Gli scienziati hanno progettato zanzare che rallentano la crescita dei parassiti che causano la malaria nell'intestino, prevenendo la trasmissione della malattia agli esseri umani.

La modificazione genetica fa sì che le zanzare producano composti nelle loro viscere che bloccano la crescita dei parassiti, il che significa che è improbabile che raggiungano le ghiandole salivari delle zanzare e si trasmettano in un morso prima che gli insetti muoiano.

Finora, la tecnica ha dimostrato di ridurre drasticamente la possibilità di diffusione della malaria in laboratorio, ma se dimostrata sicura ed efficace in contesti reali potrebbe offrire un nuovo potente strumento per aiutare a eliminare la malaria.

L'innovazione, dai ricercatori del team Transmission:Zero dell'Imperial College London, è progettata in modo da poter essere accoppiata con la tecnologia "gene drive" esistente per diffondere la modifica e ridurre drasticamente la trasmissione della malaria. Il team sta esaminando le prove sul campo, ma testerà a fondo la sicurezza della nuova modifica prima di combinarla con un gene drive per i test nel mondo reale.

I collaboratori dell'Institute for Disease Modeling presso la Bill and Melinda Gates Foundation hanno anche sviluppato un modello che, per la prima volta, può valutare l'impatto di tali modifiche se utilizzato in una varietà di contesti africani. Hanno scoperto che la modifica sviluppata dal team Transmission:Zero potrebbe essere un potente strumento per ridurre i casi di malaria anche dove la trasmissione è elevata.

I risultati della tecnologia di modifica in laboratorio e della modellazione sono pubblicati oggi in Science Advances .

Ritardo dello sviluppo dei parassiti

La malaria rimane una delle malattie più devastanti del mondo, mettendo a rischio circa la metà della popolazione mondiale. Solo nel 2021 ha infettato 241 milioni e ucciso 627.000 persone, per lo più bambini di età inferiore ai cinque anni nell'Africa subsahariana.

Il co-primo autore dello studio, il dottor Tibebu Habtewold, del Dipartimento di scienze della vita dell'Imperial, afferma che "dal 2015 i progressi nella lotta alla malaria si sono bloccati. Le zanzare e i parassiti che trasportano stanno diventando resistenti agli interventi disponibili come gli insetticidi. e trattamenti, e il finanziamento si è stabilizzato. Abbiamo bisogno di sviluppare nuovi strumenti innovativi."

La malattia viene trasmessa tra persone dopo che una zanzara femmina ha morso una persona infetta dal parassita della malaria. Il parassita si sviluppa quindi nella sua fase successiva nell'intestino della zanzara e viaggia verso le sue ghiandole salivari, pronto a infettare la prossima persona che la zanzara punge.

Tuttavia, solo il 10% circa delle zanzare vive abbastanza a lungo da consentire al parassita di svilupparsi abbastanza da essere infettivo. Il team mirava ad aumentare ulteriormente le probabilità, estendendo il tempo necessario allo sviluppo del parassita nell'intestino.

Il team Transmission:Zero ha modificato geneticamente la principale specie di zanzara portatrice della malaria nell'Africa subsahariana:Anopheles gambiae. Sono stati in grado di fare in modo che quando la zanzara prende un pasto di sangue, produca due molecole chiamate peptidi antimicrobici nelle sue viscere. Questi peptidi, originariamente isolati dalle api mellifere e dalle rane artigliate africane, compromettono lo sviluppo del parassita della malaria.

Ciò ha causato un ritardo di alcuni giorni prima che il successivo stadio del parassita potesse raggiungere le ghiandole salivari della zanzara, momento in cui si prevede che la maggior parte delle zanzare in natura muoia. I peptidi agiscono interferendo con il metabolismo energetico del parassita, che ha anche qualche effetto sulla zanzara, facendo sì che abbiano una vita più breve e diminuendo ulteriormente la loro capacità di trasmettere il parassita.

Co-prima autrice dello studio Astrid Hoermann, del Dipartimento di Scienze della Vita dell'Imperial, afferma che "per molti anni cerchiamo inutilmente di produrre zanzare che non possono essere infettate dal parassita o che possono eliminare tutte le parassiti con il loro sistema immunitario. Ritardare lo sviluppo del parassita all'interno della zanzara è un cambiamento concettuale che ha aperto molte più opportunità per bloccare la trasmissione della malaria dalle zanzare all'uomo."

Diffondere la modifica

Per utilizzare la modificazione genetica per prevenire la diffusione della malaria nel mondo reale, è necessario diffonderla dalle zanzare allevate in laboratorio a quelle selvatiche. Il normale incrocio lo diffonderebbe in una certa misura, ma poiché la modifica ha un "costo di fitness" sotto forma di durata della vita ridotta, sarebbe probabilmente eliminata rapidamente grazie alla selezione naturale.

Il gene drive è un ulteriore trucco genetico che può essere aggiunto alle zanzare che farebbero ereditare preferenzialmente la modificazione genetica antiparassitaria, rendendola più diffusa tra le popolazioni naturali.

Poiché questa strategia è così nuova, richiederebbe una pianificazione estremamente attenta per ridurre al minimo i rischi prima di qualsiasi prova sul campo. Il team Transmission:Zero sta quindi creando due ceppi separati ma compatibili di zanzare modificate:uno con la modifica antiparassitaria e uno con il gene drive.

Possono quindi testare prima la modifica antiparassitaria da soli, aggiungendo il gene drive solo una volta che si è dimostrato efficace.

Il co-autore principale Dr. Nikolai Windbichler, del Dipartimento di scienze della vita dell'Imperial, afferma che "ora mirano a verificare se questa modifica può bloccare la trasmissione della malaria non solo utilizzando i parassiti che abbiamo allevato in laboratorio, ma anche da parassiti che hanno umani infetti. Se questo si rivelerà vero, saremo pronti a portarlo in prove sul campo entro i prossimi due o tre anni".

Un'altra arma nell'arsenale

Con i partner in Tanzania, il team ha creato una struttura per generare e gestire zanzare geneticamente modificate e condurre alcuni primi test. Questi includono la raccolta di parassiti dagli scolari infetti localmente, per garantire che la modifica funzioni contro i parassiti che circolano nelle comunità interessate.

Stanno anche valutando completamente il rischio di eventuali rilasci di zanzare modificate, tenendo conto di eventuali rischi potenziali e assicurandosi che abbiano il consenso della comunità locale. Ma sperano che il loro intervento possa alla fine aiutare a sradicare la malaria.

Il co-autore principale, il professor George Christophides, del Dipartimento di scienze della vita dell'Imperial, afferma che "la storia ci ha insegnato che non esiste una pallottola d'argento quando si tratta di controllare la malaria, quindi dovremo usare tutte le armi che abbiamo a nostra disposizione smaltimento e generarne ancora di più. Il gene drive è un'arma così potente che, in combinazione con farmaci, vaccini e controllo delle zanzare, può aiutare a fermare la diffusione della malaria e salvare vite umane". + Esplora ulteriormente

La semplice modificazione genetica mira a fermare la diffusione della malaria da parte delle zanzare