Борьба с австралийской падальной мухой

Наша команда с нетерпением ждала каждую посылку с образцами мёртвых падальных мух с овцеводческих ферм по всей Австралии. Эти образцы, собранные фермерами, жизненно важны для нашей работы над вакциной против миаза.

Ежегодно инвазия падальных мух в шерсть, кожу и ткани овец (миаз) наносит ущерб шерстяной отрасли в размере 280 миллионов долларов и причиняет страдания животным. Мы изучаем генетику мухи, чтобы создать вакцину, которая, будучи введённой овце, позволит уничтожить паразита до того, как он причинит вред.

Миаз — тяжёлое заболевание, вызывающее у овец сильный стресс и способное привести к летальному исходу. Мухи откладывают яйца в открытые раны или свалявшуюся шерсть, часто в задней части тела, привлечённые мочой и фекалиями. Вылупившиеся личинки мигрируют по шерсти и начинают питаться плотью животного.

Получив 135 пригодных образцов мух из более чем 17 локаций в пяти штатах, мы можем проверить, сохраняются ли (имеют ли одинаковую последовательность) в популяциях мух по всей стране гены, которые, как мы предполагаем, критически важны на ранней паразитической стадии развития личинок.

Идентификация генов

Перед нами стояла сложная задача — определить гены, ответственные за раннее развитие личинок, из более чем 14 000 потенциальных кандидатов в геноме австралийской падальной мухи (Lucilia cuprina).

Первым шагом было картирование полного генома мухи, проект под руководством доктора Анстеда, опубликованный в 2015 году после трёх лет работы. Далее мы приступили к изучению ранних стадий паразитирования личинок, идентифицируя гены, активные в первые 24 часа их развития.

Мы сделали это, проанализировав рибонуклеиновую кислоту (RNA) в генах, что показало, какие гены и семейства генов экспрессируются на ранней стадии развития личинок и в какой степени. Затем, используя биоинформатические анализы (компьютерное моделирование для сравнения последовательностей генов) для прогнозирования вероятной функции каждого гена, мы сравнили гены мухи с базами данных генов других организмов.

Наибольший интерес для нас представляли гены, наиболее вероятно контактирующие с окружающей средой (и иммунной системой овцы).

Сейчас мы проверяем, сохраняются ли эти гены в популяциях мух по всей стране. Для этого мы секвенируем геномы полученных образцов, чтобы выяснить, реплицируются ли идентифицированные нами последовательности генов во всех образцах.

Разработка вакцины

После секвенирования ДНК образцов мы сможем валидировать наши гены-мишени и определить оптимальный тип иммунного ответа овцы, который нужно вызвать.

Важно понять, как иммунный ответ на наши гены-кандидаты повлияет на муху. Если они уязвимы, мы надеемся использовать это для разработки вакцины.

Овцы — хорошие кандидаты для вакцины против такого паразита, как падальная муха, потому что их кожа очень проницаема. Личинки довольно чувствительны к факторам стресса окружающей среды, поэтому мы нацеливаемся на определённый белок, который, например, задержит их развитие, ингибируя питание. Это будет доставлено через кожу овцы путём вызова специфического иммунного ответа.

Разработка вакцины — долгий и сложный путь, но мы достигнем цели.

Создание новых альтернатив для предотвращения миаза отвечает интересам как овец, так и фермеров, снижая зависимость от инсектицидов и других методов, которые в настоящее время являются единственными эффективными вариантами контроля этого вредителя.