Dodano: 22 kwiecień 2022r.

Próba zmniejszenia populacji komarów za pomocą genetycznie zmodyfikowanych osobników

Naukowcy zakończyli badanie plenerowe genetycznie zmodyfikowanych komarów wypuszczonych w Stanach Zjednoczonych. Eksperyment miał na celu ograniczenie populacji komarów Aedes aegypti, które przenoszą niebezpieczne choroby, takie jak wirus Zika, gorączkę denga czy żółtą febrę. Wyniki, zdaniem firmy biotechnologicznej prowadzącej badania, są pozytywne.

Próba zmniejszenia populacji komarów za pomocą genetycznie zmodyfikowanych osobników

 

Eksperyment trwa od kwietnia 2021 roku na Florida Keys, łańcuchu tropikalnych wysp w pobliżu południowego krańca Florydy. Oxitec – brytyjska firma biotechnologiczna, która wyprodukowała zmodyfikowane owady, wypuściła prawie pięć milionów komarów Aedes aegypti w ciągu siedmiu miesięcy. Koncepcja, którą wciela w życie, jest dosyć prosta: same owady stają się żywym środkiem owadobójczym poprzez roznoszenie genów mających doprowadzić do załamania się populacji.

Oxitec obecnie kończy prace związane z monitorowaniem miejsc wypuszczenia zmodyfikowanych komarów. Firma przedstawiła pierwsze wyniki eksperymentu podczas seminarium internetowego, chociaż nie opublikowała jeszcze danych. Według przedstawicieli firmy, badania przebiegły zgodnie z planem. Jednak, jak twierdzą, nadal potrzebne są obszerniejsze testy, aby ustalić, czy możliwe jest osiągnięcie ostatecznego celu, jakim jest stłumienie dzikiej populacji komarów potencjalnie przenoszących groźne choroby.

Plan na komary

Komary A. aegypti mogą przenosić niebezpieczne choroby, takie jak chikungunya, denga, Zika czy żółta febra, dlatego też naukowcy od lat poszukują skutecznych sposobów na zmniejszenie ich populacji. Tradycyjne środki owadobójcze są w dużej mierze bezużyteczne. By temu zaradzić firma biotechnologiczna Oxitec opracowała zmodyfikowany genetycznie szczep komara posiadający gen, który powinien doprowadzić do załamania się populacji tych owadów.

Zmodyfikowane samce komarów niosą gen, który jest śmiertelny dla potomstwa płci żeńskiej. Plan zakładał, że po wypuszczeniu do środowiska zmodyfikowane samce będą kojarzyć się z dzikimi samicami, a ich żeńskie potomstwo umrze przed osiągnięciem dojrzałości, a co za tym idzie, zanim będzie zdolne do rozmnażania się. Potomstwo płci męskiej będzie dalej nosiło „śmiercionośny” gen i przekazywało go swojemu męskiemu potomstwu. Z czasem, gdy kolejne pokolenia będą kojarzyć się, umierać będzie coraz więcej samic, a populacja A. aegypti powinna się zmniejszyć.

Badania terenowe

Aby upewnić się, że komary stosują zakładany przez naukowców schemat, uczeni umieścili pudełka z jajami zmodyfikowanych komarów na prywatnych posesjach we Florida Keys i otoczyli je pułapkami w promieniu 400 metrów.

Naukowcy odkryli, że nowo wyklute samce zazwyczaj latały na obszarze jednego hektara wokół miejsca wyklucia — na tym samym obszarze, na którym działa dziki A. aegypti. Zmodyfikowane komary kojarzyły się z dziką populacją, a dzikie samice składały jaja w różnych miejscach jak doniczki czy puszki po napojach, ale też w pułapkach Oxitec.

Trzy pokolenia

Badacze z Oxitec zebrali ponad 22 tys. jaj z pułapek i zabrali je z powrotem do swojego laboratorium, aby wykluły się już pod czujnym okiem uczonych. Jako że mający nieść zagładę gen został oznaczony znacznikiem fluorescencyjnym, łatwo można ustalić, które osobniki odziedziczyły go w spadku po rodzicach. Firma poinformowała, że ​​wszystkie samice, które posiadały śmiertelny gen, nie dożyły osiągnięcia dorosłości.

Ponadto zespół odkrył, że zaimplementowany komarom gen utrzymywał się w dzikiej populacji przez dwa do trzech miesięcy, co odpowiada około trzem pokoleniom komarów. Nie znaleziono komarów przenoszących gen poza 400 metrowym obszarem od miejsca uwolnienia. Oxitec monitoruje miejsca przez dziesięć tygodni po znalezieniu ostatniego komara przenoszącego gen.

- Podoba mi się sposób, w jaki to robią - w systematyczny, przemyślany sposób. Jestem więc pełen nadziei, ale badacze z Oxitec mają przed sobą jeszcze dużo pracy – przyznał Thomas Scott, entomolog z University of California w Davis.

Badanie pilotażowe miało na celu określenie, jak skutecznie metoda ta tłumi dziką populację komarów. Firma, po otrzymaniu zgody od organów państwowych planuje wypuszczać komary na drugim stanowisku badawczym w Visalia w Kalifornii, gdzie buduje swój ośrodek badawczo-rozwojowy.

Co dalej?

Jednak badania te nie pozwolą ocenić, czy metoda Oxitec ogranicza zachorowania na przenoszone przez A. aegypti choroby. - Oxitec nie będzie w stanie wykazać, że rzeczywiście ma to wpływ na zdrowie publiczne. Nie ma wystarczającej liczby infekcji wirusowych przenoszonych przez A. aegypti we Florida Keys – przyznał Scott. Wystarczających liczby infekcji nie ma też w innych częściach kontynentalnych Stanów Zjednoczonych.

Aby przeprowadzić tego rodzaju doświadczenia, firma musiałaby zainwestować w kontrolowaną próbę w innym miejscu i przeprowadzić badania kliniczne, co byłoby niezwykle kosztowne. Poza tym, lokalnie ogniska przenoszonych przez komary chorób mogą wystąpić nawet w obszarach, gdzie populacja A. aegypti jest niska, więc zmniejszenie populacji komarów i tak niekoniecznie przełoży się na tłumienie choroby.

Wcześniej podobne próby było prowadzone w innych częściach świata, m.in. w Brazylii, Panamie, na Kajmanach i w Malezji. Firma podała, że ​​lokalne populacje A. aegypti spadły o co najmniej 90 procent w tych lokalizacjach. Jednak zanim doszło do wypuszczenia komarów na Florydzie, firma Oxitec stoczyła długą batalię o zgodę organów regulacyjnych oraz akceptację społeczną. Choć nie wszyscy mieszkańcy są zadowoleni z prowadzonego eksperymentu, co wynika z niepewności związanej z nową technologią.

Pozostają też pytania, czy genetycznie zmodyfikowane komary będą miały jakiś niezamierzony wpływ na lokalne komary, zwierzęta lub ogólnie na ekosystem. Obecnie nie jest też jasne, jak zmodyfikowane komary wpłyną na genetykę naturalnej populacji. Nie należy się jednak spodziewać powstania rasy super-komarów rodem z nisko budżetowych produkcji filmowych science fiction. Uczeni podkreślają, że nie niosą one większego zagrożenia dla ludzi niż osobniki z dziko żyjących populacji.

 

Źródło: Nature, fot. Army Medicine, CC BY 2.0, via Wikimedia Commons