Паратрансгенеза

Паратрансгенеза ― техника која се обидува да елиминира патоген од векторските населенија преку трансгенеза на симбионт на векторот. Целта на оваа техника е да бидат контролирани векторските болести. Првиот чекор е да бидат идентификувани белковините кои го спречуваат векторскиот вид да го пренесе патогенот. Гените кои ги кодираат овие протеини потоа се воведуваат во симбионтот, така што тие можат да бидат изразени во векторот. Последниот чекор во стратегијата е да бидат воведени овие трансгенски симбиони во векторски населенија во дивината. Една од употребата на оваа техника е да се спречи смртноста кај луѓето од болести кои се пренесуваат од инсекти. Спречувачките методи и тековните контроли против болестите што се пренесуваат преку вектор зависат од инсектицидите, иако некои сорти комарци може да бидат отпорни на нив. Постојат и други начини за нивно целосно отстранување. „Паратрансгенезата се насочува на користење на генетски модифицирани симбиони на инсекти за да бидат изразени молекули во векторот кои се штетни за патогените што тие ги пренесуваат“. Киселите бактерии ''Asaia symbionts'' се корисни во нормалниот развој на ларвите од комарци; сепак, не е познато што им прават симбионите на ''Asaia'' на возрасните комарци.
Првиот пример на оваа техника користел ''Rhodnius prolixus'' кој е поврзан со симбионтот ''Rhodococcus rhodnii''. ''R. prolixus'' е важен инсект-вектор на Шагасовата болест која е предизвикана од ''Trypanosoma cruzi''. Стратегијата била да се модифициран ''R. rhodnii'' за да бидат изразени белковини како што е Cecropin A кои се токсични за ''T. cruzi'' или кои го блокираат преносот на ''T. cruzi''.
Се прават обиди и кај мувите цеце кои користат бактерии и кај комарците со маларија користејќи габи, вируси, или бактерии.
1 Употреба
Иако употребата на паратрансгенезата може да послужи за многу различни цели, една од главните цели е „кршење на циклусот на болеста“. Оваа студија се насочува на опитите со мувите цеце и трипанозоми, кои предизвикуваат спиечка болест во Потсахарска Африка. Биологијата за пренос на мувата цеце била проучувана за да биде научено како таа ја пренесува болеста. Ова било направено за да биде најден најдобриот начин за користење на паратрансгенезата, што може да помогне во решавањето на преносот. Во овој случај, паратрансгенезата била искористена за да бидат создадени трипаноциди кои го запираат преносот на трипанозоми во векторот на цеце мувата.
Друга болест предизвикана од пренесувањето на комарците на луѓето е маларијата. Ова е тековен здравствен проблем бидејќи нема ефикасна вакцина и маларијата е смртоносна. „Развојот на иновативни контролни мерки е императив за намалување на преносот на маларија“. Во оваа студија, било откриено дека при користење на паратрансгенезата на Asaia (gfp) кај овие комарци, има помали шанси за болеста. Тие користат противпатогени ефекторни молекули.
Друг пример е кај пчелите. Студијата направена во 2012 година покажала дека користењето бактерии од млечна киселина може да го подобри или помогне во здравјето и варењето на пчелата. Ова е различна употреба на паратрансгенезата и било предложено бидејќи Lactobacillus била лесна цел за паратрансгенеза. Научниците сакале да видат дали одржувањето на микробиомот во цревата на моделот на инсекти ќе помогне да се одржат здрави пчелите и целата колонија. Во последниве години има големо намалување на населенијата и колониите на медоносни пчели. Со користење на паратрансгенезата, научниците и пчеларите се надеваат дека ќе го зголемат населението на медоносни пчели.
2 Ефекти
Опитите покажале дека ширењето низ населението на комарците е отпорно на паразити создадени преку симбиотската бактерија Serratia AS1. Големата загриженост на регулаторите за ослободување на такви инженерски бактерии на терен покажува дека немало нула можности за „отповикување“. „Serratia AS1 губи плазмиди додека се реплицира кај комарците и во културата, враќајќи се во дива врста и дека хоризонталниот пренос на плазмидот од Serratia AS1 на други бактерии е тешко да биде откриено“. Ова значи дека првичните теренски испитувања може да бидат користени во реверзибилниот систем, покрај ослободените рекомбинантни бактерии кои изразуваат антиплазмодијални соединенија од плазмидот со одредена брзина се враќаат во дива врста.
„Паратрансгенезата е генетски изменувани симбиотски организми кои го блокираат развојот на патогенот или преносот преку вектори кои користат изразувачки молекули“. Слика 2 ги прикажува симбиотските вируси на An. gambiae и Ae. aegypti, кои користат бактериски симбиони кои цицаат крв, мувите цеце и комарците. Симбионите кои изразуваат молекули насочени кон развојот на патогенот може да имаат пренос во ендемски региони. Како и со трансгенезата, ширењето на преобразбените симбионти има корист од достапноста на генски погон систем за замена на непреобразбените симбиони присутни во природните векторски населенија, исто така, се гледа во трансгенезата. Паратрансгенезата го намалува преносот на африканските трипанозоми со мувите цеце. Го преобразила родот ''Sodalis'', симбионт на муви цеце пронајдени во средното црево и хемолимфата на ''Glossina m. morsitans'', ''Glossina p. palpalis'', ''Glossina austeni'' и ''Glossina brevipalpis'' и плунковните жлезди на ''Gl.''''стр. palpalis'', кои сите се пренесувани вертикално преку женските млечни жлезди. Вертикалниот пренос има GFP-преобразен (recSodalis) кој бил откриен кај 9 од 12 F1 потомци и осум од 12 F2 потомци, што го преобразува симбионтот за да биде ширен низ населението на мувите цеце. Ова резултирало со тоа што ''Sodalis'' бил изолиран од ''Gl.'' m''. morsitans'' и ''Gl.''''fuscipes'' преобразувајќи се со зелената флуоресцентна белковина, recSodalis добила колонизиран септички не-автоматски вид домаќин на цеце со густина слична на домашната колонизација.
