Kasmet uodai nužudo daugiau žmonių nei bet kuris kitas gyvūnas. Remiantis Pasaulio maliarijos ataskaita (2023), Afrikos žemynas patiria didžiausią mirtinos uodų platinamos ligos – maliarijos – naštą. Afrikoje 94% atvejų ir 95% mirčių.
Viena iš priemonių, kurios svarstomos kovojant su maliarija, yra genetinė modifikacija.
Keli mokslinių tyrimų projektai visame pasaulyje siekia panaudoti genetiškai modifikuotus uodus, kad sustabdytų maliarijos plitimą Afrikoje. Abdoulaye Diabaté, medicinos entomologas ir pagrindinis maliarijos tyrinėtojas, yra kai kurių šio darbo priešakyje. Jis dalijasi įžvalgomis apie tai, kaip technologija veikia, ir apie jo atliekamus tyrimus.
Kas paskatino sutelkti dėmesį į savo darbą su maliarija?
Gimiau N'Doroloje, Vakarų Burkina Faso provincijoje, kur maliarija grįžta kiekvieną lietingąjį sezoną. Maliarija yra endeminė ir visi gyventojai rizikuoja užsikrėsti. Man pasisekė išgyventi maliariją, kai man buvo 3 metai; deja, du mano artimi pusbroliai to nepadarė.
Dauguma Afrikos šeimų turės arba žino tragišką maliarijos istoriją. Šiam regionui tenka didelė pasaulinės maliarijos naštos dalis. 2022 m. Afrikoje mirė pusė milijono žmonių, o vaikams ir nėščioms moterims didžiausia rizika užsikrėsti ir mirti. Kiekvieną minutę nuo maliarijos miršta vaikas.
Tai yra pagrindinė priežastis, dėl kurios darau darbą. Vadovauju Target Malaria komandai – tyrimų konsorciumui, kurio tikslas – sumažinti maliariją pernešančių uodų populiaciją Afrikoje į pietus nuo Sacharos. Esame įsikūrę Sveikatos mokslų tyrimų institute (Institut de Recherche en Science de la Santé arba IRSS), Bobo-Dioulasso.
Mūsų tyrimai sutelkti į novatoriškų genetinių technologijų potencialą.
Maliarija yra liga, kurios galima išvengti, tačiau vis tiek žūva daug gyvybių.
Kodėl genetinės technologijos naudingos kovojant su maliarija?
Visame pasaulyje yra daugiau nei 3500 uodų rūšių, daugiau nei 800 iš jų Afrikoje. Iš jų trys labai glaudžiai susijusios rūšys yra atsakingos už daugumą maliarijos atvejų: Anopheles gambiae, Anopheles coluzzii ir Anopheles arabiensis.
Genetinė uodų modifikacija gali būti galingas sąjungininkas kovojant su maliarija. Kuriamos technologijos, kurios galėtų padėti sumažinti maliariją pernešančių uodų skaičių – pavyzdžiui, padaryti juos mažiau vaisingus. Sumažinus uodų populiaciją, tikimės sumažinti maliarijos plitimą.
2019 m. mūsų komanda Burkina Fase paleido uodų patinus, kuriuos genetiškai modifikavome, kad jie būtų sterilūs. Tai buvo pirmas kartas, kai tai nutiko Afrikoje.
Sterilūs patinai gali poruotis su laukinėmis patelėmis, bet negali susilaukti palikuonių. Tai padarėme įvedę geną, kuris neleido išperėti apvaisintiems kiaušinėliams.
Šis nedidelio masto išleidimas nebuvo skirtas maliarijos kontrolės priemonei. Tai suteikė esminę mokymosi galimybę mūsų komandai rinkti informaciją būsimiems projektams. Mūsų surinkti moksliniai duomenys suvaidino lemiamą vaidmenį sėkmingam tolesniam mūsų etapui.
Kaip jūsų darbu siekiama sumažinti maliariją?
Mano darbas sutelktas į strategiją, vadinamą „gyventojų slopinimu“. Tikslas – pakankamai sumažinti maliarinių uodų populiaciją, kad būtų sustabdytas ligos plitimas.
