Nasza rosnąca wiedza na temat edycji genów za pomocą metody CRISPR/Cas-9 pozwala nam na coraz śmielsze poczynania, jeśli chodzi o modyfikacje genetyczne insektów odpowiedzialnych za roznoszenie chorób. Od jakiegoś czasu naukowcy eksperymentują na przykład z modyfikacjami kodu genetycznego komarów, aby pozbawić je możliwości roznoszenia malarii. I wygląda na to, że podobną sztuczkę uda się wykonać na kleszczach odpowiedzialnych za rozprzestrzenianie boreliozy.
Modyfikowane genetycznie komary, które nie roznoszą malarii nie są zbyt interesująca kwestią na naszym kontynencie. A przynajmniej nie tak jak borelioza przenoszona przez kleszcze, których w ostatnich, bardzo ciepłych latach, jest coraz więcej. Każdy właściciel wychodzącego czworonoga zapewne to potwierdzi. Do niedawna jednak naukowcy uważali, że modyfikacje genetyczne kleszczy to proces zbyt trudny do wykonania. Na szczęście ktoś uparł się, że jednak da się to zrobić.
Czytaj również: Czy Pentagon użył kleszczy jako broni biologicznej?
Cała trudność sprowadza się do irytujących właściwości jajeczek, w których rozwijają się zarodki kleszczy. Nie dość, że jajeczka te mają bardzo twardą warstwę zewnętrzną, pokrytą dodatkowo warstwą wosku produkowaną przez samice za pomocą narządu o nazwie Gené (jeśli istnieje jego polska nazwa to proszę mnie poprawić), to jeszcze wewnątrz samego jajeczka panuje dość wysokie ciśnienie. Chyba nie muszę tłumaczyć co stałoby się po przekłuciu takiego jajeczka?
Pomimo ich zdolności do nabywania i przekazywania szeregu wyniszczających patogenów, badania nad kleszczami pozostają daleko w tyle za badaniami innych stawonogów, takich jak komary. Głównie z powodu wyzwań związanych z zastosowaniem dostępnych narzędzi genetycznych i molekularnych
– mówi Monika Gulia-Nuss starszy autor omawianego badania i biolog molekularny na Uniwersytecie Nevada w Reno.
Genetycznie modyfikowane kleszcze – to możliwe
Gulia-Nuss i jej zespół badawczy, w skład którego wchodzili naukowcy z University of Maryland i Penn State University, uważają, że w końcu udało im się rozwiązać kwestie techniczne związane z modyfikacją genomu kleszczy. Pierwszym krokiem było usunięcie narządu Gené, aby zapobiec tworzeniu się woskowej powłoki. Następnie, same jajeczka zostały potraktowane chlorkiem benzalkonium i chlorkiem sodu, dzięki czemu udało się wyeliminować twardą warstwę ochronną, jak i obniżyć ciśnienie wewnątrz jaj.
Byliśmy w stanie dokładnie przeanalizować ciężarne samice kleszczy, aby chirurgicznie usunąć narząd odpowiedzialny za powlekanie jaj woskiem. Tak zmodyfikowane samice nadal były w stanie składać żywe jajeczka. Jajeczka pozbawione woskowej warstwy ochronnej umożliwiły wstrzyknięcie zarodkom kleszczy materiałów niezbędnych do modyfikacji genomu. Kolejną kwestią było ustalenie w jakim czasie rozwija się zarodek kleszcza – tak niewiele wiadomo o ich embriologii – a potrzebowaliśmy tej wiedzy do ustalenia dokładnego czasu wprowadzenia CRISPR-Cas9
– tłumaczy Gulia-Nuss.
Wszystko jednak potoczyło się zgodnie z planem. Zespół był w stanie wstrzyknąć do jaj molekularne nożyczki CRISPR-Cas9 i za ich pomocą usunął dwa różne geny. Zabieg ten poskutkował 10 proc. wskaźnikiem przeżywalności tak zmodyfikowanych zarodków. W oddzielnym badaniu, naukowcy wykorzystali inną formę CRISPR-Cas9 do wstrzyknięcia peptydu ciężarnym samicom kleszczy, dostarczając kompleks do rozwijających się jajników w celu edycji genomu potomstwa. Ta wcześniej opracowana technologia, zwana ReMOT Control, pozwoliła przetrwać wszystkim kleszczom.
Powyższe badania dotyczyły oczywiście tylko i wyłącznie kwestii technicznych. Kolejnym i ostatecznym krokiem będzie identyfikacja genów, których usunięcie uniemożliwi kleszczom przenoszenie boreliozy. Na razie dowiedzieliśmy się, że tego rodzaju zabieg jest w ogóle możliwy.
