Ερευνητές από το Imperial College του Λονδίνου έχουν χρησιμοποιήσει μια μορφή γενετικής μηχανικής τύπου Δούρειου Ίππου σε εργαστηριακή βάση για να εξαλείψουν έναν πληθυσμό κουνουπιών που μεταδίδουν ελονοσία σε λιγότερο από 11 γενεές.
Οπλισμένοι με μεταλλαγμένη αποστείρωση που έχει υποστεί επεξεργασία με γονίδιο CRISPR, οι βιολόγοι διείσδυσαν μια ομάδα Anopheles gambiae και εισήγαγαν τη θανατηφόρα τροποποίηση γονιδίων σε μερικά μόνο ανυποψίαστα έντομα. Όπως αναφέρει η Megan Molteni για το Wired, η μετάλλαξη ολοκλήρωσε το ύπουλο έργο της σε επτά έως 11 γενιές, εξαπλώνοντας γρήγορα την αποστείρωση σε ολόκληρο τον πληθυσμό και σηματοδοτώντας την άνοδο ενός ισχυρού - έστω αμφιλεγόμενου - εργαλείου στον παγκόσμιο αγώνα κατά της ελονοσίας.
Τα ευρήματα της ομάδας Imperial, πρόσφατα δημοσιευμένα στο Nature Biotechnology, αντιπροσωπεύουν μία από τις πρώτες επιτυχημένες αναπτύξεις της τεχνικής "γονιδιακού δίσκου". Οι γονιδιακοί δίσκοι αψηφούν τους νόμους της γενετικής, αυξάνοντας σημαντικά τις πιθανότητες να μεταδοθεί ένα χαρακτηριστικό σε απογόνους.
Σύμφωνα με το επιστημονικό περιοδικό Science News 'Tina Hesman Saey, το γονίδιο των ερευνητών προσπάθησε να αλλάξει το γονίδιο doublesex των κουνουπιών. Τα θηλυκά που κληρονόμησαν δύο αντίγραφα αυτού του μεταλλαγμένου γονιδίου ανέπτυξαν κεραία και κλεψύδρες παρόμοια με τα αρσενικά, καθιστώντας τα ανίκανα να βάλουν αυγά ή να δαγκώσουν το θήραμά τους. Τα αρσενικά και τα θηλυκά που κληρονόμησαν μόνο ένα αντίγραφο ήταν σε μεγάλο βαθμό ανεπηρέαστα.
Για να δοκιμάσουν την επιτυχία της γονιδιακής τους κίνησης, οι βιολόγοι πλήρωσαν δύο κλουβιά με ένα μείγμα 300 θηλυκών κουνούπια, 150 ανεπιθύμητων αρρένων και 150 γενετικά τροποποιημένων αρρένων. Σε ένα κλουβί πληθυσμού, το αλλοιωμένο γονίδιο εξαπλώθηκε σε όλα τα κουνούπια από την έβδομη γενιά, αφήνοντας την όγδοη και την τελική γενιά να μην παράγει κανένα απόγονο. Ο δεύτερος πληθυσμός πήρε 11 γενιές για να πεθάνει εξίσου.
Υπό κανονικές συνθήκες, οι απόγονοι έχουν 50% πιθανότητα να κληρονομήσουν γονίδιο που έχει δώσει γονίδιο. Εάν, για παράδειγμα, ένα αρσενικό κουνούπι φέρει ένα αλλοιωμένο γονίδιο, μπορεί να το μεταβιβάσει σε ένα από τα δύο του παιδιά. Στη συνέχεια, ο νέος τροποποιημένος φορέας γονιδίων θα μπορούσε, με τη σειρά του, να περάσει το γονίδιο σε ένα από τα δύο του παιδιά και ούτω καθεξής. Όταν τα γονίδια οδηγούν στην εικόνα, ωστόσο, τα αλλαγμένα γονίδια έχουν πολύ μεγαλύτερες πιθανότητες να εξαπλωθούν στους απογόνους. Το προαναφερθέν αρσενικό κουνούπι μπορεί να περάσει το τροποποιημένο γονίδιο του και στα δύο παιδιά, αυξάνοντας την πιθανότητα των απομακρυσμένων απογόνων του να κληρονομήσουν και το γονίδιο.