Mes tiriame įvairius metodus, naudodami „genų pavaros“ strategiją. „Genų pavara“ – tai genų inžinerijos metodas, skirtas padidinti tikimybę, kad konkretus genas arba genų rinkinys bus perduotas ateities kartoms didesniu greičiu nei įprastai tradiciniu būdu.
Mūsų darbu siekiama padidinti tikimybę, kad modifikuotą geną paveldės jo palikuonys. Paprastai genai turi 50/50 galimybę būti paveldimi, tačiau genų valdymo sistemos gali padidinti šią galimybę iki 99%. Tai reiškia, kad per kelias kartas pasirinktas bruožas gali tapti vis dažnesnis konkrečioje rūšyje.
Vienas iš perspektyviausių mūsų projektų siekia modifikuoti uodus su genų varomu, dėl kurio moterys tampa sterilios. Šią modifikaciją galime paskleisti tikslinėje populiacijoje, paleisdami nedidelį skaičių genų varomų uodų. Šie uodai galėtų poruotis su laukiniais uodais, perduodami modifikuotą geną savo palikuonims. Tik tada, kai abu uodų tėvai turi modifikuotą geną, jų palikuonys bus sterilūs.
Yra keletas priežasčių, kodėl genetiškai modifikuotų uodų naudojimas yra veiksmingesnis už kitas maliarijos kontrolės priemones: vietos gyventojams nereikia keisti savo elgesio, nereikia pirkti įrangos ir nebūtina priklausyti nuo sveikatos sistemų.
Kadangi tai yra aplinkosauginė intervencija, uodai plinta patys, efektyviai atlikdami darbą už mus.
Kitas ateities projektas, prie kurio dirbame, yra genų nesukeliamų genetiškai modifikuotų uodų patinų, turinčių „vyriško šališkumo“ geną, paleidimas. Tai reiškia, kad jie buvo modifikuoti taip, kad susilauktų beveik tik vyriškos lyties palikuonių.
Ateityje tikimės, kad galėsime išbandyti savo galutinę technologiją – genus skatinančius uodus, atlikdami eksperimentinius lauko bandymus Afrikoje. Tačiau genus skatinantys uodai niekada anksčiau nebuvo išbandyti lauke ir šiuo metu jų nėra nė viename iš mūsų vabzdžių Afrikoje.
Kiek toli yra jūsų tyrimai?
Mūsų laboratorijose Europoje yra genų varomas uodas su modifikuotu genu, turinčiu įtakos moterų vaisingumui, ir šiuo metu atliekami veiksmingumo ir saugumo tyrimai. Prireiks dar kelerių metų, kol baigsime studijas. Tada prašytume reguliavimo institucijų leidimo atlikti eksperimentinius lauko bandymus.
Artimiausias kitas mūsų darbo Burkina Fase etapas yra skirtas ne genų skatinamiems genetiškai modifikuotiems uodų patinams. Pateikėme reguliavimo dokumentaciją, kad per ateinančius dvejus metus būtų vykdomas kontroliuojamas šios padermės išleidimas lauke. Šie uodai neturės įtakos maliarijai, nes jie neturės genų valdymo technologijos ir yra vaisingi, tačiau tai svarbus mokymosi žingsnis. Tikimės, kad per ateinančius penkerius metus bus atlikti tolesni lauko vertinimai.
O kaip dėl nenumatytų genų redagavimo pasekmių?
Per pastaruosius penkerius metus „Target Malaria“ bendradarbiauja su Ganos ir Oksfordo universitetais, siekdama atlikti ekologinius tyrimus, siekdama išsiaiškinti tikslų Anopheles gambiae savo ekosistemose ir atsakyti į kai kuriuos esminius klausimus: ar jie yra pagrindinė jų ekosistemos rūšis? Ar jie yra pagrindinė jų plėšrūnų mitybos dalis? Ar jie apdulkintojai?
Šio darbo rezultatų dar nepaskelbėme, tačiau surinkti duomenys rodo, kad šie uodai ekosistemoje vaidina labai nežymų vaidmenį. Vien Afrikoje yra daugiau nei 800 uodų rūšių. Planuojame nukreipti į labai nedaugelį: tuos, kurie atsakingi už maliarijos perdavimą žmonėms.
Mūsų tikslas – pasaulis be maliarijos. Riziką vertiname labai rimtai ir vertindami riziką atsižvelgiame į visus galimus rezultatus.