Идната насока на векторската паратрансгенеза е во рамките на природните населенија на инсекти и не е утврдено дали преобразбените симбиони можат да ги заменат непреобразбените симбиони. Нема ефекти врз домаќините на инсектите и се способни да се пренесуваат вертикално (преку трансјајнички пренос) или странично (поради навиките за хранење) кога станува збор за симбиони. Ендосимбиотите на ''Wolbachia'' е систем управуван од гените и исто така може да влијае на паратрансгенезата.''Wolbachia'' се интрацелуларни преодни бактерии кои го контролираат размножувањето на инсектите преку цитоплазматска некомпатибилност. „Неинфицираните женки ''Wolbachia'' нема да се размножуваат со заразени мажјаци, што ја намалува честотата на незаразени лица и ја зголемува честотата на инсекти заразени со ''Wolbachia'' во населението“. Овој ефект ќе предизвика други преодни контролирани преобразени симбиони да бидат ширени во населението на инсекти што ја зголемува честотата. Овие инсекти се: ''Ae.''''aegypti'', ''Aedes albopictus'' и ''Culex quinquefasciatus''. Денсовирусот е пример за тоа како ширењето е преобразено преку симбионти, кои се јавуваат во природните населенија на комарци.
За време на постапката на спроведување како механизам управуван од ген, сојот ''Wolbachia'' го намалува животниот век на комарецот за развој на патогенот внатре во комарецот (познат како надворешен период на инкубација). Елиминацијата на векторите на болеста е тешко да се лекува поради намален век на векот на векторот за сопствениот раст од пократко време на раст. Ова значи дека цели кон постарите комарци наместо помладите и ова исто така наведува еволуциски доказ за комарцицидни биоконтроли. Веќе постои време за селективен притисок врз развојот на патогенот кај комарците инфицирани со плазмодиум за ''Anopheles'' (барски комарци) од 20% до 40% по гонотрофен циклус што резултира со скратување на животниот циклус на паразитот во векторот.
„Еден пристап е да биде намалена векторската способност (линеарен параметар) и векторското преживување (експоненцијален параметар). Двата ефекти заедно треба да го намалат векторскиот капацитет и оптоварувањето со болести во ендемските области и да го спречат преносот“.
3 Болест
Болестите кои се пренесуваат преку вектор се чести; затоа, работата за да биде разбрано како се пренесуваат овие болести може да доведе до подобро спречување или третман на овие болести. Векторските болести како што е маларијата се пренесуваат од комарците на луѓето.''Trypanosoma cruzi'' предизвикува Шагасова болест и има напори да биде користена паратрансгенезата за да биде спречено ширењето на оваа болест. Стратегијата е да се промени микробот, а потоа повторно да биде вметнат во инсектот кој е генетски изменет за да ги промени патогените. Во написот „Паратрансгенска контрола на вектор преносливи болести“ е споменато за пристапот кон разбирање на овие болести. Човечката африканска трипанозомијаза (спиечка болест) е болест која погодува многу поединци во Потсахарска Африка. Во последната деценија бројките се приближиле до елиминација. Оваа болест ја пренесуваат мувите и последните неколку напори за контрола на оваа болест се помалку од 10.000 случаи годишно.
4 Третман
Постојат многу болести кај кои може да настане паратрансгенеза, а најчеста е маларијата. Трудот „''Оценување на корисноста на паратрансгенезата за контрола на маларијата''“, го опишува светскиот проблем со маларијата, причина за значајни здравствени проблеми. Го носат комарците и иако најкорисен начин за нивно елиминирање е употребата на инсектициди, некои видови комарци се отпорни на инсектициди. Со цел да се бориме против комарците отпорни на инсектициди, постои генетски конструиран плазмодиум кој е создаден за да помогне во уништувањето на цревата на комарецот. Друга студија со наслов „''Користење на инфекција за борба против инфекцијата: габите од паратрансгенеза може да го блокираат преносот на маларија кај комарците''“ прикажува ефекторни гени против маларија кои биле вбризгани во ентомопатогената габа, ''Metarhizium anisopliae''. Потоа, габата била вбризгана во неинфицирани комарци и изразена во хемолимфата. Интересната работа во врска со ова е кога другите молекули биле заемно изразени, плунковните жлезди изразиле нивоа на маларија до 98%.
За да биде извршена паратрансгенеза, постојат неколку барања:
* Симбиотските бактерии можат лесно да бидат одгледувани ин витро.
* Може да биде генетски изменето, како на пример преку преобразба со плазмид кој го содржи саканиот ген.
* Инженерскиот симбионт е стабилен и безбеден.
* Поврзаноста помеѓу векторот и симбионтот не може да биде намалена.
* Испораката на терен лесно е ракувана.