Badania farmakologiczne wpływu leków na linie komórkowe i modele zwierzęce wykazały użycie leków epigenetycznych jako użytecznego narzędzia do modulowania genetyki i fizjologii komórek i organizmów. Metylacja DNA i modyfikacja histonów to dwa mechanizmy epigenetyczne, które wpływają na ekspresję genów w organizmach wielokomórkowych bez zmiany leżącej u podstaw sekwencji DNA 6. Modyfikacje potranslacyjne, takie jak metylacja, odgrywają kluczową rolę w utrzymaniu integralności komórkowej i ekspresji genów oraz mogą wpływać na kilka podstawowych procesów 7,8,9. Badania nad niektórymi gatunkami owadów podkreśliły znaczenie epigenetyki w procesach obejmujących oogenezę i utrzymanie komórek macierzystych 10 , a także kompensację dawki 11 . Jednak takie aspekty w przypadku wektorów chorób nie zostały jeszcze zbadane. Użycie związku do modulowania tego systemu u komarów może dostarczyć nam wglądu w nowe szlaki docelowe insektycydów. 3-Deazaneplanocin A (DZNep) jest znanym inhibitorem metylacji histonów, którego wpływ na różne rodzaje nowotworów badano 12,13,14,15,16. DZNep jest stabilnym, rozpuszczalnym w wodzie lekiem epigenetycznym, który pośrednio hamuje N-metylotransferazę lizyny histonowej (EZH2), składnik kompleksu represyjnego polycomb 2 (PRC2) w komórkach ssaków. PRC2 odgrywa ważną rolę w regulacji wzrostu komórek macierzystych w organizmach wielokomórkowych, a metylacja histonów jest kluczowym aspektem wyciszania genów za pośrednictwem PRC2. U myszy z obniżoną odpornością wykazano, że komórki wstępnie potraktowane DZNep są mniej rakotwórcze 17. Lek ten jest stosowany do badania innych chorób, takich jak niealkoholowa stłuszczeniowa choroba wątroby, w której EZH2 jest zaangażowany 18. DZNep jest uznanym inhibitorem hydrolazy S-adenozylohomocysteiny (SAH) 19,20. Hamowanie hydrolazy SAH powoduje akumulację SAH, a to z kolei prowadzi do zahamowania aktywności metylotransferazy poprzez ograniczenie dostępnych grup donorowych metylu. SAH jest pochodną aminokwasu wykorzystywaną przez wiele organizmów, w tym owady, w ich szlakach metabolicznych. Niedawne badanie wykazało, że DZNep w małych dawkach może wpływać na diapauzę i opóźniać rozwój owadów 21.
Tutaj opracowany jest solidny protokół do badania wpływu rozpuszczalnego w wodzie związku na różne etapy życia komarów. Trzy części tego protokołu zawierają instrukcje dotyczące badania wpływu rozpuszczalnego w wodzie związku na niedojrzałe komary, dorosłe samice żywiące się krwią oraz aktywność enzymatyczną dorosłych samców i samic komarów. Po pierwsze, DZNep rozpuszcza się w wodzie w celu zbadania rozwoju i przetrwania niedojrzałych komarów. Przeprowadza się to przy dwóch stężeniach w celu porównania wszelkich różnic wynikających z 10-krotnego wzrostu ekspozycji na lek. Aby zbadać wpływ leku na dorosłe samice komarów, DZNep dodaje się do defibrylowanej krwi owiec i sztucznie podaje krew samicom. Następnie badany jest wpływ leku na płodność. Na koniec przeprowadza się test aktywności enzymatycznej przy użyciu kwasu 5,5'-ditiobis-(2-nitrobenzoesowego) (DTNB) jako wskaźnika w celu określenia wpływu DZNep na hamowanie hydrolazy SAH u dorosłych samców i samic komarów. Chociaż protokół ten został opracowany z komarem malarii, Anopheles gambiae, można go łatwo dostosować do badania wpływu interesujących związków na dowolny gatunek komarów lub innych owadów. Techniki wyszczególnione w niniejszym protokole mogą nie być skutecznie stosowane w przypadku leku o ograniczonej rozpuszczalności lub zerowej rozpuszczalności w wodzie lub środowisku wodnym.