A modificação genética faz com que os mosquitos produzam compostos em seus intestinos que impedem o crescimento dos parasitas, o que significa que é improvável que eles atinjam as glândulas salivares dos mosquitos e sejam transmitidos em uma mordida antes que os insetos morram.

Até agora, a técnica demonstrou reduzir drasticamente a possibilidade de propagação da malária em um ambiente de laboratório, mas, se comprovada como segura e eficaz em ambientes do mundo real, pode oferecer uma nova ferramenta poderosa para ajudar a eliminar a malária.

A inovação, por pesquisadores da equipe Transmission:Zero do Imperial College London, foi projetada para que possa ser acoplada à tecnologia de 'gene drive' existente para espalhar a modificação e reduzir drasticamente a transmissão da malária. A equipe está olhando para testes de campo, mas testará minuciosamente a segurança da nova modificação antes de combiná-la com uma unidade genética para testes do mundo real.

Colaboradores do Instituto de Modelagem de Doenças da Fundação Bill e Melinda Gates também desenvolveram um modelo que, pela primeira vez, pode avaliar o impacto de tais modificações se usado em vários contextos africanos. Eles descobriram que a modificação desenvolvida pela equipe Transmission:Zero poderia ser uma ferramenta poderosa para reduzir os casos de malária, mesmo onde a transmissão é alta.

Os resultados da tecnologia de modificação no laboratório e a modelagem são publicados hoje na Science Advances .

A malária continua sendo uma das doenças mais devastadoras do mundo, colocando em risco cerca de metade da população mundial. Somente em 2021, infectou 241 milhões e matou 627.000 pessoas, principalmente crianças com menos de cinco anos na África Subsaariana.

O coautor do estudo, Dr. Tibebu Habtewold, do Departamento de Ciências da Vida do Imperial, disse: "Desde 2015, o progresso no combate à malária estagnou. Os mosquitos e os parasitas que eles carregam estão se tornando resistentes às intervenções disponíveis, como inseticidas e tratamentos, e o financiamento estagnou. Precisamos desenvolver novas ferramentas inovadoras."

A doença é transmitida entre as pessoas depois que um mosquito fêmea pica alguém infectado com o parasita da malária. O parasita então se desenvolve em seu próximo estágio no intestino do mosquito e viaja para suas glândulas salivares, pronto para infectar a próxima pessoa que o mosquito picar.

No entanto, apenas cerca de 10% dos mosquitos vivem o suficiente para que o parasita se desenvolva o suficiente para ser infeccioso. A equipe pretendia aumentar ainda mais as chances, estendendo o tempo que leva para o parasita se desenvolver no intestino.

A equipe Transmission:Zero modificou geneticamente a principal espécie de mosquito transmissor da malária na África Subsaariana: Anopheles gambiae. Eles conseguiram fazer com que, quando o mosquito se alimentasse de sangue, produzisse duas moléculas chamadas peptídeos antimicrobianos em suas entranhas. Esses peptídeos, originalmente isolados de abelhas e rãs africanas, prejudicam o desenvolvimento do parasita da malária.

Isso causou alguns dias de atraso antes que o próximo estágio do parasita pudesse atingir as glândulas salivares do mosquito, quando a maioria dos mosquitos na natureza deve morrer. Os peptídeos atuam interferindo no metabolismo energético do parasita, o que também tem algum efeito sobre o mosquito, fazendo com que ele tenha uma vida útil mais curta e diminuindo ainda mais sua capacidade de transmitir o parasita.

A coautora do estudo, Astrid Hoermann, do Departamento de Ciências da Vida do Imperial, disse: “Por muitos anos, tentamos sem sucesso criar mosquitos que não podem ser infectados pelo parasita ou que podem limpar todos os parasitas com seu sistema imunológico. Atrasar o desenvolvimento do parasita dentro do mosquito é uma mudança conceitual que abriu muito mais oportunidades para bloquear a transmissão da malária de mosquitos para humanos.”

Para usar a modificação genética para evitar a propagação da malária no mundo real, ela precisa ser transmitida de mosquitos criados em laboratório para mosquitos selvagens. O cruzamento normal o espalharia até certo ponto, mas como a modificação tem um "custo de aptidão" na forma de vida útil reduzida, provavelmente seria rapidamente eliminada graças à seleção natural.

Gene drive é um truque genético adicional que pode ser adicionado aos mosquitos que faria com que a modificação genética antiparasitária fosse preferencialmente herdada, fazendo com que ela se espalhasse mais amplamente entre quaisquer populações naturais.

Como essa estratégia é tão nova, exigiria um planejamento extremamente cuidadoso para minimizar os riscos antes de qualquer teste de campo. A equipe Transmission:Zero está, portanto, criando duas linhagens separadas, mas compatíveis de mosquitos modificados – uma com a modificação antiparasitária e outra com a unidade genética.

Eles podem então testar a modificação antiparasitária por conta própria primeiro, apenas adicionando o gene drive uma vez que tenha se mostrado eficaz.

O coautor principal Dr. Nikolai Windbichler , do Departamento de Ciências da Vida do Imperial, disse: “Agora estamos com o objetivo de testar se essa modificação pode bloquear a transmissão da malária não apenas usando parasitas que criamos em laboratório, mas também de parasitas que infectaram humanos. Se isso for verdade, estaremos prontos para levar isso a testes de campo nos próximos dois a três anos”.

Com parceiros na Tanzânia, a equipe montou uma instalação para gerar e lidar com mosquitos geneticamente modificados e realizar alguns primeiros testes. Isso inclui a coleta de parasitas de crianças em idade escolar infectadas localmente, para garantir que a modificação funcione contra os parasitas que circulam nas comunidades relevantes.

Eles também estão avaliando totalmente os riscos de qualquer possível liberação de mosquitos modificados, levando em consideração quaisquer perigos potenciais e certificando-se de que eles tenham a adesão da comunidade local. Mas eles estão esperançosos de que sua intervenção possa ajudar a erradicar a malária.

O coautor principal, professor George Christophides , do Departamento de Ciências da Vida do Imperial, disse: “A história nos ensinou que não há bala de prata quando se trata de controle da malária, portanto, teremos que usar todas as armas que temos à nossa disposição. descartar e gerar ainda mais.

“A transmissão genética é uma arma tão poderosa que, em combinação com medicamentos, vacinas e controle de mosquitos, pode ajudar a impedir a propagação da malária e salvar vidas humanas”.

O trabalho foi financiado pela Fundação Bill e Melinda Gates.