Komar oznosi, komar zablokuje?

Malaria to jedna z głównych przyczyn zgonów i złego stanu zdrowia ludzi na świecie. Spośród 200 milionów chorych rocznie umiera około 600 tysięcy. Szczególnie zagrożone zgonem są dzieci poniżej 5 lat w Afryce Subsaharyjskiej.

Ostatnio opracowano dwie szczepionki przeciwko malarii, jednak dają one tylko częściową odporność na tę chorobę. Trwają prace nad innymi strategiami zwalczania chorób przenoszonych przez komary, w tym - nad modyfikacją genetyczną, która prowadzi do wyginięcia wszystkich komarów na docelowym obszarze, ale może mieć nieprzewidywalny wpływ na ekosystemy.

Prof. Anthony James z University of California w Irvine i jego zespół poddali komary edycji genów, dzięki czemu są one odporne na pasożyty wywołujące malarię. Jeśli zostaną wypuszczone na wolność, modyfikacja genetyczna powinna rozprzestrzenić się w populacji komarów, ponieważ zawiera sekwencję znaną jako "gene drive", co oznacza, że całe potomstwo zmodyfikowanych owadów odziedziczyłoby odporność. Takie podejście może zmniejszyć liczbę przypadków malarii u ludzi.

Komary mogą żyć, ale wytwarzają przeciwciała, które zabijają najgroźniejszego spośród pasożytów wywołujących malarię - jednokomórkowy organizm zwany Plasmodium falciparum. Wstawiony fragment DNA zawiera geny dla dwóch fragmentów przeciwciał, z których każdy wymierzony jest w pasożyta na innym etapie jego cyklu życiowego u komarów. Jak powiedział prof. James, zmniejsza to szansę na rozwinięcie przez pasożyta odporności.

Dzięki dodatkowej sekwencji modyfikacja powinna rozprzestrzenić się w populacji. Modyfikacji podlega gen odpowiedzialny za kolor oczu, dlatego zmodyfikowane komary mają czerwone oczy, co pomaga w monitorowaniu sukcesu strategii.

Potomstwo zmodyfikowanego komara i normalnego komara będzie początkowo miało jeden zmodyfikowany gen pigmentu oka i jeden normalny. Dzięki modyfikacji powstają przerwy w normalnym genie; zwykłe enzymy naprawy DNA używają wtedy zmodyfikowanego DNA jako matrycy i kopiują tę sekwencję do normalnego genu - tak więc potomstwo ma w rezultacie dwa zmodyfikowane geny.

Podczas testów laboratoryjnych system był nieskuteczny w przypadku jednego gatunku komara, zwanego Anopheles gambiae, ponieważ zmniejszał skuteczność samców w kryciu samic. Natomiast w przypadku gatunku Anopheles coluzzii gen szybko rozprzestrzenił się w małych klatkach komarów, w wyniku czego były one siedliskiem mniejszej liczby pasożytów niż niezmodyfikowane owady. Na tej podstawie zespół obliczył, że gdyby zmodyfikowane komary zostały wypuszczone na wyspę w optymalnych warunkach, w ciągu 3 miesięcy liczbę przypadków malarii można zmniejszyć o ponad 90 proc.

Naukowcy prowadzą obecnie rozmowy w celu przetestowania metody na Wyspie Świętego Tomasza, u zachodnich wybrzeży Afryki, gdzie główną przyczyną malarii są komary z gatunku A. coluzzii.

Zdaniem ekspertów metody zwalczania malarii, które nie eliminują owadów, mogą być lepsze z ekologicznego punktu widzenia, ponieważ komary nadal mogą odgrywać rolę w ekosystemie.

Więcej informacji w artykule źródłowym - https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2221118120

Paweł Wernicki