Gyilkos gén hozhatja el a szúnyogok végzetét

2014.08.01. 13:16

A WHO adatai szerint a szúnyogok évente egymillió embert ölnek meg az általuk terjesztett betegségekkel. Egy angliai cég most új módszerrel próbál véget vetni a csonttörő lázat terjesztő faj rémuralmának: először engednek szabadon nagy mennyiségben genetikailag módosított szúnyogokat, hogy elpusztítsák a természetes állományt.

Napokon belül megnyitja az oxfordi székhelyű Oxitec cég a brazíliai Campanisban azt az üzemet, ahol genetikailag módosított szúnyogok millióit fogja "gyártani". Az Aedes aegypti szúnyogfaj módosított változatának kereskedelmi forgalomba való hozatalához szükséges engedélyeket idén áprilisban hagyta jóvá az illetékes brazil hatóság (National Technical Commission for Biosecurity; CTNBio).

Ha minden a terveknek megfelelően alakul, akkor a cég által létrehozott mutáns hímek vad (azaz a természetben élő) nőstény szúnyogokkal fognak párosodni. A megtermékenyítést követően azonban olyan genetikailag hibás utódok jönnek világra, amelyek már nem fogják megélni a kifejlett, szaporodóképes kort.

Évi 50 millió embert kínoz a csonttörő láz

A siker nagy eredmény lenne, ugyanis az Aedes aegypti a fő felelős a dengue-láz, más néven csonttörő láz vírusának terjesztéséért. Ettől a rendkívül veszélyes, nagy fájdalommal járó betegségtől a brazíliai focivébé alatt is tartottak a válogatottak csapatorvosai. Becslések szerint a vírus több mint ötvenmillió ember fertőz meg évente, a betegség szövődményei miatt pedig évi 25 ezer haláleset történik. A fertőződések száma ráadásul meredeken emelkedik: az elmúlt ötven évben csaknem harmincszor több esetet regisztráltak.

A vírust terjesztő szúnyog Afrikából származik, de már az egész világon elterjedt a szubtrópusi és trópusi éghajlaton. A vérszívó már Európában is megjelent: Madeirán, Dél-Oroszországban, Ukrajna Fekete-tengeri partvidékén és Grúziában is befogták. A csonttörő lázat gyógyítani nem lehet, és védőoltás sem létezik ellene. Magyarországon még nem észlelték.

A brazíliai Bahia állam az egyike a dengue-láz által leginkább érintett területeknek. Az Oxitec ezért az egyik helyi városban, Jacobinában szeretné először élesben bevetni a szerinte forradalmi módszert.

Aedes aegypti fajba tartozó szúnyogForrás: James Gathany/CDC

Steril rovarok

Mivel jelenleg sem vakcina, sem gyógyszer nem áll rendelkezésre a csonttörő láz ellen, az egyetlen védekezési lehetőségnek sokáig a rovarirtó szerek használata tűnt. Ezek azonban súlyosan károsítanak más fajokat is. A genetikailag módosított szúnyogok felhasználásával ezt a környezetszennyezést lehetne elkerülni.

A mérgező vegyszerek kiküszöbölése céljából a kutatók már évtizedek óta kísérleteznek alternatív módszerek kidolgozásával. Az ötvenes években két, rovarokkal foglalkozó szakember, dr. Raymond C. Bushland és dr. Edward F. Knipling egy speciális eljárást dolgozott ki, amelyet steril rovar technikának (sterile insect technique, SIT) neveztek el.

A módszer lényege, hogy a megcélzott kártevőből nagy számú hím egyedet tenyésztenek ki, majd ezeket sugárkezeléssel sterilizálják. A szabadon engedett steril hímek vad nőstényekkel fognak párosodni. A párzást követően a nőstény rovarok terméketlen petéket fognak lerakni, így ha elegendő számú steril hímet sikerül a szabadba engedni, akkor jelentősen lecsökkenthető a populáció száma.

Az eljárást az elmúlt fél évszázadban több helyen is sikerrel alkalmazták. Ezzel sikerült például visszaszorítani az Egyesült Államok területén a Cochliomyia hominivorax nevű fajt. Ennek az újvilági légynek a lárvája befúrja magát a haszonállatok, sőt az ember izomzatába is. Ugyancsak sikeresen irtották ki a módszer segítségével az álomkórt terjesztő cecelegyet Zanzibárról.

A steril rovar technika nagy előnye, hogy hatása rendkívül specifikus. Csak a megcélzott faj állományát csökkenti, ellentétben a rovarirtó szerekkel, amelyek sok más fajra - köztünk ránk, emberekre - is károsak.

A sugárkezelés hátránya

Bár a steril rovar technika környezetkímélőnek és hatékonynak tűnik, rendelkezik egy igen jelentős hátránnyal. Nagyon nehéz úgy sterilizálni egy állatot, hogy más módon ne ártsanak neki. Mivel a rovarokat sugárkezeléssel teszik terméketlenné, a sugárdózis pontos eltalálása kulcsfontosságú. Ha ez túl kicsi, akkor termékeny rovarokat bocsájtanak ki a szabadba, ha túl nagy, akkor viszont a hímek legyengülnek, és nem lesznek képesek arra, hogy sikerrel vetélkedjenek a nőstényekért.

Génekkel folytatott háború

A sugárkezelés körüli problémák arra ösztönözték a kutatókat, hogy modernebb eszközökhöz nyúljanak. Így jött képbe a géntechnológia.

A szúnyogok természetes életciklusában a megtermékenyítés után a nőstény vérszívó egészséges petéket rak. A petékből kikelő lárvák fejlődnek, majd egy ponton bebábozódnak. A bábból kikelő felnőtt egyedek ezt követően újra szaporodhatnak, a nőstény példányok pedig a vér szívásával terjeszthetik a kórokozókat.

