Komary modyfikowane przy użyciu metod genetycznych, takich jak napęd genowy (ang. gene drive-modified mosquitoes, GDMM), mają obiecujący potencjał jako nowe narzędzie do kontroli i eliminacji malarii oraz innych chorób zakaźnych przenoszonych przez komary. Po uwolnieniu do środowiska mają przekazać modyfikację genetyczną do lokalnej populacji dzikich komarów z częstotliwością wyższą niż ta przewidywana na podstawie genetyki Mendla. Komary GMO i komary GDMM różnią się od siebie przede wszystkim mechanizmami modyfikacji genetycznej oraz celami, do jakich są projektowane. Te drugie mają powodować trwałe i szeroko zakrojone zmiany w całej populacji komarów i mogą być tworzone nie tylko po to, aby nie przenosiły patogenów, ale również aby wyprzeć dzikie populacje komarów lub znacząco je zmniejszyć.
Na czym polega mechanizm zwany napędem genowym
Napęd genowy (ang. gene drive), czyli mechanizm inżynierii genetycznej, sprzyja dziedziczeniu określonych genów z pokolenia na pokolenie i może być stosowany do szybkiego wprowadzania nowych cech w populacji krzyżujących się organizmów. W systemach tych modyfikacja odpowiedzialna za nową cechę może polegać na zmianie sekwencji genów, wyłączeniu lub usunięciu genu albo na wprowadzeniu nowych genów do genomu komara. Systemy te mają na celu albo zmniejszenie liczebności populacji komarów będących wektorami chorób poprzez zahamowanie ich rozrodu lub przeżywalności (supresja populacji), albo modyfikację komarów w taki sposób, aby były niezdolne do przenoszenia patogenów (zastąpienie populacji).
Zgodnie z planem Światowej Organizacji Zdrowia (ang. World Health Organization,WHO) wdrożenie GDMM jako narzędzi zdrowia publicznego będzie rozważane dopiero po odpowiednich testach terenowych, które potwierdzą ich bezpieczeństwo dla zdrowia i środowiska oraz skuteczność w ograniczaniu populacji komarów będących wektorami chorób. Wdrożenie to obejmowałoby produkcję GDMM w odpowiednich laboratoriach i ich systematyczne wypuszczanie do środowiska, gdzie będą krzyżować się z dzikimi komarami, co pozwoli na wprowadzenie pożądanej cechy do lokalnej populacji docelowego gatunku na pewien czas. Proces ten będzie się odbywać się pod nadzorem krajowych organów regulacyjnych w zakresie kontroli chorób.
Dotychczasowe osiągnięcia firmy Oxitec i technologia Friendly Mosquito Technology
Oxitec to brytyjska firma biotechnologiczna, która specjalizuje się w tworzeniu genetycznie zmodyfikowanych komarów (ang. genetically modified organism, GMO) w celu kontrolowania populacji odpowiedzialnej za przenoszenie chorób, takich jak denga, zika, czikungunia czy malaria. Opracowana przez nich technologia Friendly Mosquito Technology polega na tworzeniu zmodyfikowanych genetycznie komarów, posiadających specjalny gen ograniczający ich zdolność do rozmnażania. Oxitec modyfikuje komary w taki sposób, aby tylko samce – które nie kłują ludzi i nie przenoszą chorób – były uwalniane do środowiska. Samce GMO krzyżują się tam z dzikimi samicami, produkując potomstwo, które umiera przed osiągnięciem dojrzałości, co prowadzi do zmniejszenia liczebności dzikiej populacji komarów. W systemie tym szczególnie ważne było uniknięcie powstania zmodyfikowanych genetycznie samic, z uwagi na obawy społeczne dotyczące uwalniania owadów GMO, które mogą pobierać krew ludzką.
Friendly Mosquito Technology w walce z malarią
Celem modyfikacji genetycznej w przypadku komarów z rodzaju Anopheles jest zahamowanie ich zdolności do przenoszenia pierwotniaków z rodzaju Plasmodium, czyli mikroorganizmów powodujących malarię. Według amerykańskiego Centrum Kontroli i Prewencji Chorób (ang. Centers for Disease Control and Prevention, CDC) od 2019 r. na całym świecie uwolniono już do środowiska ponad 1 mld zmodyfikowanych genetycznie komarów, przeznaczonych do walki z malarią. W 2024 r. komary zostały wypuszczone w Afryce Wschodniej, ale podobne eksperymenty przeprowadzono wcześniej również w Brazylii, Panamie, Indiach oraz na Kajmanach. System opracowany przez firmę Oxitec stanowi zatem kluczowy krok w walce z chorobami zakaźnymi przenoszonymi przez komary przede wszystkim w regionach endemicznych.
Podsumowanie
Choroby przenoszone przez komary stanowią poważne zagrożenie dla zdrowia publicznego na całym świecie. Stosowanie tradycyjnych metod kontroli populacji tych owadów, takich jak opryski pestycydami, larwicydami czy wprowadzenie ryb zjadających komary, jest utrudnione ze względu na coraz większą zdolność adaptacyjną komarów do zmieniających się warunków otoczenia. Z tego względu organizacje odpowiedzialne za zdrowie publiczne oraz firmy biotechnologiczne poszukują nowych metod kontroli tych wektorów.
Technologia Friendly Mosquito Technology wprowadza nowatorskie podejście do walki z chorobami przenoszonymi przez komary, stanowiąc alternatywę dla tradycyjnych metod. Jednak mimo obiecujących wyników budzi również kontrowersje i obawy związane z wpływem na ekosystem, możliwością nieprzewidywalnych skutków w środowisku oraz kwestią społecznej akceptacji. Następnym krokiem w tej dziedzinie jest technologia GDMM, która wykorzystuje bardziej zaawansowane i precyzyjne modyfikacje. GDMM, uważana za przyszłościowe rozwiązanie w kontroli malarii i innych chorób przenoszonych przez komary, może stanowić przełom w zdrowiu publicznym, ale jej wdrożenie wymaga dodatkowych badań oraz ścisłej współpracy z władzami i społecznościami lokalnymi, aby zapewnić skuteczność i bezpieczeństwo.
Opracowano na podstawie:
- James L.S. et al., Regulatory and policy considerations for the implementation of gene drive‑modified mosquitoes to prevent malaria transmission,Transgenic Res 2023, 32: 17–32.
- Beisel U. et al., The Flying Public Health Tool: Genetically Modified Mosquitoes and Malaria Control,Science as Culture 2013, 22(1): 38–60.
- Schairer E.C. et al., Oxitec and MosquitoMate in the United States: lessons for the future of gene drive mosquito control,Pathogens and Global Health 2021, 115(6): 365–376.
- https://naukawpolsce.pl/aktualnosci/news%2C102899%2Ccdc-do-srodowiska-trafilo-ponad-1-mld-komarow-gmo-przeznaczonych-do-walki-z [dostęp: 7.11.2024].
