تقنية مبتكرة للمكافحة الحيوية تستهدف إناث الحشرات لمكافحة الأمراض التي ينقلها البعوض

تقنية مبتكرة للمكافحة الحيوية تستهدف إناث الحشرات لمكافحة الأمراض التي ينقلها البعوض

يقول الباحثون إن طريقة المكافحة الحيوية الجينية التي تقصر عمر إناث الحشرات يمكن أن تعمل بنفس سرعة المبيدات الحشرية لتقليل أعداد البعوض الحامل للأمراض والآفات النباتية المدمرة.

تشكل الآفات الحشرية تهديدًا كبيرًا للصحة والزراعة العالمية، حيث تسبب مئات الآلاف من الوفيات وملايين الإصابات كل عام، وتتسبب في خسائر صحية وأضرار بالمحاصيل بالمليارات.

ويُنظر إلى المكافحة البيولوجية بشكل متزايد على أنها بديل صالح للمبيدات الحشرية، التي يمكن أن تضر بالأنواع والنظم البيئية غير المستهدفة وتصبح أقل فعالية مع زيادة المقاومة لها.

يتضمن نهج جديد يسمى تقنية الذكور السامة (TMT)، التي طورها باحثون في مركز ARC للتميز في البيولوجيا الاصطناعية بجامعة ماكواري في أستراليا، إجراء هندسة وراثية للحشرات الذكورية لتقصير عمر الإناث التي تتزاوج معها.

ويقول الباحثون إنه يمكن استخدامه للاستجابة السريعة لتفشي الآفات الزراعية ومكافحة الأمراض التي ينقلها البعوض مثل الملاريا وحمى الضنك وزيكا.

يقول صامويل بيتش، الباحث في علوم الحياة التطبيقية في جامعة ماكواري والمؤلف الرئيسي للدراسة المنشورة اليوم في مجلة Nature Communication: "نعتقد أن تقنيتنا لديها القدرة على العمل بسرعة مثل المبيدات الحشرية، دون المخاطر المرتبطة بها المتمثلة في الإضرار بالأنواع الأخرى والبيئة".

ويقول بيتش إن هذا النهج أكثر كفاءة من الأساليب الحالية مثل تقنية الحشرة العقيمة أو إطلاق الحشرات ذات الجينات القاتلة، والتي تعمل عن طريق إطلاق أعداد كبيرة من الذكور المعقمة أو المعدلة وراثيا للتزاوج مع الإناث البرية.

باستخدام هذه التقنيات، لا تلد الإناث المتزاوجة أي ذرية من الذكور أو تلد فقط، لكنها تستمر في التغذي على الدم ونشر المرض حتى تموت بشكل طبيعي، مما يعني أن عدد الإناث العضات يتناقص فقط مع ظهور الجيل التالي.

يوضح بيتش: "إن TMT أرخص لأنك تحتاج إلى عدد أقل من الذكور لتقليل أعداد الحشرات أو انتشار المرض بشكل أسرع".

البروتينات السامة

تتضمن التقنية الجديدة هندسة ذكور الحشرات وراثيا لإنتاج بروتينات سم خاصة بالحشرات في الحيوانات المنوية. عندما يتزاوج هؤلاء الذكور مع الإناث، يتم نقل البروتينات، مما يقلل بشكل كبير من عمر الإناث وقدرتها على نشر المرض.

ووجد الباحثون أن تزاوج الإناث مع الذكور المعدلين وراثيا أدى إلى تقصير عمرهن بنسبة 60%.

وقال بيتش لشبكة SciDev.Net: «من الناحية المثالية، نحن نهدف إلى خفض متوسط ​​العمر بنسبة 100%، أي أن الإناث تموت بمجرد أن تتزاوج مع الذكر». "لكننا نريد تحقيق ذلك على المدى الطويل، سيستغرق الأمر بعض الوقت."

ويضيف أن حتى التخفيض بنسبة 60% يمكن أن يقطع شوطا طويلا نحو الحد من تأثير الأمراض التي ينقلها البعوض.

تنتقل أمراض مثل الملاريا وحمى الضنك وزيكا وشيكونغونيا والحمى الصفراء عن طريق إناث البعوض من نوع الزاعجة المصرية والأنوفيلة الغامبية.

يوضح بيتش أن أنثى البعوض التي تتغذى على دم المضيف وتصاب بالفيروس ليست معدية لبضعة أيام. ولمدة خمسة إلى عشرة أيام، لا يمكنها نقل المرض إلى شخص آخر.

"وهذا يعني أننا لا يتعين علينا الوصول إلى معدل وفيات بنسبة 100%، كل ما علينا فعله هو تقصير عمرهم خلال تلك الفترة الزمنية التي لا يمكنهم فيها نقل المرض إلى شخص آخر، والتي نقدرها بنحو 60 إلى 80% لكل شخص. يقول بيتش: "تم تقصير العمر بنسبة واحد في المائة".

ويقول الباحثون إن هذه التكنولوجيا يمكن أن تعمل بشكل أفضل بالنسبة للمزارعين لأن الآفات النباتية لها عمر أطول من البعوض - يصل إلى عام أو عامين مقارنة بثلاثة إلى أربعة أسابيع.

ويضيف بيتش: "نظرًا لأن فترة التكاثر طويلة جدًا، فإذا تمكنا من قتل الأنثى في وقت مبكر، فسيكون ذلك ذا فائدة أكبر بكثير للآفات الزراعية".

تكاليف التشغيل

يعتقد توني أوالا، الباحث في مختبرات ميد للتكنولوجيا الحيوية بكمبالا، أوغندا، والذي لم يشارك في الدراسة، أن تطوير ذكور البعوض لتقليل عدد الإناث الحاملات للملاريا يمكن أن يكون نهجًا مفيدًا.

لكنه يحذر من أن تكلفة النشر قد تجعل التكنولوجيا غير قابلة للاستخدام للاستخدام الروتيني في البلدان التي تتوطنها الملاريا.

يقول أوالا: "خذ على سبيل المثال عدد ذكور البعوض التي ستطلقها في جمهورية الكونغو الديمقراطية، البلد الأكثر توطنًا للملاريا في أفريقيا، وعدد جولات الإطلاق سنويًا، والبنية التحتية، ومصدر إمدادات البعوض...".

ويقول بيتش إن التكنولوجيا يجب أن تخضع لاختبارات سلامة صارمة قبل طرحها. وبالإضافة إلى ذلك، هناك حاجة أيضًا إلى أطر تنظيمية للاستخدام والبنية التحتية لتربية البعوض.

ومع ذلك، نحن على يقين من أنه في غضون سنوات قليلة ستوفر تقنيتنا لملايين الأشخاص حول العالم حلاً مستدامًا لمكافحة الأمراض والآفات النباتية.

توني أوالا، باحث في مختبرات ميد للتكنولوجيا الحيوية، كمبالا، أوغندا

مصادر: