Inovatívna technika biologickej kontroly sa zameriava na samičky hmyzu na boj proti chorobám prenášaným komármi

Inovatívna technika biologickej kontroly sa zameriava na samičky hmyzu na boj proti chorobám prenášaným komármi

Metóda genetickej biologickej kontroly, ktorá skracuje životnosť samičiek hmyzu, by mohla fungovať rovnako rýchlo ako pesticídy na zníženie populácie komárov prenášajúcich choroby a deštruktívnych škodcov rastlín, tvrdia vedci.

Hmyzí škodcovia predstavujú obrovskú hrozbu pre globálne zdravie a poľnohospodárstvo, pričom každoročne spôsobujú státisíce úmrtí a milióny infekcií a spôsobujú miliardové škody na zdraví a úrode.

Biokontrola sa čoraz viac považuje za životaschopnú alternatívu pesticídov, ktoré môžu poškodiť necieľové druhy a ekosystémy a stávajú sa menej účinnými, keď sa zvyšuje odolnosť voči nim.

Nový prístup nazvaný Toxic Male Technique (TMT), ktorý vyvinuli výskumníci z ARC Center of Excellence in Synthetic Biology na Macquarie University v Austrálii, zahŕňa genetické inžinierstvo samcov hmyzu, aby sa skrátila dĺžka života samíc, s ktorými sa pária.

Výskumníci tvrdia, že sa dá použiť na rýchlu reakciu na vypuknutie poľnohospodárskych škodcov a na boj proti chorobám prenášaným komármi, ako je malária, horúčka dengue a Zika.

„Veríme, že naša technológia má potenciál fungovať tak rýchlo ako pesticídy, bez súvisiacich rizík poškodenia iných druhov a životného prostredia,“ hovorí Samuel Beach, výskumník aplikovaných biologických vied na Macquarie University a hlavný autor štúdie zverejnenej dnes v Nature Communication.

Beach hovorí, že tento prístup je účinnejší ako existujúce metódy, ako je technika sterilného hmyzu alebo vypustenie hmyzu so smrteľnými génmi, ktoré fungujú tak, že uvoľňujú masy sterilizovaných alebo geneticky modifikovaných samcov, aby sa spárili s divými samicami.

Pomocou týchto techník spárené samice nerodia žiadne alebo len samčie potomstvo, ale naďalej sa živia krvou a šíria choroby, až kým prirodzene nezomrú - čo znamená, že populácia hryziacich samíc len klesá, keď sa objaví ďalšia generácia.

"TMT je lacnejší, pretože potrebujete menej samcov, aby ste znížili populáciu hmyzu alebo šírenie chorôb oveľa rýchlejšie," vysvetľuje Beach.

Jedovaté bielkoviny

Nová technika zahŕňa genetické inžinierstvo samcov hmyzu na produkciu proteínov jedu špecifických pre hmyz v ich spermiách. Keď sa tieto samce pária so samicami, proteíny sa prenesú, čím sa samiciam výrazne skráti dĺžka života a ich schopnosť šíriť choroby.

Vedci zistili, že párenie samíc s geneticky modifikovanými samcami skrátilo ich životnosť o 60 percent.

"V ideálnom prípade sa zameriavame na 100-percentné zníženie dĺžky života - to znamená, že samice uhynú hneď, ako sa spária so samcom," povedal Beach pre SciDev.Net. "Ale chceme to dosiahnuť z dlhodobého hľadiska, bude to nejaký čas trvať."

Dokonca aj 60-percentné zníženie by mohlo viesť k zníženiu vplyvu chorôb prenášaných komármi, dodáva.

Choroby ako malária, horúčka dengue, Zika, chikungunya a žltá zimnica prenášajú samice komárov druhu Aedes aegypti a Anopheles gambiae.

Beach vysvetľuje, že samička komára, ktorá sa živí krvou hostiteľa a nakazí sa vírusom, nie je nákazlivá niekoľko dní. Po dobu piatich až desiatich dní nemôže preniesť chorobu na inú osobu.

"To znamená, že sa nemusíme dostať na 100-percentnú úmrtnosť, len musíme skrátiť ich životnosť v rámci toho obdobia, keď nemôžu preniesť chorobu na druhú osobu, čo odhadujeme na približne 60 až 80 percent na osobu. "Životnosť sa skráti o jedno percento," hovorí Beach.

Vedci tvrdia, že táto technológia by mohla pre farmárov fungovať ešte lepšie, pretože škodcovia rastlín majú dlhšiu životnosť ako komáre – až rok alebo dva v porovnaní s tromi až štyrmi týždňami.

"Pretože generačný čas je taký dlhý, ak dokážeme zabiť samicu skôr, bude to oveľa väčší úžitok pre poľnohospodárskych škodcov," dodáva Beach.

Prevádzkové náklady

Tonny Owalla, výskumník z Med Biotech Laboratories Kampala v Ugande, ktorý sa na štúdii nezúčastnil, sa domnieva, že vývoj samcov komárov na zníženie populácie prenášačiek malárie by mohol byť užitočným prístupom.

Ale varuje, že náklady na nasadenie by mohli spôsobiť, že technológia nebude použiteľná na bežné použitie v krajinách s endemickým výskytom malárie.

„Vezmite si napríklad, koľko samcov komárov by ste vypustili v Konžskej demokratickej republike, krajine s najväčším výskytom malárie v Afrike, koľko kôl vypustenia ročne, infraštruktúru, zdroj dodávok komárov…,“ hovorí Owalla.

Beach hovorí, že technológia musí prejsť prísnym bezpečnostným testovaním predtým, ako bude uvedená na trh. Okrem toho sú potrebné aj regulačné rámce na používanie a infraštruktúru na chov komárov.

Sme si však istí, že o niekoľko rokov naša technológia poskytne miliónom ľudí na celom svete udržateľné riešenie na boj proti chorobám a škodcom rastlín.“

Tonny Owalla, výskumník v Med Biotech Laboratories Kampala, Uganda

Zdroje: