Innovativ biokontrollteknik riktar sig mot kvinnliga insekter för att bekämpa myggburna sjukdomar

Innovativ biokontrollteknik riktar sig mot kvinnliga insekter för att bekämpa myggburna sjukdomar

En genetisk biokontrollmetod som förkortar livslängden för kvinnliga insekter skulle kunna fungera lika snabbt som bekämpningsmedel för att minska populationer av sjukdomsbärande myggor och destruktiva växtskadegörare, säger forskare.

Skadeinsekter utgör ett enormt hot mot global hälsa och jordbruk, orsakar hundratusentals dödsfall och miljontals infektioner varje år, och orsakar miljarder i hälsa och skador på grödor.

Biokontroll ses alltmer som ett gångbart alternativ till bekämpningsmedel, som kan skada icke-målarter och ekosystem och bli mindre effektiva när resistensen mot dem ökar.

Ett nytt tillvägagångssätt kallat Toxic Male Technique (TMT), utvecklat av forskare vid ARC Center of Excellence in Synthetic Biology vid Macquarie University i Australien, involverar genmanipulation av manliga insekter för att förkorta livslängden för honorna de paras med.

Forskare säger att det kan användas för att snabbt svara på utbrott av jordbruksskadegörare och bekämpa myggburna sjukdomar som malaria, dengue och zika.

"Vi tror att vår teknik har potentialen att fungera lika snabbt som bekämpningsmedel, utan de tillhörande riskerna för skada på andra arter och miljön", säger Samuel Beach, forskare inom tillämpad biovetenskap vid Macquarie University och huvudförfattare till studien som publicerades idag i Nature Communication.

Beach säger att tillvägagångssättet är mer effektivt än befintliga metoder som den sterila insektstekniken eller frisättningen av insekter med dödliga gener, som fungerar genom att släppa massor av steriliserade eller genetiskt modifierade hanar för att para sig med vilda honor.

Med dessa tekniker föder de parade honorna ingen eller bara manliga avkommor, men de fortsätter att livnära sig på blod och sprida sjukdomar tills de dör naturligt - vilket innebär att populationen av bitande honor bara minskar när nästa generation dyker upp.

"TMT är billigare eftersom du behöver färre hanar för att minska insektspopulationen eller spridningen av sjukdomar mycket snabbare," förklarar Beach.

Giftproteiner

Den nya tekniken går ut på att genmanipulera manliga insekter för att producera insektsspecifika giftproteiner i deras spermier. När dessa hanar parar sig med honor överförs proteinerna, vilket avsevärt förkortar honornas livslängd och deras förmåga att sprida sjukdomar.

Forskarna fann att parning av honor med genetiskt modifierade hanar förkortade deras livslängd med 60 procent.

"Helst siktar vi på en 100-procentig minskning av livslängden - det vill säga att honorna dör så fort de parar sig med hanen", sa Beach till SciDev.Net. "Men vi vill uppnå detta på lång sikt, det kommer att ta lite tid."

Även en minskning på 60 procent skulle kunna gå långt mot att minska effekten av myggburna sjukdomar, tillägger han.

Sjukdomar som malaria, denguefeber, Zika, chikungunya och gula febern överförs av honmyggarter Aedes aegypti och Anopheles gambiae.

Beach förklarar att en mygghona som livnär sig på en värds blod och blir infekterad med viruset inte är smittsam på några dagar. Under en period av fem till tio dagar kan hon inte överföra sjukdomen till en annan person.

"Det betyder att vi inte behöver komma till 100 procent dödlighet, vi måste bara förkorta deras livslängd inom den tidsperioden där de inte kan överföra sjukdomen till en andra person, vilket vi uppskattar till cirka 60 till 80 procent per person. "Livslängden förkortas med en procent, säger Beach.

Forskarna säger att tekniken skulle kunna fungera ännu bättre för bönder eftersom växtskadegörare har längre livslängd än myggor – upp till ett eller två år jämfört med tre till fyra veckor.

"Eftersom generationstiden är så lång, om vi kan döda honan tidigare kommer det att vara till mycket större nytta för skadedjur i jordbruket," tillägger Beach.

Driftskostnader

Tonny Owalla, en forskare vid Med Biotech Laboratories Kampala, Uganda, som inte var involverad i studien, tror att utveckling av manliga myggor för att minska populationen av kvinnliga malariabärare kan vara ett användbart tillvägagångssätt.

Men han varnar för att kostnaden för utbyggnaden kan göra tekniken oanvändbar för rutinmässig användning i malaria-endemiska länder.

"Ta till exempel hur många manliga myggor du skulle släppa ut i Demokratiska republiken Kongo, det mest malariaendemiska landet i Afrika, hur många omgångar av utsättningar per år, infrastruktur, myggtillförselkälla...", säger Owalla.

Beach säger att tekniken måste genomgå rigorösa säkerhetstester innan den rullas ut. Dessutom krävs också regelverk för användning och infrastruktur för uppfödning av myggor.

Men vi är säkra på att vår teknik inom några år kommer att ge miljontals människor runt om i världen en hållbar lösning för att bekämpa sjukdomar och växtskadegörare.”

Tonny Owalla, forskare vid Med Biotech Laboratories Kampala, Uganda

Källor: