Una zanzara del genere Anopheles geneticamente modificata, incapace di trasmettere la malaria, è stata creata in un laboratorio della Facoltà di Agraria dell'Università dell'Arizona
Un'equipe di entomologi dell'Università dell'Arizona manipolando il codice genetico (DNA) di Anopheles stephensi, una zanzara del genere Anopheles, diffusa nel sub-continante indiano, è riuscita ad indurre in essa la completa incapacità di trasmettere all'uomo il protozoo patogeno Plasmodium, vettore della malaria.
Come riferisce la fonte, una volta che il plasmodio è giunto all'interno del mesentero (tratto intermedio del tubo digerente) della zanzara esso entra in azione e lascia il tratto digerente per entrare nell'organismo della zanzara. Durante questa fase la reazione del sistema immunitario dell'insetto elimina molte delle cellule del protozoo; quelle sopravvissute si attaccano sull'esterno della parete intestinale dell'insetto e si trasformano in oocisti, le quali a loro volta dopo 12 giorni divengono 'sporozoiti' e quindi si spostano nelle ghiandole salivari, in attesa di essere trasmesse alla vittima di un successivo pasto di sangue.
Come segnala il
Prof.Michael Riehle, direttore del gruppo di ricerca, docente di Entomologia alla
Facoltà di Agricoltura e Scienze della Vita dell'Università dell'Arizona e membro dell'
Istituto BIO5: 'Una zanzara trasmette in media 40 sporozoiti, ma ne è sufficiente solo uno per infettare un essere umano e originare una nuova vittima della malaria'. Un attacco di malaria si sviluppa in corrispondenza della riproduzione del plasmodio che libera nuovi individui unicellulari all'interno del sangue del suo ospite e la gravità dell'attacco dipende dalla specie di protozoo coinvolta.
Riferisce Riehle: 'Solo due specie di Plasmodio causano le terribili ricadute della malattia. Una di esse, il Plasmodium vivax, può rimanere quiescente nel fegato per 10 -15 anni, ma attualmente sono disponibili farmaci in grado di colpirlo nel fegato, così come nelle cellule del sangue'.
Per molto tempo i ricercatori avevano tentato di indurre nelle zanzare del genere Anopheles l'incapacità di trasmettere il Plasmodio, ma gli sforzi finora compiuti non erano stati in grado di ottenere un pieno risultato, ma solo una diminuzione del numero di plasmodi mediamente trasmessi.
I ricercatori dell'equipe diretta dal Prof. Riehle hanno manipolato, durante il loro studio, il genoma di Anopheles stephensi, con l'obbiettivo di contribuire a ridurre la probabilità di trasmissione del plasmodio in occasione di un suo pasto di sangue. A tal fine hanno progettato, con tecniche di biologia molecolare, una porzione di codice genetico, che avesse anche la capacità di inserirsi da solo in un sito obbiettivo posto all'interno del genoma della zanzara. Il percorso di questo gene è iniziato tramite la sua iniezione all'interno di uova della zanzara.
Il gene progettato a tavolino una volta inseritosi nel genoma della zanzara ha determinato una manipolazione di un gene regolatore, che ha così modulato su 'sempre accesso' uno specifico enzima (denominato Akt), che, funzionando come una molecola messaggera, controlla alcune importanti attività metaboliche all'interno del corpo della zanzara ed in particolare il tasso di crescita e la risposta immunitaria.
Le nuove generazioni portatrici di questa informazione genetica alterata, si supponeva, avrebbero quindi manifestato alterazioni metaboliche influenti sullo sviluppo larvale, sulla risposta immunitaria, o sulla durata della vita della zanzara. In particolare il gruppo di ricerca del Prof.Riehle contava di riuscire ad accentuare la reazione immunitaria della zanzara alla presenza del plasmodio nel suo organismo, oppure di rendere più rapida la crescita dell'insetto per ridurre la durata della sua vita, che mediamente è di 2 settimane, considerando che solo le zanzare più anziane sarebbero in grado di trasmettere il patogeno.
Il risultato conseguito è invece stato stupefacente nella sua casualità, come ammette il Prof.Michael Riehle: 'Siamo rimasti sorpresi di quanto tutto ciò abbia ben funzionato. Noi speravamo solo di vedere un qualche effetto sul tasso di crescita, sulla durata del periodo di vita delle zanzare, o sulla loro suscettibilità al parassita, ma è stato grandioso vedere che il nostro gene manipolato ha bloccato completamente il processo di infezione'.
Le tecniche di manipolazione genetica di individui (di parassiti delle colture, o in questo caso di organismi patogeni per l'uomo), con l'obbiettivo di sviluppare popolazioni in grado di trasmettere tale alterazione genomica ad altri individui sono denominate 'tecniche di lotta autocida'. Esse più genericamente puntano a causare la morte del parassita, la sua incapacità di riprodursi, o in questo caso l'incapacità di trasmettere il plasmodio. Il percorso che separa questa scoperta dalla fase applicativa, è quindi intuibile, è ancora lungo, ma la strada da percorrere pare ora tracciata in modo abbastanza chiaro.
Riferisce Riehle: 'La domanda è: Cosa possiamo fare per trasformare un buon vettore in un cattivo vettore? Lo scenario di eradicazione richiede tre elementi: un gene che disturba lo sviluppo del parassita nella zanzara, una tecnica genetica per portare quel gene nel genoma dell'insetto ed un meccanismo che permetta alla zanzara modificata un vantaggio rispetto alla popolazione naturale, cosicché la possa sostituire con il trascorrere del tempo'. Egli ha aggiunto: 'Il terzo requisito si presenta, fra i tre, come il più difficile da realizzare' e questo è il motivo per il quale il suo gruppo di ricerca ha deciso di aggredire subito i primi due. In attesa di conseguire anche l'ultimo di questi tre obbiettivi, la zanzara geneticamente modificata viene custodita in un laboratorio ultra sicuro, ambiente completamente isolato dal mondo esterno.
La ricerca è sta sovvenzionata dall'Istituto Nazionale per la Salute ed è stata pubblicata nel numero del 15 luglio di 'Biblioteca Pubblica di Scienza dei Patogeni'.
Fonte/i: Università dell'Arizona, Facoltà di Agricoltura e Scienze della Vita
Autore dell'articolo:
Luca Federico Fianchini, 31 luglio 2010
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