Η ομάδα Imperial ήταν σε θέση να παρακάμψει την "αντίσταση" - ένα από τα βασικά ζητήματα που συνδέονται με τις γονιδιακές διεγέρσεις - με στόχο το γονίδιο doublesex, το οποίο δεν ανέχεται τις μεταλλάξεις. Σύμφωνα με ένα δελτίο τύπου του Imperial College, τα προηγούμενα πειράματα γονιδιακής κίνησης έχουν ανατραπεί από γονίδια που προσαρμόζονται στις μεταβολές που προκαλούνται από ερευνητές, επιτρέποντάς τους να λειτουργούν κανονικά και να αντιστέκονται στην κίνηση.
"Δεν λέμε ότι αυτό είναι 100 τοις εκατό αντίσταση απόδειξη, " επικεφαλής συγγραφέας Αντρέα Crisanti λέει ο Νίκολας Ουάστερ Times «Νικολάου Wade. "Αλλά φαίνεται πολύ ελπιδοφόρα."
Η αναπαραγωγή των αποτελεσμάτων της μελέτης στην άγρια φύση θα μπορούσε να βοηθήσει τους επιστήμονες να καταπολεμήσουν την ελονοσία, μια ασθένεια που τρέχει αχαλίνωτα σε ολόκληρη την αφρικανική ήπειρο. Ο Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας δηλώνει ότι κατά το 2016 καταγράφηκαν σε ολόκληρο τον κόσμο μια καταπληκτική ποσότητα 216 εκατομμυρίων περιπτώσεων (με θάνατο 445.000).
Ακόμα, η τεχνολογία ενέχει σημαντικούς κινδύνους: Μόλις απελευθερωθεί μια γενετική μονάδα στο φυσικό περιβάλλον, δεν μπορεί απλά να την ανακαλέσει. Και, σημειώνει ο Wade, οι πιθανότητες δεν μπορούν να περιοριστούν σε μια μόνο χώρα, πράγμα που σημαίνει ότι οι παγκόσμιοι πληθυσμοί εντόμων θα μπορούσαν να αντιμετωπίσουν ανεπιθύμητες παρενέργειες.
Η βιολόγος Ricarda Steinbrecher λέει στον Rob Stein της NPR ότι η εξάλειψη ενός ολόκληρου είδους θα μπορούσε να οδηγήσει σε συντριβές οικοσυστήματος ή στην εμφάνιση άλλων δυνητικά επιβλαβών ομάδων εντόμων. Ο Jim Thomas, συν-εκτελεστικός διευθυντής του τεχνολογικά κεντρικού ομίλου ETC, προσθέτει ότι η αμυντική βιομηχανία θα μπορούσε ακόμη και να μετατρέψει τους γονιδιακούς δίσκους σε όπλα πολέμου που εξάπλωση «τοξικών» ουσιών σε όλους τους πληθυσμούς.
Προτού αντιμετωπιστούν αυτές οι ανησυχίες, οι ερευνητές θα χρειαστεί να περάσουν αρκετά χρόνια για την τελειοποίηση της τεχνολογίας. Όπως αναφέρει το BBC News, το επόμενο βήμα των επιστημόνων θα είναι η δοκιμή της τεχνικής τους σε μεγαλύτερους πληθυσμούς που στεγάζονται σε λιγότερο τεχνητά περιβάλλοντα.
Η παγκόσμια εξάλειψη των κουνουπιών που μεταδίδουν την ελονοσία μπορεί να παραμείνει ένας σχετικά απομακρυσμένος στόχος, αλλά ο Kevin Esvelt, βιολόγος στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης που δεν συμμετείχε στη μελέτη, λέει στο The New York Times Wade ότι η προώθηση των τεχνικών γονιδιακής κίνησης μπορεί να είναι το κλειδί - παρά τους πιθανούς κινδύνους που συνδέονται με την τεχνολογία.
Ο Έσβελτ καταλήγει στο συμπέρασμα: «Η γνωστή βλάβη της ελονοσίας υπερτερεί σε μεγάλο βαθμό κάθε πιθανής οικολογικής παρενέργειας που έχει τεθεί μέχρι σήμερα, έστω κι αν όλες αυτές συνέβησαν αμέσως».
