O ciupercă folosită cu o toxină de păianjen poate ucide țânțarii malariei

O ciupercă concepută pentru a produce o toxină de păianjen ar putea ajuta la eliminarea țânțarilor rezistenți la insecticide care pot răspândi malaria.

Într-un experiment cu plase, în aer liber, în Burkina Faso, ciuperca modificată genetic a distrus populațiile de țânțari în decurs de două generații, raportează cercetătorii în 31 mai. Ştiinţă. Dacă rezultatul se menține într-o situație reală, ciuperca modificată poate deveni într-o zi un instrument pentru controlul țânțarilor care pot transmite boala mortală.

În 2017, se estimează că 219 milioane de oameni din 87 de țări au fost infectați cu malarie și 435.000 au murit, conform Organizației Mondiale a Sănătății. Africa a purtat cea mai mare parte a poverii malariei, cu 92 la sută din cazuri și 93 la sută din decese survenind pe continent în acel an.

Ciuperca Metarhizium pingshaense, cunoscută de mult timp pentru a infecta și ucide țânțarii, a fost făcută și mai mortală pentru insecte prin adăugarea unei gene care produce o toxină de mușcătură de păianjen numită Hybrid. Cercetătorii au conceput ciuperca pentru a face Hybrid în prezența versiunii de țânțar a sângelui, numită hemolimfă. „Ocolim doar colții de păianjen și facem ca ciuperca să facă aceeași treabă”, spune coautorul studiului Raymond St. Leger, un entomolog la Universitatea din Maryland din College Park.

În studiile de laborator din 2011, ciupercile proiectate au fost legate de M. pingshaense țânțarii infectați și uciși și paraziții lor malariei (SN Online: 2/25/11). (Ciupercile nu dăunează oamenilor, altor insecte sau animale.) „Totul este bine și bine, dar ceea ce se întâmplă în laborator nu se traduce neapărat în condiții de teren”, spune coautorul studiului Brian Lovett, patolog și bioinginer. la Universitatea din Maryland.

ciuperca țânțarilor proiectată
SPORI LETALI Cercetătorii au conceput o ciupercă care ucide țânțarii numită Metarhizium pingshaense (pete albe pe carcasa țânțarilor, verzi în altă imagine) să fie și mai mortale. Ciuperca proiectată face o toxină de păianjen atunci când intră în contact cu versiunea de țânțar a sângelui. Ciuperca produce, de asemenea, o proteină care strălucește verde sub lumină fluorescentă. B. Lovett

Ciupercile nu rezistă bine la căldură sau la lumina ultravioletă și trebuiau testate în condiții reale. Dar pentru că ingineria M. pingshaense poartă o genă străină, „nu putem doar să valsăm în câmp deschis și să începem să o aplicăm în casele oamenilor”, spune Lovett.

Lucrând cu oamenii de știință și sătenii dintr-o regiune de vest a Burkina Faso, unde malaria este endemică, cercetătorii au construit un cadru uriaș închis de două straturi de plasă de țânțari care a fost împărțit în secțiuni cu colibe în interior. În fiecare colibă, o cârpă neagră acoperită cu ulei de susan atârna pe un perete, oferind un loc pentru că țânțarii femele se odihnesc după hrănire. Uleiul a ajutat sporii fungici să se lipească de cârpă. Huts conțineau o cârpă fără spori, spori normali care nu fac toxina păianjen sau spori producători de hibrizi.

Fiecare colibă ​​a fost apoi populată cu 1.000 de țânțari adulți masculi și 500 de femele, crescute din larve și ouă din rezistente la insecticide. Anopheles coluzzii colectate de localnici din bălți. În împerechere, femelele se scufundă într-un roi de masculi; după împerechere, femelele trebuie să se hrănească cu sânge pentru a sprijini depunerea ouălor. Țânțarii au băut sânge de la vițeii introduși în colibe timp de trei nopți în fiecare săptămână. Cercetătorii au numărat apoi câți țânțari adulți au supraviețuit în generațiile ulterioare.

În coliba fără ciupercă, 921 de țânțari au eclozat în prima generație și 1.396 în a doua, aproximativ 25 de zile mai târziu. În coliba cu ciuperca neconstructivă, au eclozat mai puțini țânțari, cu doar 436 de țânțari în prima generație și 455 în a doua. Acesta este un semn că numai ciuperca a menținut numărul scăzut, dar nu a eliminat insectele.

În coliba cu ciuperca producătoare de toxine, 399 de țânțari au eclozat în prima generație. Dar în a doua generație, doar 13 adulți au făcut-o. Nu sunt suficienți țânțari pentru a forma un roi de împerechere, așa că populația a fost în esență distrusă, spune Lovett. Experimentul a fost repetat de trei ori în timpul sezonului ploios din iunie până în octombrie, fiecare cu rezultate similare.

„Rezultatele sunt interesante, dar mai este mult de făcut”, spune Adriana Costero-Saint Denis, entomolog la Institutul Național de Alergie și Boli Infecțioase din Rockville, Maryland, care a finanțat o parte a lucrării. Cercetătorii trebuie încă să elaboreze variabile, inclusiv unde să atârne cel mai bine cârpa – de tavan sau pe pereți, în dormitoare sau lângă uși și ferestre, spune ea. Și în timp ce studiul „a fost un mediu artificial, limitat”, spune ea, „temperatura și umiditatea au fost naturale, așa că este mai bine decât în ​​laborator”.

Dacă ciupercile modificate se dovedesc utile în testele viitoare, acestea ar putea fi combinate cu insecticide sau alte măsuri de combatere a țânțarilor pentru a combate malaria, spune entomologul medical Nsa Dada. Ea este afiliată la Centrele SUA pentru Controlul și Prevenirea Bolilor din Atlanta, dar a vorbit despre studiu cu titlu personal. Dada vrea să știe dacă ciuperca este la fel de eficientă împotriva altor specii de țânțari care pot transmite malarie.

În timp ce sprijină dezvoltarea de noi instrumente anti-țânțari, entomologul ecologic Matthew Thomas spune că studiul încă nu stabilește dacă ciuperca creată este o îmbunătățire față de natură.

Ciuperca modificată genetic a redus populațiile de țânțari din studiu la aproximativ 25% din numărul inițial în 14 zile, în timp ce alte specii de ciuperci nealterate pot ucide 100% dintre țânțari în cinci sau șase zile, spune Thomas, de la Universitatea Penn State. „Deci nu este clar ce beneficii a oferit acest lucru”, spune el. „Este aproape ca o tehnologie care caută o aplicație, mai degrabă decât o problemă care necesită remediere.”