אתה יכול לנחש שזה יהיה קשה להוציא רוק מיתוש. ואתה צודק. עם זאת, מכיוון שהיתושים מפיצים מחלות באמצעות רוק, זה קריטי לדגום ולחקור.
אבל אניטה שרף לא אוספת ירק יתושים בעצמה -; הוא נמסר כדי שהיא תוכל לגלות את סודותיו המדעיים.
סרף היא מנהלת מעבדת הספקטרומטריה והפרוטאומיקה האנליטית באוניברסיטת קנזס, שם היא משתמשת בפרוטאומיקת רובי ציד כדי לנתח דגימות ביולוגיות -; מדע בסיסי העומד בבסיס טיפולים תרופתיים רבים.
איסוף רוק מיתושים אלה הוא מאתגר בשל גודל המדגם הקטן, המהווה מגבלה נפוצה בניסויים כאלה. משתפי הפעולה שלנו עם שירות המחקר החקלאי של USDA מכניסים את הפה של היתושים לצינור, ואז מגרים ריור ואוספים את הרוק."
אניטה סרף, מנהלת מעבדת הספקטרומטריית ההמונים והפרוטאומיקה האנליטית, אוניברסיטת קנזס
כעת, עם מענק חדש לשנתיים של 250,000 דולר בשנה מהמתקן הביולוגי והאגרו-הגנה הלאומי של משרד החקלאות האמריקאי, סרף מנתח כעת את הדגימות הללו של רוק יתושים לא זיהומי במאבק נגד "ארבו-וירוסים" -; המונח לוירוסים המופצים על ידי פרוקי רגליים כמו יתושים.
אלה כוללים את מערב הנילוס, קדחת צהובה, קדחת דנגי, דלקת מוח יפנית ווירוסים אחרים שיכולים להזיק או להרוג אנשים, בעלי חיים וצמחים. ל-USDA יש עניין ביישומים וטרינריים עבור הממצאים, אך עבודתו של סרף יכולה לתמוך בטיפולים גם לאנשים.
"ה-USDA רוצה לחקור כיצד הנגיף משפיע על המערכת החיסונית ומשתנה ברמה המולקולרית, במיוחד את הפרוטום של רוק היתושים", אמר סרף. "כאשר נגיף מדביק יתוש, הוא משנה את החלבונים ומרכיבים בסיסיים אחרים של היתוש, בדומה לאופן שבו המלריה משפיעה על המארח האנושי שלו כשהיא מתקדמת בשלבים שונים".
ניתוח הפרוטאומיקה של שרף של הרוק מצליח בגלל שימוש בשיטות עיבוד דגימות יעילות מאוד במקביל לניתוח רובה ציד. גישה זו יעילה עם נפחים או כמויות נמוכות מאוד של דגימה כמו, למשל, יריקה של יתושים שקשה להשגה.
"בליבה של ספקטרומטריית המסה שלנו ב-KU, אנו משתמשים בפרוטאומיקת רובה ציד, כרומטוגרפיה נוזלית בקנה מידה ננו בשילוב עם ספקטרומטריית מסה טנדם, או nLC-MS, הדורשת רק כמות מינימלית של חלבון בטווח הננו-גרם, מה שהופך אותו לאידיאלי עבור סוגים אלה של דגימות ביולוגיות", אמר שרף. "הרגישות של ההתקנה שלנו היא קריטית כי בלעדיה היינו זקוקים לכמויות חלבון גדולות בהרבה. ברגע שנקבל את דגימות הרוק, אנו מטפלים בכל עיבוד הדגימות, ההכנה והעיכול כדי להפוך אותן מוכנות לניתוח מסה-ספקטרומטריה. יש לנו הציוד העדכני ביותר ומערך מיוחד, שנותן לנו רגישות גבוהה, מה שמציב אותנו בחזית המחקר הזה".
הנתונים מנותחים בליבת ספקטרומטריית מסה של KU כדי ליצור הבנה חזקה כיצד התכונות המולקולריות של רוק היתושים יכולות להשתנות בתנאים שונים.
"לאחר איסוף הנתונים, הניתוח דורש עיבוד מקיף, כולל פרשנות והשוואה, שלגביו יש לי למעלה מ-24 שנות ניסיון", אמר שרף. "כך יצרנו שיתוף פעולה עם USDA."
לדברי חוקר KU, גישת רובה הציד של המעבדה שלה לניתוח פרוטאומים היא חזקה ורגישה יותר משיטות אחרות, ומאפשרת מחקרים הרבה יותר מפורטים בקורס זמן.
"אנו מתכננים לחקור את השינויים הללו בתנאים שונים, כולל שינויים סביבתיים ביתושים לאחר הדבקה בנגיף", אמרה. "ההתמקדות היא ברוק של היתושים, וזה קריטי מכיוון שכמו בטפיל (Plasmodium) הגורם למלריה, נגיפים ארבו מועברים דרך הרוק בעת עקיצת היתוש".
סרף וצוותה גם ינתחו רוק מקבוצת ביקורת של יתושים שלא נדבקו בנגיף -; אך נשמר באותם תנאי האכלה ומשך ההדבקה כמו קבוצת הבדיקה. המטרה הסופית היא לזהות חלבונים ספציפיים לעניין עבור מחקרי אינטראקציה עתידיים מארח-וקטור-וירוס, שיכולים להפוך למטרות פוטנציאליות לטיפולים תרופתיים.
עד כה, הצוות של שרף עבד עם יתושים לא נגועים כדי לקבוע נתונים בסיסיים. לאחר אישור ואישור פרוטוקולי ההשבתה, העבודה תכלול דגימות מיתושים נגועים ב-Biosafety Level 2 (BSL-2) בארבו-וירוס.
"נזהה הבדלים ושינויים ברמת הפרוטאום על ידי השוואת דגימות הבקרה והדגימות הנגועות בשלבים שונים", אמר חוקר KU. "המטרה היא לקבוע את השינויים בחלבונים שמתרחשים, מכיוון שאלו יכולים לשמש מועמדים לפיתוח חיסונים. ראשית נצטרך לבחור מועמדים, וזו הסיבה שאנו משתמשים בבקרות באותם תנאים ללא זיהום. עלינו לטעון בזהירות כמויות שוות של חלבון משניהם כדי להבטיח השוואות מדויקות – בעצם, נוכל להשוות 'תפוחים לתפוחים'."
תוצר העבודה של שרף הוא רשימה של השינויים בחלבונים, הן האיכותיים והן הכמותיים, כדי לחזק את הראיות העומדות לרשות החוקרים ומפתחי התרופות.
"בפעם שעברה, משתפי הפעולה שלנו ב-USDA מצאו את הרשימה מאוד מעניינת, והיא תואמת את מה שדווח בספרות", אמרה. "בחירת מועמדים ללימודים נוספים תהיה המטרה".
