We hebben misschien geen vliegende auto's, en onze douchegordijnen worden onvermijdelijk beschimmeld na enkele maanden, maar wetenschappers kunnen, naar hun verdienste, een mug ontwikkelen die resistent is tegen Plasmodium, de ziekteverwekker die malaria bij mensen veroorzaakt. Moleculaire biologen kunnen nu een gen produceren dat de infectie blokkeert om zich volledig te vormen en het in een partij mug-eieren injecteren. Om het succes van het gen over generaties te volgen, voegen de onderzoekers een marker toe die, wanneer actief, elke veranderde nakomelingen een uitpuilend paar neon groene ogen geeft.
gerelateerde inhoud
- Kunnen GM-muggen de weg vrijmaken voor de verspreiding van een tropisch virus?
- Het Next West Nile Virus?
- De fatale gevolgen van nagemaakte medicijnen
Het idee achter deze kleine groene lichten was dat ze onderzoekers zouden kunnen helpen de ziekte onder controle te houden die meer dan een miljoen mensen per jaar doodt - vooral in arme landen. Dit idee kreeg een paar jaar geleden kracht, toen een groep onderzoekers ontdekte dat muggen die Plasmodium droegen minder eieren legden en kortere levens leefden dan diegenen die zoemden over infectievrij. Het lag dus voor de hand dat genetisch veranderde insecten - "transgene" muggen genoemd - op de lange termijn redelijk beter zouden zijn dan hun wilde neven en nichten.
In laboratoria over de hele wereld is deze logica echter niet altijd waar. Wetenschappers vulden kooien half met wilde en half met transgene muggen. Verscheidene levenscycli later gebruikten zij de insectenpopulatie en vonden dat de kooien in het beste geval half gevuld bleven met groene ogen. Vaker hadden de wilde ogen het.
Onlangs probeerde een groep onderzoekers van de Johns Hopkins University het opnieuw - met een twist. In plaats van de muggen regelmatig bloed te geven, zoals de vorige experimenten hadden gedaan, voedde de Hopkins-groep de insectenbloed die besmet was met Plasmodium . "Inderdaad, naarmate generaties voorbijgingen, nam het aandeel transgene muggen toe", zegt Marcelo Jacobs-Lorena, een co-auteur van de studie, die verscheen in de 19 maart Proceedings van de National Academy of Science . Na negen generaties flitste ongeveer 70 procent van de bevolking met die gloeiende greens. "Onder deze omstandigheden, " zegt hij, "waren ze fitter."
Onder onderzoekers van infectieziekten lijkt een dergelijke bevinding beloftevol. "De eerste reactie is, nou, alsjeblieft, " zegt Jacobs-Lorena. Maar de opwinding wordt getemperd door verschillende bedenkingen. De eerste is of het werk zich kan vertalen in menselijk bloed (in het experiment, de muggen gevoed met geïnfecteerde muizen). Jacobs-Lorena denkt van wel, maar toch kan het loslaten van genetisch veranderde insecten in het wild ook een furieus ethisch debat loslaten.
Er bestaat echter een meer onmiddellijk probleem. In wilde populaties draagt slechts 10 tot 20 procent van de muggen de ziekte over, zegt parasitoloog Hilary Hurd van de Keele University in Engeland, die niet bij de studie was aangesloten. Natuurlijk worden groene ogen de norm in populaties die beginnen met een gelijkmatig aantal veranderde muggen. Maar, wanneer het in de minderheid is, kunnen genoeg malaria-resistente muggen hun genen doorgeven om een verschil te maken? "Ik ben twijfelachtig", zegt Hurd, een scepsis weerspiegeld door Jacobs-Lorena.
Het zou helpen als enige kracht het gewenste gen door de populatie zou kunnen drijven. "Dat is de grootste overgebleven last, " zegt Jacobs-Lorena, "om dit zogenaamde 'aandrijfmechanisme' te vinden." Ontlasting voor deze last kan steeds dichterbij komen - ondanks dat het vanuit een laboratorium in het hele land niet muggen maar fruitvliegen bestudeert. Een groep onderzoekers in Californië heeft een manier gevonden om bepaalde genen sneller dan kans door een populatie te laten spuiten.
Over het algemeen gesteld, gebruikt de zeer technische methode "een truc om de dood te veroorzaken van een chromosoom dat het element niet draagt" - in dit geval het malaria-resistente gen - zegt Bruce A. Hay van het California Institute of Technology, die co-auteur van de studie gepubliceerd in 27 april Science . De onderzoekers noemen dit trickster-chromosoom Medea, genoemd naar de tragische heldin van Euripides die haar eigen kinderen heeft vermoord om de echtgenoot te doden die haar in de steek heeft gelaten. Toen Hay en zijn collega's wat fruitvliegjes met Medea infuseerden en ze in een kooi met ongewijzigde vliegen stopten, vertoonde elk insect tekenen van het element binnen 10 of 11 generaties. "De gemiddelde conditie van wildtype chromosomen daalt wanneer Medea in de populatie zit", zegt hij.
De twee onderzoeken hebben al een romance opgeleverd: "Ik denk dat dit veelbelovend is", zegt Jacobs-Lorena. "Als iemand deze technologie op muggen kan overbrengen, kan dat behoorlijk krachtig zijn." Onderzoekers zouden een nauw slot moeten creëren tussen Medea, de bestuurder en de transgene, waarbij de passagier de kritieke koffer draagt. "Als je dit relatief snel in een gebied zou kunnen doen, waarbij de bestuurder helpt om [het transgen] snel te verplaatsen, heb je de mogelijkheid om de infectiecyclus te doorbreken", zegt Hay. "Als Plasmodium nergens meer te repliceren is, is het verdwenen."
Dat zijn twee grote "ifs", en de onderzoekers zeggen dat ze verschillende generaties studies moeten doorlopen voordat ze twijfel wegnemen. Maar na verloop van tijd - misschien in slechts vijf jaar, zegt Hay - hebben de twee misschien zelfs een zwerm insecten met mooie groene ogen. Een gezonde zwerm.
