Innovativ biokontrollteknikk retter seg mot kvinnelige insekter for å bekjempe myggbårne sykdommer

Innovativ biokontrollteknikk retter seg mot kvinnelige insekter for å bekjempe myggbårne sykdommer

En genetisk biokontrollmetode som forkorter levetiden til kvinnelige insekter kan fungere like raskt som plantevernmidler for å redusere populasjoner av sykdomsbærende mygg og ødeleggende planteskadedyr, sier forskere.

Skadeinsekter utgjør en enorm trussel mot global helse og landbruk, og forårsaker hundretusener av dødsfall og millioner av infeksjoner hvert år, og forårsaker milliarder i helse- og avlingsskader.

Biokontroll blir i økende grad sett på som et levedyktig alternativ til plantevernmidler, som kan skade ikke-målarter og økosystemer og bli mindre effektive ettersom motstanden mot dem øker.

En ny tilnærming kalt Toxic Male Technique (TMT), utviklet av forskere ved ARC Center of Excellence in Synthetic Biology ved Macquarie University i Australia, involverer genmanipulering av mannlige insekter for å forkorte levetiden til hunnene de parer seg med.

Forskere sier det kan brukes til raskt å reagere på utbrudd av landbruksskadedyr og bekjempe myggbårne sykdommer som malaria, dengue og zika.

"Vi tror at teknologien vår har potensialet til å fungere like raskt som plantevernmidler, uten den tilhørende risikoen for skade på andre arter og miljøet," sier Samuel Beach, en anvendt biovitenskapsforsker ved Macquarie University og hovedforfatter av studien publisert i dag i Nature Communication.

Beach sier at tilnærmingen er mer effektiv enn eksisterende metoder som den sterile insektteknikken eller frigjøring av insekter med dødelige gener, som fungerer ved å frigjøre masser av steriliserte eller genmodifiserte hanner for å pare seg med ville hunner.

Med disse teknikkene føder de parrede hunnene ingen eller bare mannlige avkom, men de fortsetter å livnære seg på blod og spre sykdom til de dør naturlig - noe som betyr at bestanden av bitende hunner bare avtar etter hvert som neste generasjon dukker opp.

"TMT er billigere fordi du trenger færre hanner for å redusere insektpopulasjonen eller spredningen av sykdom mye raskere," forklarer Beach.

Giftproteiner

Den nye teknikken involverer genmanipulering av mannlige insekter for å produsere insektspesifikke giftproteiner i sædcellene deres. Når disse hannene parer seg med hunner, overføres proteinene, noe som forkorter hunnenes levetid og deres evne til å spre sykdom betydelig.

Forskerne fant at parring av hunner med genmodifiserte hanner forkortet deres levetid med 60 prosent.

"Ideelt sett sikter vi mot en 100 prosent reduksjon i levetid - det vil si at hunnene dør så snart de parer seg med hannen," sa Beach til SciDev.Net. "Men vi ønsker å oppnå dette på lang sikt, det vil ta litt tid."

Selv en reduksjon på 60 prosent kan gå en lang vei mot å redusere virkningen av myggbårne sykdommer, legger han til.

Sykdommer som malaria, denguefeber, Zika, chikungunya og gulfeber overføres av hunnmyggarter Aedes aegypti og Anopheles gambiae.

Beach forklarer at en hunnmygg som lever av en verts blod og blir infisert med viruset ikke er smittsom på noen dager. I en periode på fem til ti dager kan hun ikke overføre sykdommen til en annen person.

"Det betyr at vi ikke trenger å komme til 100 prosent dødelighet, vi må bare forkorte levetiden deres innenfor den tidsperioden hvor de ikke kan overføre sykdommen til en annen person, som vi anslår til å være rundt 60 til 80 prosent per person. "Levetiden er forkortet med én prosent, sier Beach.

Forskerne sier at teknologien kan fungere enda bedre for bønder fordi planteskadegjørere har lengre levetid enn mygg – opptil et år eller to sammenlignet med tre til fire uker.

"Fordi generasjonstiden er så lang, hvis vi kan drepe hunnen tidligere, vil det være til mye større fordel for skadedyr i landbruket," legger Beach til.

Driftskostnader

Tonny Owalla, en forsker ved Med Biotech Laboratories Kampala, Uganda, som ikke var involvert i studien, mener at utvikling av hannmygg for å redusere bestanden av kvinnelige malariabærere kan være en nyttig tilnærming.

Men han advarer om at kostnadene ved utplassering kan gjøre teknologien ubrukelig for rutinemessig bruk i malaria-endemiske land.

"Ta for eksempel hvor mange hannmygg du ville slippe ut i Den demokratiske republikken Kongo, det mest malaria-endemiske landet i Afrika, hvor mange runder med utsettinger per år, infrastruktur, myggforsyningskilde ..." sier Owalla.

Beach sier at teknologien må gjennom grundig sikkerhetstesting før den rulles ut. I tillegg kreves også regelverk for bruk og infrastruktur for oppdrett av mygg.

Vi er imidlertid sikre på at teknologien vår i løpet av noen år vil gi millioner av mennesker rundt om i verden en bærekraftig løsning for å bekjempe sykdommer og planteskadedyr.»

Tonny Owalla, forsker ved Med Biotech Laboratories Kampala, Uganda

Kilder: