Nieuw onderzoek van een internationaal team, waaronder een onderzoeker uit Penn State, demonstreert voor het eerst het gebruik van CRISPR-Cas9-genbewerking bij het kussen van insecten en opent de deur naar onderzoek naar toegepaste strategieën voor de bestrijding van de ziekte van Chagas. Hun resultaten verschijnen in het aprilnummer van The CRISPR Journal .

"Mensen hebben lange tijd geprobeerd CRISPR en genetische manipulatie toe te passen in triatomine-bugs, maar niemand is daarin geslaagd omdat traditionele methoden erg moeilijk zijn bij deze bugs", aldus Jason Rasgon, Dorothy Foehr Huck en J. Lloyd Huck. Bijzondere leerstoel in ziekte-epidemiologie en biotechnologie en co-auteur van de studie.

"De afgelopen zes jaar hebben we hulpmiddelen ontwikkeld om lastige organismen genetisch te modificeren. Hier hebben we laten zien dat je dit vectorinsect genetisch kunt modificeren. Onze technologie heeft het potentieel om genbewerking op een breed gebied efficiënter, gemakkelijker en goedkoper te maken. van dieren."

Als het gaat om genbewerking, voeren onderzoekers doorgaans zogenaamde embryonale micro-injecties uit, waarbij het CRISPR-genbewerkingsmateriaal rechtstreeks in embryo's wordt geïnjecteerd. Maar de techniek vergt dure apparatuur en kan inefficiënt zijn, zonder garantie dat de genetische manipulatie zal werken. Deze techniek is ook moeilijk bij het kussen van insecten, omdat hun eieren te moeilijk zijn om door te prikken.

"In plaats daarvan hebben we een technologie ontwikkeld – Receptor-Mediated Ovary Transduction of Cargo of 'ReMOT Control' – waarbij je de materialen rechtstreeks in de bloedsomloop van de moeder kunt injecteren en dat materiaal naar de zich ontwikkelende eieren kunt leiden," zei Rasgon. "Het is het equivalent van het tegelijkertijd injecteren van elk eitje in haar lichaam."

Het doel van het team was om een ​​proof-of-concept uit te voeren van de ReMOT Control-technologie in triatomine-bugs. Ze richtten zich op genen die verband houden met de kleur van de ogen en de cuticula, of de kleur van de buitenkant. Na het injecteren van de vrouwelijke kuswants onderzocht het team de nakomelingen om te zien of ze de oog- of nagelriemkleur hadden veranderd. De zichtbare veranderingen gaven aan dat de genetische bewerkingen succesvol waren en dat de beoogde genen waren verwijderd.

Kissing Bugs zijn ook een modelsysteem om de fysiologie van insecten te bestuderen. De ontwikkeling van dit nieuwe protocol zal wetenschappers in staat stellen fundamentele biologische vragen over insecten en de overdracht van ziekten te onderzoeken, aldus de onderzoekers.

"Dit heeft belangrijke implicaties voor fundamenteel onderzoek, maar het brengt ook triatomine-insecten en de ziekte van Chagas in gesprekken over genetische technologieën voor de bestrijding van door vectoren overgedragen ziekteverwekkers," zei Rasgon. "We staan ​​op het punt de technologie en hulpmiddelen beschikbaar te hebben om dat te kunnen doen."

Andere auteurs op het papier zijn onder meer:​​Helena Araujo, Leonardo Lima, Mateus Berni, Jamile Mota, Daniel Bressan, Alison Julio en Robson Cavalcante van het Instituut voor Biomedische Wetenschappen, Federale Universiteit van Rio de Janeiro; Vanessa Macias van de afdeling Biologische Wetenschappen, Universiteit van Noord-Texas; en Ethan Bier en Zhiqian Li van de afdeling Cel- en Ontwikkelingsbiologie, Universiteit van Californië, San Diego.

Meer informatie: Leonardo Lima et al, Gene Editing in de Chagas Disease Vector Rhodnius prolixus door Cas9-Mediated ReMOT Control, The CRISPR Journal (2024). DOI:10.1089/crispr.2023.0076

Aangeboden door Pennsylvania State University