A genetikailag módosítással ezt a természetes szaporodási ciklust kívánják megtörni. A hím szúnyogokba egy olyan mutáns gént ültetnek be, amely hibás fehérjét termel. Ez a hibás fehérje a petéből való kikelést követően megöli az utódot, még azelőtt, hogy bebábozódna és felnőtt egyeddé fejlődne. 

Ki kell engedni a mutánsokat

Ezeket a genetikailag módosított hímeket az Oxitec laboratóriumaiban állítják elő. Meg kellett azonban oldani azt a problémát, hogy a mutáns hímek a természetbe is kikerüljenek, és ott továbbörökítsék a halálos gént. Ehhez azonban el kellett érni, hogy az állatok ne pusztuljanak el a bebábozódás előtt.

A továbbfejlesztett technológiai első lépéseként a mutáns hímeket vad nőstényekkel keresztezik, így a peték tartalmazni fogják az állat számára végzetes gént. Miután azonban a lárvák kikelnek, antibiotikumot (tetraciklint) tartalmazó vízben nevelik őket. Az antibiotikum megakadályozza, hogy a genetikailag módosított szúnyogok elpusztuljanak a kifejlődés előtt, így bebábozódhatnak, és a bábból kikelve szaporodóképesek lesznek. Ezt követően engedik őket a szabadba.

A kép illusztrációForrás: dpa Picture-Alliance/AFP/Stefan Sauer

Eddig nagyon hatékony

Ezt még senki sem tudja biztosan, de az eddigi tesztek az eljárás sikerességét igazolják. Az Oxitec kísérleti jelleggel eddig a Kajmán-szigeteken, Brazíliában és Malajziában engedett el kisebb területeken genetikailag módosított szúnyogokat. Az eredmények egyelőre biztatóak: 4 hónap alatt 85 százalékos csökkenést mutatott az Aedes aegypti populációja ezeken a helyeken.

A tesztek Mandacaruban folytatódtak tovább. A falu a brazil Bahia államban található, és nagy számban élnek itt dengue-lázat terjesztő szúnyogok. Az Oxitec tavaly májusi közleménye szerint már hat hónap alatt 96 százalékkal zuhant a vérszívó rovarok egyedszáma az érintett térségben.

Szintén az előző évben engedtek szabadon korlátozott számban mutáns szúnyogokat Jacobina városában, a hatástanulmány azonban várhatóan csak idén július végén fog megjelenni. A kutatás szerzője, Margareth Capurro (São Paulo Egyetem) szerint az előzetes adatok jónak tekinthetők: a szúnyogpeték száma 96 százalékos csökkenést mutatott az 50 ezer fős település területén. Az optimista adatoknak azonban árnyoldala is van, ugyanis a dengue-lázzal kapcsolatos megbetegedések száma változatlanul magas maradt.

Forrás: AFP/Justin Sullivan

Capurro ennek ellenére arra figyelmeztet, hogy a most megjelenő tanulmány még csak előzetes képet ad a módszer hatékonyságáról. A végleges következtetéseket a jövőre elkészülő teljes epidemiológiai vizsgálatból lehet majd levonni.

Az Oxitec által fejlesztett technológiát igyekeznek hasznosítani a maláriaellenes küzdelemben is, de ezt jelentősen nehezíti, hogy a maláriát több szúnyogfaj is terjeszti.

Mennyire veszélyes?

A technológia bejelentésekor a „genetikailag módosított” kifejezés megkondította a vészharangot, ugyanis a mutáns szúnyogokat sokan a GMO technológiával létrehozott növényekkel mosták össze. Jelen esetben azonban van egy fő különbség.

A GM növényfajokat úgy tervezik, hogy előnyös tulajdonságokkal rendelkezzenek, amiket aztán továbbörökíthetnek. A kedvező genetikai adottságok miatt ezek a mutáns növények aztán kiszoríthatják a természetes fajokat, vagy kereszteződhetnek velük. Mindkét lehetőség a diverzitás csökkenéséhez vezethet. 

Az Oxitec szerint a GM szúnyogok esetében ez nem fordulhat elő, ugyanis ők nem előnyös, hanem hátrányos tulajdonságot kapnak a mutáns gén által, amit a következő generáció már nem lesz képes továbbörökíteni. A halálos gén ráadásul nem tud más fajokba átkerülni, így nem jelent veszélyt az adott szúnyogfajtól eltérő szervezetekre.

Hadyn Parry, az Oxitec igazgatója szerint mivel az Aedes aegypti a legtöbb helyen invazív faj, a szúnyogpopuláció csökkenése nem fogja érdemben befolyásolni a környezeti viszonyokat sem. Az ezzel kapcsolatos hatástanulmányokat - amelyek többek között kitértek a szúnyog táplálékláncban elfoglalt helyére - már a kísérletek megindítása előtt elvégezték.

Drága lesz

Több szakember azonban nem osztja a cég lelkesedését. Leonardo Melgarejo agronómus és Antonio Inacio közgazdász egyenesen úgy véli, hogy a genetikailag módosított szúnyogok forgalomba hozatalának engedélyezését egyelőre nem lett volna szabad jóváhagyni.

Aggodalomra adnak okot a várható költségek is. A Dél Floridai Egyetem professzora, Thomas Unnasch szerint az eljárás nagyon drága lesz, mivel a mutáns hím szúnyogok utódai már nem képesek tulajdonságaikat átörökíteni a saját utódaikra (hiszen azok még a szaporodás előtt elpusztulnak), így egyre több és több genetikailag módosított vérszívót kell kitenyészteni az állomány folyamatos pótlásához, ami akár több millió dollárt is felemészthet évente.