Дете умира от малария на всеки 30 секунди. Ето как да го спрете.

Докато седим в комфорта на домовете си, двадесет и шест годишната Сиди Нянче лежи в малко селце в Кения, скърбящо по тялото на 4-месечната си дъщеря. Това е вярно за стотиците семейства в Африка, в които децата умират заради еднократно, фатално ухапване от комар.

Маларията е един от най-големите убийци в света. Тя убива над половин милион деца всяка година. Всъщност тя е на второ място след туберкулозата по отношение на въздействието върху световното здраве.

Маларията се причинява от паразити, известни като плазмодий. Тези едноклетъчни същества, попаднали вътре в човешкото тяло, се крият в чернодробните клетки, където са в безопасност от имунната система, докато спокойно се развиват в мерозоити.

Те избухват от чернодробната клетка около месец по-късно, криейки се от белите кръвни клетки, покривайки се с мембраната на чернодробните клетки, които консумират. След това те атакуват червените кръвни клетки, в които те се размножават бързо и унищожават клетката в процеса.

Цикъл на предаване на малария

Маларията причинява неконтролирани имунни реакции

Докато процесът на унищожаване на кръвните клетки продължава, прекалено голямото количество токсични отпадъци от парчета мъртви клетки предизвиква мощен имунен отговор, който може да причини симптоми като висока треска, изпотяване и втрисане, гърчове, повръщане и диария и главоболие.

Ако мерозоитите преминат кръвно-мозъчната бариера, те могат да причинят необратимо неврологично увреждане, кома и дори смърт. Всъщност около 2 деца са починали от малария, откакто започнахте да четете тази статия.

Могъщият комар: превозвачът на Малария

Единственото ограничение на паразита обаче е, че той може да се разпространи само чрез едно нещо: Комарът. Това обаче не е много голямо ограничение.

Комарите са на тази планета от стотици милиони години повече от нас, те имат популация хиляди пъти по-голяма от нашата и те снасят стотици яйца през целия си живот.

Комарите са перфектните носители за паразити ... или са?

CRISPR- Cas9

Чрез революционна нова технология, наречена CRISPR-Cas9, сега имаме възможността бързо и евтино да променяме генетичния състав на цели видове. Може да се използва за премахване, добавяне, замяна или промяна на гени.

Този метод може да се използва за добавяне на определен ген в комар, който ги прави имунизирани срещу хостинг на малария поради определени антитела, които комарът има сега.

Жизнеспособна ли е?

Този тип редактиране не е невъзможно; Всъщност това вече е направено. „Комари без малария“ вече съществуват в лаборатория в Лондон. Един проблем обаче е, че броят на комарите, които имат допълнителния ген, намалява драстично поколение на поколение.

Снимка на един от редактираните комари

Когато редактираните комари бъдат пуснати да се чифтосват с нередактирани, потомците имат гените както на бащата, така и на майката, което ще доведе до само половината от комарите, устойчиви на малария от третото поколение! С течение на времето това малцинство ще се превърне в спекулация в популация от трилиони.

Осъществяване на доминиращи гени с помощта на ген задвижване

Не всички надежди обаче са изгубени. Хората имат много мощен инструмент в комплекта си, наречен ген задвижване.

Геновите задвижвания съществуват в природата отдавна и са открити през 1800-те. Това са „егоистични“ гени, които могат да надделят гените от другия родител и да се извършват през поколенията, присъстващи в повечето, ако не и във всички потомства.

Идеята за вмъкване на тези непреодолими гени, които могат да се борят с маларията при комарите, съществува от доста време. Това обаче не беше възможно да се направи не само защото беше трудно да се правят генетични дискове, но и да се редактира също. Това обаче се промени с въвеждането на CRISPR (отново благодаря, Дженифър Дудна).

Задвижването на гените работи чрез използване на CRISPR технология за създаване на синтетични генни задвижвания за променените гени срещу малария, които са добавени към комара. Наред с добавянето на гена, ензимът Cas9 вмъква CRISPR във всяка яйцеклетка и сперматозоид, която може, редактира дивия ген от двете хромозоми в повечето, ако не във всички потомства.

След това тялото използва променения ген като шаблон, за да поправи разрязването на гена, като дава на двете хромозоми променения ген и по същество има почти всички потомства, устойчиви на малария.

Това ни позволява да създадем голяма част от комарите без малария, които бързо ще се увеличат поради това колко бързо напредва жизненият цикъл на комара и колко яйца ще снасят всеки.

Буквално ще видим резултати след седмици, но след като първият модифициран комар бъде пуснат, няма връщане назад.

Етичната дискусия

Разбира се, като всеки друг техник в света, и този има спорове дали трябва да се използва.

За начало CRISPR-Cas9 беше открит преди по-малко от 20 години, което е съвсем ново откритие за научната общност. Все още не знаем какви са последиците от съзнателната промяна на гените на един вид на такова широко разпространено ниво, особено ако нещо се обърка.

Ако продължим напред и направим това, трябва да го направим правилно, защото след като започнем, няма връщане назад и нищо не може да се направи, за да го обърнем. Трябва да сме сигурни какво правим, преди да редактираме буквалния код за цял живот, защото потенциално бихме могли да влошим нещата.

Проблем, който може да възникне е, че генът не се разпространява достатъчно бързо, за да елиминира заболяването и той развива резистентност към новото антитяло. Това може просто да е неуспех при елиминирането на болестта или всъщност може да влоши нещата.

Проблемът е, че ние не знаем достатъчно; не знаем какво могат да правят определени гени на други функции и какви промени могат да причинят. Ние сме лоши в прогнозирането на резултатите от използването на редактиране на гени, защото това е твърде ново.

От другата страна на аргумента, хората казват, че рисковете, свързани с генетичното редактиране на тези комари, не са толкова високи, защото са насочени само към конкретна част от генома. Някои твърдят също, че е неетично да не се използва технологията поради голямото количество жертви (особено тези с деца), което това потенциално изтребващо заболяване причинява.

Ключови заведения

  • Малярията убива милиони хора (предимно деца) всяка година, особено в Африка на юг от Сахара и Югоизточна Азия
  • Можем да се отървем от маларията, като редактираме гени на комари, за да ги направим имунизирани срещу паразита
  • Генният нагон може да се използва, за да се гарантира, че тези гени се предават на по-голямата част от потомството
  • Има спор относно етиката на използването на тази технология, защото тя е нова концепция; може да накараме нещата да работят
  • От другата страна на спора, хората казват, че е неетично да не се използва технологията, поради колко хора убива и нанася последици