Combaterea malariei cu ciuperci: biologul inginer o ciupercă care să fie mai mortală pentru țânțari

Combaterea malariei cu ciuperci: biologul inginer o ciupercă care să fie mai mortală pentru țânțari Pulverizarea insecticidului pentru a ucide țânțarii: țânțarii sunt vectori ai multor boli devastatoare, cum ar fi malaria. Sukjanya / Shutterstock.com

Plase de pat. Insecticide. Insecte sterile și modificate genetic. Acum oamenii de știință adaugă un ciupercă toxică modificată genetic la arsenalul de arme pentru a șterge țânțarii care transportă parazitul malariei.

Deși insecticidele și plasele de pat legate cu insecticide, de departe cele două strategii cele mai frecvent utilizate, au redus efectiv numărul de infecții și decese, povara globală a malariei nu a scăzut în ultimii ani. În 2017, 219 milioane de oameni au fost infectați cu malarie și aproximativ 435,000 au murit. Asta pentru că țânțarii dezvoltă rezistență la insecticide.

Combaterea malariei cu ciuperci: biologul inginer o ciupercă care să fie mai mortală pentru țânțari An Anopheles țânțari luând o masă de sânge de la o gazdă umană. În cursul acestor mese de sânge, țânțarii transmit malarie oamenilor. CDC

Evoluția rapidă a rezistenței este o temă obișnuită și recurentă în cursele noastre de arme împotriva țânțarilor care transmit malarie, precum și împotriva dăunătorilor și agenților patogeni în general. Peste orar, organismele mută și dezvoltă rezistență la orice medicament nou folosit pentru a-i ucide. Nu e de mirare că oamenii ajung întotdeauna pe partea pierdătoare; de aceea este nevoie de o nouă armă. Și cea mai recentă este o ciupercă ucigașă.


 Obțineți cele mai recente prin e-mail

Revista săptămânală Inspirație zilnică

Lupta cu ucigași cu ucigași

Ca biolog evolutiv care studiază ciupercile, Sunt familiarizat cu capacitatea acestor organisme de a provoca boli devastatoare în diverse plante și animale, inclusiv oameni. În timp ce mulți agenți patogeni fungici infectează o gamă largă de gazde, alții pot ataca doar câțiva selectați.

Această realizare a condus oamenii de știință la o nouă strategie de combatere a malariei: infectarea și uciderea țânțarilor care transmit boli folosind agenți patogeni fungici pe care îi întâmpină în natură. Nu este prima dată când ciupercile sunt armate. De fapt, aceasta este tocmai strategia din spatele pesticidului biologic de mare succes, Muschiul verde, care ucide lăcustele și lăcustele din întreaga lume.

Infectarea țânțarilor cu agenții patogeni naturali - cum ar fi ciupercile patogene din gen Metarhizium - este o strategie deosebit de atractivă, deoarece, spre deosebire de agenții patogeni bacterieni sau virali, ciupercile pot infecta țânțarii pur și simplu intrând în contact cu ei și nu trebuie să fie ingerat. De asemenea, ciupercile sunt în general mai prietenoase cu mediul decât insecticidele chimice tradiționale. Dar funcționează această strategie?

Acum cincisprezece ani, un studiu de teren în Tanzania rurală a arătat că ar putea. Agățând foi de bumbac inoculate cu ciuperci care ucid insectele pe tavanele caselor în care se țin țânțarii, o treime din țânțari s-au infectat. Conform modelelor de transmitere a malariei, o astfel de rată de infecție ar putea reduce cazurile de malarie cu 75%.

dar Metarhizium ciuperci, după cum a arătat studiul de teren din Tanzania, nu sunt întotdeauna capabili să-și infecteze gazdele de țânțari. Și, infecțiile fungice durează de obicei câteva zile pentru a ucide țânțarii. În laborator, ciupercile durează în medie între șapte și nouă zile pentru a ucide țânțarii, în funcție de doză. Brian Lovett, un student absolvent care lucrează în Laboratorul lui Ray St. Leger, și Etienne Bilgo, un coleg post-doctoral care lucrează cu entomolog Abdoulaye Diabate, au crezut că pot infecta mai mulți țânțari și îi pot ucide mai repede.

Cum? Prin utilizarea ciupercilor care au fost modificate genetic pentru a produce o toxină numită „Hibrid”, care atacă în mod specific sistemul nervos al artropodelor, un grup care include insecte și rudele lor, cum ar fi păianjenii și crustaceii. Experimentele anterioare de laborator efectuate în 2017 de aceeași echipă au demonstrat deja acest lucru aceste ciuperci modificate genetic au ucis țânțarii mai repede decât cele nemodificate.

Marea întrebare a fost acum dacă a funcționat în natură.

