Combaterea bolilor umane cu anticoncepționale pentru... țânțari!

În funcție de locul în care trăiți, ciupitura de țânțar poate fi chiar mortală. La nivel mondial, peste 500 de milioane de persoane suferă de boli transmise de aceste insecte care hrănesc sânge, inclusiv malaria, Febra Dengue, Zika și West Nile, iar aproape un milion de decese sunt atribuite în fiecare an bolilor transmise de țânțari.

Cercetătorii de la Universitatea din Arizona au descoperit o proteină la țânțari, care este critică pentru procesul de producție de ouă viabile și ar putea deschide calea pentru controlul înmulțirii acestora. Când cercetătorii au blocat selectiv activitatea proteinei - pe care au numit-o Eggshell Organizing Factor 1 sau EOF-1 - la țânțarii de sex feminin, aceștia au pus ouă cu coajă defectă, ducând la moartea embrionilor din interior.

În raportul lor, publicat în jurnalul cu acces liber PLoS Biology, pe 8 ianuarie, echipa a arătat că EOF-1 există numai în țânțari. Prin urmare, orice medicament dezvoltat pentru a face proteina disfuncțională ar afecta numai țânțarii și niciun alt organism.

Echipa, condusă de Jun Isoe, cercetător în laboratorul lui Roger Miesfeld, un profesor universitar la de la Universitatea din Arizona și șef al Departamentului de Chimie și Biochimie, crede că abordarea acestei proteine ar putea oferi o modalitate de a întrerupe formarea oului de țânțar și de a reduce populațiile de insecte din zone unde transmit boli umane, fără a afecta insectele benefice cum ar fi albinele.

E o proteină specifică țânțarilor femelă

„Am căutat în mod specific gene care au fost unice pentru țânțari și apoi testate pentru rolul lor funcțional în sinteza de coajă de ouă", spune Isoe. „Credem că există alte descoperiri care trebuie făcute utilizând aceeași abordare orientată spre specii".

Isoe a folosit mai întâi o abordare bioinformatică pentru a căuta și a identifica gene care sunt unice pentru țânțari. Pentru niciuna dintre aceste gene nu se cunoștea anterior funcția. Echipa de cercetare a creat apoi mici molecule de ARN care inhibă în mod specific fiecare dintre codurile genetice ale proteinelor. Cunoscută ca interferență ARN sau ARNi, tehnica funcționează prin suprimarea moleculelor de ARN mesager care servesc drept planuri pentru proteine.

Concentrându-se, pe rând, pe genele candidate identificate anterior, moleculele ARNi au fost injectate în țânțari femele chiar înainte ca acestea să ia o masă de sânge. Doar femelele țânțar înțeapă, întrucât au nevoie de sânge pentru a produce ouă; masculii preferă florile, de unde se hrănesc cu nectar. Odată ce o femelă țânțar a supt sânge, foliculii ei se dezvoltă și în trei zile depune ouă.

Fiecare țânțar a fost testat individual pentru a vedea dacă are descendenți viabili. Din cele 40 de gene specifice ale țânțarilor testate de echipă, s-a constatat că numai una, gena EOF-1, a perturbat formarea coajei de ouă și a dus la moartea embrionilor.

Poate fi transformată într-un soi de anticoncepțional

Un țânțar de sex feminin are nevoie de o a doua masă de sânge pentru a produce următorul lot de ouă fertilizate. De obicei, efectele injectării ARNi afectează doar un singur ciclu de ouă, dar în cazul EOF-1, cercetătorii au fost surprinși să constate că femelele tratate nu mai pot produce ouă viabile pentru restul vieții lor, adică între 2 și 3 săptămâni, chiar și după trei mese de sânge consecutive.

„Acest efect permanent face proteina EOF-1 o țintă foarte atractiva pentru a crea un medicament", spune Miesfeld.
Imaginile obținute la microscopul electronic au arătat că, atunci când țânțarii sunt deficienți în proteina EOF-1, femelele depun ouăle cu cochilii anormale. Deși funcția exactă a proteinei rămâne de elucidat, Isoe și Miesfeld consideră că EOF-1 ar putea acționa ca un comutator principal la debutul capacității insectelor de a produce ouă viabile ca răspuns la o masă de sânge.

Bazându-se pe aceste rezultate, echipa prevede o strategie care folosește medicamente cu moleculă mică ce interferează selectiv cu proteina EOF-1 de la țânțarii din zone ale lumii în care predomină bolile umane transmise de aceștia, rezultând ouă care din care nu vor ecloza larve.

„Credem că această strategie poate avea șanse mult mai mici de a dăuna altor organisme decât ceea ce se folosește astăzi", spune Miesfeld. „De pe vremea DDT-ului, am știut că prin controlul populației de țânțari reducem incidența bolilor umane. Aceasta ar putea fi un instrument de generație viitoare care ar putea fi aplicat la plasele de pat și alte zone frecventate de țânțari".

Nu toate speciile de țânțari sunt periculoase

Dintre cele peste 3.500 de specii de țânțari care trăiesc de-a lungul tuturor continentelor, cu excepția Antarcticii, trei genuri se remarcă în mod special ca purtători ai bolilor umane: Țânțarii din genul Aedes transmit virusurile febrei galbene, Dengue, Chikungunya și Zika; Virusul West Nile este răspândit de țânțarii Culex; și țânțarii Anopheles sunt purtători ai malariei. Pentru a se asigura că distrugerea EOF-1 nu a fost specifică țânțarilor de laborator, Isoe a testat-o pe o tulpină de țânțari Aedes aegypti, colectată de la populațiile sălbatice din zona Tucson, și a descoperit că ouăle lor sunt afectate în mod similar.

„Inhibitorii disponibili în prezent pentru a controla țânțarii au fost folosiți de atâtea ori încât dăunătorii devin rezistenți la ei", spune Miesfeld într-un material dat publicității de Universitatea Arizona. „Ideea noastră este să combați populațiile lor la un nivel în care poți rupe ciclul de transmitere a bolii între țânțari și oameni".

Ca un prim pas spre transformarea descoperirii într-o aplicație care ar putea fi comercializată, echipa a depus un brevet provizoriu privind procesul de descoperire specific speciilor, prin intermediul biroului de transfer tehnologic al UA, Tech Launch Arizona.

Studiul, integral (open acces), poate fi consultat AICI.