (fuggi) che controlla lo sviluppo sessuale in A. gambie zanzare.
Gli scienziati della UC Berkeley e del California Institute of Technology hanno contribuito allo sforzo di ricerca.
Ifegenia funziona codificando geneticamente i due elementi principali di CRISPR all’interno delle zanzare africane. Questi includono una nucleasi Cas9, le “forbici” molecolari che effettuano i tagli e un RNA guida che dirige il sistema verso il bersaglio attraverso una tecnica sviluppata in queste zanzare nel laboratorio di Akbari. Hanno modificato geneticamente due famiglie di zanzare per esprimere separatamente Cas9 e the fuggiRNA guida mirato.
“Li abbiamo incrociati insieme e nella prole ha ucciso tutte le zanzare femmine”, ha detto Smidler, “è stato straordinario”. Nel frattempo, A. gambie le zanzare maschi ereditano Ifegenia ma la modifica genetica non influisce sulla loro riproduzione. Rimangono adatti dal punto di vista riproduttivo per accoppiarsi e diffondere Ifegenia. La diffusione del parassita alla fine viene arrestata poiché le femmine vengono rimosse e la popolazione raggiunge un vicolo cieco riproduttivo. Il nuovo sistema, notano gli autori, elude alcuni blocchi stradali di resistenza genetica e problemi di controllo affrontati da altri sistemi come i gene drive poiché i componenti Cas9 e RNA guida sono tenuti separati fino a quando la popolazione non è pronta per essere soppressa.
“Dimostriamo che i maschi di Ifegenia rimangono vitali dal punto di vista riproduttivo e possono caricarli entrambi fuggi mutazioni e macchinari CRISPR da indurre fuggi mutazioni nelle generazioni successive, con conseguente soppressione prolungata della popolazione “, osservano gli autori nel documento. “Attraverso la modellazione, dimostriamo che i rilasci iterativi di maschi Ifegenia non pungenti possono agire come un sistema di soppressione ed eliminazione della popolazione efficace, confinabile, controllabile e sicuro .”
I metodi tradizionali per combattere la diffusione della malaria, come zanzariere e insetticidi, si sono sempre più dimostrati inefficaci nel fermare la diffusione della malattia. Gli insetticidi sono ancora ampiamente utilizzati in tutto il mondo, principalmente nel tentativo di fermare la malaria, che aumenta i rischi sanitari ed ecologici nelle aree dell’Africa e dell’Asia.
Smidler, che ha conseguito un dottorato di ricerca (scienze biologiche della salute pubblica) presso l’Università di Harvard prima di entrare a far parte della UC San Diego nel 2019, sta applicando la sua esperienza nello sviluppo della tecnologia genetica per affrontare la diffusione della malattia e il danno economico che ne deriva. Una volta che lei ei suoi colleghi hanno sviluppato Ifegenia, è rimasta sorpresa dall’efficacia della tecnologia come sistema di soppressione.
“Questa tecnologia ha il potenziale per essere la soluzione sicura, controllabile e scalabile di cui il mondo ha urgente bisogno per eliminare la malaria una volta per tutte”, ha affermato Akbari, professore presso il Dipartimento di biologia cellulare e dello sviluppo. “Ora dobbiamo trasferire i nostri sforzi per cercare l’accettazione sociale, le autorizzazioni all’uso regolamentare e le opportunità di finanziamento per mettere questo sistema alla sua prova finale di soppressione delle popolazioni di zanzare selvatiche che trasmettono la malaria. Siamo sul punto di avere un impatto importante nel mondo e non si fermerà fino a quando non sarà raggiunto.”
I ricercatori osservano che la tecnologia alla base di Ifegenia potrebbe essere adattata ad altre specie che diffondono malattie mortali, come le zanzare note per trasmettere la dengue (febbre che rompe le ossa), la chikungunya e i virus della febbre gialla.
L’elenco completo degli autori include Andrea Smidler, James Pai, Reema Apte, Hector Sanchez C., Rodrigo Corder, Eileen Jeffrey Gutierrez, Neha Thakre, Igor Antoshechkin, John Marshall e Omar Akbari.
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com