Combaterea malariei cu ciuperci: biologul inginer o ciupercă care să fie mai mortală pentru țânțari Echipa MosquitoSphere este formată din autori de pe hârtie și voluntari locali din Soumousso, Burkina Faso. Rândul din spate (de la stânga la dreapta): Etienne Bilgo, Oliver Zida, Bema Ouattara; Rândul din mijloc: Boureima Saré, Judicael Zida, Brian Lovett, Moussa Ouattara, MichaÏlou Sanfo și Bamory Ouattara; Primul rând: Yaya Ouattara și Jacques Gnambani. Brian Lovett, CC BY-SA

Ciupercile modificate genetic ucid țânțarii mai repede, prăbușind populațiile

Pentru a reduce riscurile generate de testarea pe teren, Lovett și Bilgo și-au testat ciuperca genetică în „MosquitoSphere”, Un câmp amplu, special proiectat, proiectat pentru a se potrivi îndeaproape condițiilor exterioare din Soumousso, Burkina Faso. Prin amenajarea colibelor cu foi de bumbac care conțin spori care produc toxine GM Metarhizium ciuperci, precum și cele cu ciuperci nemodificate ca martori, Lovett și Bilgo au constatat că 70% până la 80% dintre țânțari au fost infectați în ambele tipuri de colibe. Dar țânțari în colibe cu ciuperci modificate genetic a murit în medie în cinci zile, în timp ce țânțarii din colibe cu ciuperci nemodificate au murit după aproape nouă zile.

Combaterea malariei cu ciuperci: biologul inginer o ciupercă care să fie mai mortală pentru țânțari Colibele MosquitoSphere din Soumousso, Burkina Faso, unde au avut loc experimentele cu ciuperci toxice GM killer. Brian Lovett

Prin examinarea modului în care au evoluat populațiile de țânțari de-a lungul timpului, au descoperit și asta Ciupercile modificate genetic au infectat mai multe generații de țânțari. Într-o incintă cu ciuperci modificate genetic, o populație inițială de 1,500 de țânțari, sa prăbușit la doar 13 după o lună și jumătate.

Promisiune și riscuri

Prin armarea genetică a unui agent fungic fungic deja mortal cu o toxină puternică, anchetatorii au reușit să reducă dramatic populația de „țânțari” de țânțari într-o parte a lumii în care malaria este endemică și țânțarii sunt rezistenți la insecticidele chimice.

Există o nevoie urgentă de a limita transmiterea malariei, în special în Africa subsahariană, unde 92% din cazuri și 93% din decese apar. Împreună, Agenția SUA pentru Protecția Mediului aprobarea toxinei hibride sub denumirea comercială Versitude și aprobarea utilizării produselor nemodificate Metarhizium ciuperci ca „biopesticide” de către mai multe țări africane, pot deschide calea către lumina verde a utilizării substanțelor modificate genetic Metarhizium ciuperci în lupta împotriva malariei.

Pe de altă parte, eliberarea de ciuperci care transportă o toxină mortală de insecte ridică îngrijorări cu privire la vătămarea neintenționată a insectelor „care nu țintesc”. Metarhizium ciupercile infectează doar o gamă mică de insecte și experimente în care insectele nu vizează, cum ar fi albinele, au fost infectate atât cu GM, cât și ciupercile nemodificate nu au afectat supraviețuirea albinelor. Chiar dacă gena și-ar găsi drumul în ciuperci care infectează oamenii - un scenariu extrem de puțin probabil - nu ar avea niciun efect asupra noastră, deoarece toxina funcționează doar asupra insectelor.

Restricționarea răspândirii genei care produce toxina hibridă în alte organisme decât Metarhizium ciupercile sunt o altă preocupare potențială. O măsură de siguranță ar putea fi adăugarea comutatoare genetice care reduc supraviețuirea a ciupercii în afara mediului interior. Dar există și câteva caracteristici inerente ale Metarhizium ciuperci - cum ar fi sporii lor mari, ne-aerieni și sensibili la lumină ultravioletă - care reduc șansele de dispersare.

Deși promițătoare, această strategie de otrăvire esențială a țânțarilor cu ciuperci modificate genetic nu este garantată. Tantarii ar putea evolua rezistenta la aceasta. Dar cu sute de mii de oameni care mor în fiecare an în acest joc mortal împotriva agenților patogeni, poate singura certitudine este că, la fel ca adversarii noștri, va trebui să continuăm să ne dezvoltăm și strategiile.Conversaţie

Despre autor

Antonis Rokas, catedra Cornelius Vanderbilt în științe biologice și profesor de științe biologice și informatică biomedicală, Universitatea Vanderbilt

Acest articol este republicat de la Conversaţie sub licență Creative Commons. Citeste Articol original.

cărți_mediu

Ați putea dori, de asemenea

LIMBI DISPONIBILE

Engleză afrikaans Arabă Chineză (simplificată) Chineză (tradițională) daneză Olandeză Filipineză Finlandeză Franceză Germană Greacă ebraică hindi Maghiară Indoneziană Italiană Stil Japonez Coreeană malaezian norvegiană persană Poloneză portugheză Română Rusă Spaniolă Swahili Suedeză Thailandeză Turcă ucrainean urdu Vietnameză

urmează InnerSelf pe

facebook iconstare de nervozitate iconyoutube iconpictograma instagrampictogramă pintrestrss icon

 Obțineți cele mai recente prin e-mail

Revista săptămânală Inspirație zilnică

Atitudini noi - Noi posibilități

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | Piața InnerSelf
Drepturi de autor © 1985 - 2021 InnerSelf Publications. Toate drepturile rezervate.