Kissing buggar, eller triatomine buggar, är den primära vektorn för Chagas sjukdom, ett stort folkhälsoproblem i Central- och Sydamerika och till och med södra USA. Det finns dock inte många bra behandlingsalternativ, vilket innebär att för att stoppa spridningen av den potentiellt livshotande sjukdomen är det viktigt att kontrollera organismerna som bär på parasiten.

Ny forskning från ett internationellt team, inklusive en forskare från Penn State, visar – för första gången – användningen av CRISPR-Cas9-genredigering för att kyssa buggar och öppnar dörren till forskning om tillämpade strategier för kontroll av Chagas sjukdom. Deras resultat visas i aprilnumret av The CRISPR Journal .

"Människor har försökt göra CRISPR och genteknik i triatominbuggar under lång tid, men ingen har kunnat göra det eftersom traditionella metoder är väldigt svåra i dessa buggar", säger Jason Rasgon, Dorothy Foehr Huck och J. Lloyd Huck Begåvad ordförande i sjukdomsepidemiologi och bioteknik och medförfattare till studien.

"Under de senaste sex åren har vi utvecklat verktyg för att genetiskt modifiera svåra organismer. Här visade vi att man kan genetiskt modifiera denna vektorinsekt. Vår teknologi har potential att göra genredigering effektivare, enklare och billigare inom ett brett spektrum av djur."

När det kommer till genredigering utför forskare vanligtvis vad som kallas embryonala mikroinjektioner, och injicerar CRISPR-genredigeringsmaterialet direkt i embryon. Men tekniken involverar dyr utrustning och kan vara ineffektiv utan någon garanti för att gentekniken kommer att fungera. Denna teknik är också svår att kyssa insekter eftersom deras ägg är för svåra att sticka hål på.

"Istället har vi utvecklat en teknik - Receptor-Mediated Ovary Transduction of Cargo eller 'ReMOT Control' - där du kan injicera materialen direkt i moderns cirkulationssystem och vägleda det materialet till de utvecklande äggen," sa Rasgon. "Det motsvarar att injicera varenda ägg i hennes kropp samtidigt."

Teamets mål var att genomföra ett proof-of-concept av ReMOT Control-teknologin i triatominbuggar. De riktade in sig på gener associerade med ögonfärg och nagelband, eller yttre täckning, färg. Efter att ha injicerat den kvinnliga kyssbugen undersökte teamet avkomman för att se om de hade ändrat ögon- eller nagelbandsfärg. De synliga förändringarna indikerade att de genetiska redigeringarna var framgångsrika och att de riktade generna raderades.

Kissing buggar är också ett modellsystem för att studera insekters fysiologi. Utvecklingen av detta nya protokoll kommer att tillåta forskare att undersöka grundläggande biologiska frågor om insekter och sjukdomsöverföring, sa forskarna.

"Detta har viktiga konsekvenser för grundforskningen, men det för också triatominbuggar och Chagas sjukdom i samtal om genetiska teknologier för kontroll av vektorburna patogener," sa Rasgon. "Vi är på väg att ha tekniken och verktygen tillgängliga för att kunna göra det."

Andra författare på tidningen inkluderar:Helena Araujo, Leonardo Lima, Mateus Berni, Jamile Mota, Daniel Bressan, Alison Julio och Robson Cavalcante från Institutet för biomedicinska vetenskaper, Federal University of Rio de Janeiro; Vanessa Macias från Institutionen för biologiska vetenskaper, University of North Texas; och Ethan Bier och Zhiqian Li från Institutionen för cell- och utvecklingsbiologi, University of California, San Diego.

Mer information: Leonardo Lima et al, Genredigering i Chagas Disease Vector Rhodnius prolixus av Cas9-Mediated ReMOT Control, The CRISPR Journal (2024). DOI:10.1089/crispr.2023.0076

Tillhandahålls av Pennsylvania State University