Η καινοτόμος τεχνική βιοελέγχου στοχεύει τα θηλυκά έντομα για την καταπολέμηση ασθενειών που μεταδίδονται από τα κουνούπια

Η καινοτόμος τεχνική βιοελέγχου στοχεύει τα θηλυκά έντομα για την καταπολέμηση ασθενειών που μεταδίδονται από τα κουνούπια

Μια μέθοδος γενετικού βιοελέγχου που μειώνει τη διάρκεια ζωής των θηλυκών εντόμων θα μπορούσε να λειτουργήσει τόσο γρήγορα όσο τα φυτοφάρμακα για να μειώσει τους πληθυσμούς των κουνουπιών που μεταφέρουν ασθένειες και των καταστροφικών παρασίτων των φυτών, λένε οι ερευνητές.

Τα έντομα αποτελούν τεράστια απειλή για την παγκόσμια υγεία και τη γεωργία, προκαλώντας εκατοντάδες χιλιάδες θανάτους και εκατομμύρια μολύνσεις κάθε χρόνο και προκαλώντας δισεκατομμύρια ζημιές στην υγεία και στις καλλιέργειες.

Ο βιοέλεγχος θεωρείται ολοένα και περισσότερο ως μια βιώσιμη εναλλακτική λύση στα φυτοφάρμακα, τα οποία μπορούν να βλάψουν είδη και οικοσυστήματα που δεν αποτελούν στόχο και να γίνουν λιγότερο αποτελεσματικά καθώς αυξάνεται η αντίσταση σε αυτά.

Μια νέα προσέγγιση που ονομάζεται Toxic Male Technique (TMT), που αναπτύχθηκε από ερευνητές στο ARC Center of Excellence in Synthetic Biology στο Πανεπιστήμιο Macquarie στην Αυστραλία, περιλαμβάνει τη γενετική μηχανική αρσενικών εντόμων για να συντομεύσει τη διάρκεια ζωής των θηλυκών με τα οποία ζευγαρώνουν.

Οι ερευνητές λένε ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί για γρήγορη απόκριση σε κρούσματα γεωργικών παρασίτων και για την καταπολέμηση ασθενειών που μεταδίδονται από τα κουνούπια, όπως η ελονοσία, ο δάγγειος πυρετός και ο Ζίκα.

«Πιστεύουμε ότι η τεχνολογία μας έχει τη δυνατότητα να λειτουργήσει τόσο γρήγορα όσο τα φυτοφάρμακα, χωρίς τους σχετικούς κινδύνους βλάβης σε άλλα είδη και στο περιβάλλον», λέει ο Samuel Beach, ερευνητής εφαρμοσμένων βιοεπιστημών στο Πανεπιστήμιο Macquarie και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης που δημοσιεύτηκε σήμερα στο Nature Communication.

Ο Μπιτς λέει ότι η προσέγγιση είναι πιο αποτελεσματική από τις υπάρχουσες μεθόδους, όπως η τεχνική στείρων εντόμων ή η απελευθέρωση εντόμων με θανατηφόρα γονίδια, τα οποία λειτουργούν απελευθερώνοντας μάζες στείρων ή γενετικά τροποποιημένων αρσενικών για να ζευγαρώσουν με άγρια ​​θηλυκά.

Με αυτές τις τεχνικές, τα θηλυκά που ζευγαρώνουν δεν γεννούν καθόλου ή μόνο αρσενικούς απογόνους, αλλά συνεχίζουν να τρέφονται με αίμα και να μεταδίδουν ασθένειες μέχρι να πεθάνουν φυσικά - που σημαίνει ότι ο πληθυσμός των θηλυκών που δαγκώνουν μειώνεται μόνο καθώς αναδύεται η επόμενη γενιά.

«Το TMT είναι φθηνότερο επειδή χρειάζεστε λιγότερα αρσενικά για να μειώσετε τον πληθυσμό των εντόμων ή την εξάπλωση της ασθένειας πολύ πιο γρήγορα», εξηγεί ο Μπιτς.

Δηλητηριώδεις πρωτεΐνες

Η νέα τεχνική περιλαμβάνει τη γενετική μηχανική αρσενικών εντόμων για την παραγωγή πρωτεϊνών δηλητηρίου ειδικών για τα έντομα στο σπέρμα τους. Όταν αυτά τα αρσενικά ζευγαρώνουν με θηλυκά, οι πρωτεΐνες μεταφέρονται, μειώνοντας σημαντικά τη διάρκεια ζωής των θηλυκών και την ικανότητά τους να μεταδίδουν ασθένειες.

Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι το ζευγάρωμα θηλυκών με γενετικά τροποποιημένα αρσενικά μείωσε τη διάρκεια ζωής τους κατά 60%.

«Στην ιδανική περίπτωση, στοχεύουμε σε 100 τοις εκατό μείωση της διάρκειας ζωής - δηλαδή, τα θηλυκά πεθαίνουν αμέσως μόλις ζευγαρώσουν με το αρσενικό», είπε ο Μπιτς στο SciDev.Net. «Αλλά θέλουμε να το πετύχουμε αυτό μακροπρόθεσμα, θα χρειαστεί λίγος χρόνος».

Ακόμη και μια μείωση κατά 60 τοις εκατό θα μπορούσε να βοηθήσει πολύ στη μείωση των επιπτώσεων των ασθενειών που μεταδίδονται από τα κουνούπια, προσθέτει.

Ασθένειες όπως η ελονοσία, ο δάγγειος πυρετός, ο Zika, η chikungunya και ο κίτρινος πυρετός μεταδίδονται από τα θηλυκά είδη κουνουπιών Aedes aegypti και Anopheles gambiae.

Το Beach εξηγεί ότι ένα θηλυκό κουνούπι που τρέφεται με το αίμα ενός ξενιστή και μολύνεται από τον ιό δεν είναι μεταδοτικό για λίγες μέρες. Για μια περίοδο πέντε έως δέκα ημερών, δεν μπορεί να μεταδώσει την ασθένεια σε άλλο άτομο.

"Αυτό σημαίνει ότι δεν χρειάζεται να φτάσουμε στο 100 τοις εκατό θνησιμότητα, απλά πρέπει να συντομεύσουμε τη διάρκεια ζωής τους μέσα σε αυτό το χρονικό διάστημα όπου δεν μπορούν να μεταδώσουν την ασθένεια σε δεύτερο άτομο, το οποίο υπολογίζουμε ότι είναι περίπου 60 με 80 τοις εκατό ανά άτομο. Η διάρκεια ζωής μειώνεται κατά ένα τοις εκατό", λέει ο Beach.

Οι ερευνητές λένε ότι η τεχνολογία θα μπορούσε να λειτουργήσει ακόμη καλύτερα για τους αγρότες, επειδή τα παράσιτα των φυτών έχουν μεγαλύτερη διάρκεια ζωής από τα κουνούπια - έως ένα ή δύο χρόνια σε σύγκριση με τρεις έως τέσσερις εβδομάδες.

«Επειδή ο χρόνος παραγωγής είναι τόσο μεγάλος, αν καταφέρουμε να σκοτώσουμε το θηλυκό νωρίτερα θα έχει πολύ μεγαλύτερο όφελος για τα γεωργικά παράσιτα», προσθέτει ο Μπιτς.

Δαπάνες λειτουργίας

Ο Tonny Owalla, ερευνητής στο Med Biotech Laboratories Kampala της Ουγκάντα, ο οποίος δεν συμμετείχε στη μελέτη, πιστεύει ότι η ανάπτυξη αρσενικών κουνουπιών για τη μείωση του πληθυσμού των θηλυκών φορέων ελονοσίας θα μπορούσε να είναι μια χρήσιμη προσέγγιση.

Ωστόσο, προειδοποιεί ότι το κόστος της εγκατάστασης θα μπορούσε να καταστήσει την τεχνολογία αχρησιμοποίητη για συνήθη χρήση σε ενδημικές χώρες της ελονοσίας.

«Πάρτε για παράδειγμα πόσα αρσενικά κουνούπια θα απελευθερώνατε στη Λαϊκή Δημοκρατία του Κονγκό, την πιο ενδημική χώρα της ελονοσίας στην Αφρική, πόσους κύκλους απελευθερώσεων ετησίως, υποδομές, πηγή προμήθειας κουνουπιών…» λέει ο Owalla.

Ο Beach λέει ότι η τεχνολογία πρέπει να περάσει από αυστηρές δοκιμές ασφαλείας πριν κυκλοφορήσει. Επιπλέον, απαιτούνται ρυθμιστικά πλαίσια για τη χρήση και την υποδομή για την αναπαραγωγή κουνουπιών.

Ωστόσο, είμαστε σίγουροι ότι σε λίγα χρόνια η τεχνολογία μας θα προσφέρει σε εκατομμύρια ανθρώπους σε όλο τον κόσμο μια βιώσιμη λύση για την καταπολέμηση ασθενειών και παρασίτων των φυτών».

Tonny Owalla, ερευνητής στο Med Biotech Laboratories Kampala, Ουγκάντα

Πηγές: