Kissing bugs, vektor for Chagas sygdom, genredigeret med succes for første gang

Kyssende bugs, eller triatomin bugs, er den primære vektor for Chagas sygdom, et stort folkesundhedsproblem i Central- og Sydamerika og endda det sydlige USA. Men der er ikke mange gode behandlingsmuligheder tilgængelige, hvilket betyder, at for at stoppe spredningen af ​​den potentielt livstruende sygdom, er det vigtigt at kontrollere de organismer, der bærer parasitten.

Ny forskning fra et internationalt hold, herunder en forsker fra Penn State, viser - for første gang - brugen af ​​CRISPR-Cas9-genredigering til at kysse bugs og åbner døren til forskning i anvendte strategier for Chagas sygdomsbekæmpelse. Deres resultater vises i apriludgaven af ​​The CRISPR Journal .

"Folk har forsøgt at lave CRISPR og genteknologi i triatomin-fejl i lang tid, men ingen har været i stand til at gøre det, fordi traditionelle metoder er meget vanskelige i disse bugs," sagde Jason Rasgon, Dorothy Foehr Huck og J. Lloyd Huck Uddannet lærestol i sygdomsepidemiologi og bioteknologi og medforfatter til undersøgelsen.

"De sidste seks år har vi udviklet værktøjer til at genmodificere svære organismer. Her viste vi, at man kunne genetisk modificere dette vektorinsekt. Vores teknologi har potentiale til at gøre genredigering mere effektiv, nemmere og billigere inden for en bred vifte af dyr."

Når det kommer til genredigering, udfører forskere typisk det, der kaldes embryonale mikroinjektioner, ved at injicere CRISPR-genredigeringsmaterialet direkte i embryoner. Men teknikken involverer dyrt udstyr og kan være ineffektiv uden nogen garanti for, at genteknologien vil virke. Denne teknik er også vanskelig til at kysse insekter, fordi deres æg er for svære at gennembore.

"I stedet har vi udviklet en teknologi - Receptor-Mediated Ovary Transduction of Cargo eller 'ReMOT Control' - hvor du kan injicere materialerne direkte i moderens kredsløb og guide det materiale til de udviklende æg," sagde Rasgon. "Det svarer til at injicere hvert eneste æg i hendes krop på samme tid."

Holdets mål var at udføre et proof-of-concept af ReMOT Control-teknologien i triatomin-fejl. De målrettede gener forbundet med øjenfarve og neglebånd, eller udvendig dækning, farve. Efter at have injiceret den kvindelige kyssefejl, undersøgte holdet afkommet for at se, om de havde ændret øjen- eller neglebåndsfarve. De synlige ændringer indikerede, at de genetiske redigeringer var vellykkede, og de målrettede gener blev slettet.

Kyssebugs er også et modelsystem til at studere insektfysiologi. Udviklingen af ​​denne nye protokol vil give forskerne mulighed for at undersøge grundlæggende biologiske spørgsmål om insekter og sygdomsoverførsel, sagde forskerne.

"Dette har vigtige konsekvenser for grundforskning, men det bringer også triatomin-fejl og Chagas sygdom ind i samtaler om genetiske teknologier til kontrol af vektorbårne patogener," sagde Rasgon. "Vi er på nippet til at have teknologien og værktøjerne til rådighed for at kunne gøre det."

Andre forfattere på papiret omfatter:Helena Araujo, Leonardo Lima, Mateus Berni, Jamile Mota, Daniel Bressan, Alison Julio og Robson Cavalcante fra Institute for Biomedical Sciences, Federal University of Rio de Janeiro; Vanessa Macias fra Institut for Biologiske Videnskaber, University of North Texas; og Ethan Bier og Zhiqian Li fra Department of Cell and Developmental Biology, University of California, San Diego.

Flere oplysninger: Leonardo Lima et al., Genredigering i Chagas Disease Vector Rhodnius prolixus af Cas9-Mediated ReMOT Control, The CRISPR Journal (2024). DOI:10.1089/crispr.2023.0076

Leveret af Pennsylvania State University