Grupul de cercetare Target Malaria testează noi strategii de control ale bolilor transmise prin intermediul țânțarilor. Malaria, în special, este o boală transmisă exclusiv prin înțepătura unei femele din specia Anopheles, infectată cu parazitul Plasmodium falciparum. În timp ce se hrănește cu sânge, este nevoie ca un țânțar să elibereze doar câțiva paraziți în circulația periferică a gazdei umane, aceștia fiind suficienți pentru a pune bazele infecției, permițând în același timp și altor țânțari să preia paraziții în urma înțepărilor ulterioare – astfel, ciclul devine complet și se reia. Din cele aproximativ 3500 de specii de țânțari care există, doar cei din genul Anopheles sunt capabili să transmită malaria la un nivel semnificativ încât să prezinte o preocupare majoră pentru sănătatea publică.
Gene Drive-urile („motoarele de gene”) sunt elemente genetice care pot fi reproiectate pentru a invada o anumită populație. S-a observat că au un potențial extraordinar pentru controlul țânțarilor care transmit boli. Recent, s-au înregistrat progrese importante în ceea ce privește explicarea principiilor mecanismelor genetice capabile să suprime populațiile de țânțari malarici sau, de altfel, să le sensibile la infecțiile cu paraziți de Plasmodium (parazitul nu afectează țânțarul, acesta reprezentând gazdă definitivă; omul reprezintă gazdă intermediară și, astfel, dezvoltă malarie). Aceste explicații au fost posibile datorită mecanismelor de conducere bazate pe CRISPR, pentru care Jennifer Doudna și Emmanuelle Charpentier au luat Premiul Nobel pentru chimie în 2021.
Modul în care funcționează Gene Drive-urile pare desprins dintr-un film științifico-fantastic, însă deja se efectuează teste de laborator pentru a cuantifica viabilitatea acestora. Deși explicațiile sunt mult mai complicate și complexe, iată o schemă simplă: în timp ce tehnicile standard de inginerie genetică presupun introducerea unei gene (deja existente, dar modificate) într-un organism, tehnologia „motoarelor de gene” presupun crearea efectivă a unei gene (capabilă să se replice automat) și introducerea ei într-un organism cu scopul de a ținti și elimina o anumită genă naturală.
Să spunem că A și B sunt doi țânțari. Un mascul și o femelă. A conține o genă naturală și B conține o genă special creată, introdusă în organism. Dacă A se împerechează cu B, atunci embrionul în formare va conține jumătate din genele părintelui A și jumătate din genele părintelui B. Cu toate acestea, și aici este de fapt partea interesantă, gena sintetică pe care o conține B este dominantă, adică va intra imediat în acțiune: va recunoaște versiunea ei genetică naturală (pe care o conține A) și o va distruge, eliminând-o din molecula de ADN. Apoi, ADN-ul țânțarului A se va reface, dar va copia versiunea genei sintetice în el. Astfel, cu probabilitate teoretică de 100%, embrionul conține doar gena părintelui B, sintetică. Gene Drive-urile sunt create prin adăugarea la o genă a unei secvențe de ADN programabile, denumite Crispr. Aceasta este programată să țintească versiunea sa naturală din ADN-ului celuilalt părinte. De asemenea, conține o enzimă cu ajutorul căreia se realizează „tăierea” efectivă a genei naturale.
Așadar, Gene Drive-urile sunt capabile „să taie” o altă genă dintr-o secvență ADN. Astfel, s-a observat că pot fi folosite pentru a reduce considerabil numărul de țânțari care poartă malarie și alți dăunători sau specii invazive. În esență, se dorește ca prin modificare genetică țânțarul Anophel să fie sensibil la infecția cu Plasmodium și, prin urma, să moară odată ce este infectat. Astfel, nu va mai putea reprezenta gazdă definitivă a parazitului și nici vector de propagare a bolii. Cu toate acestea, cei de la Target Malaria și-au propus altceva – să dezvolte Gene Drive-uri care să împiedice țânțarii din a mai depune ouă care să conțină femele de țânțar. Acest lucru este important din două considerente: doar femelele sunt capabile să poarte parazitul și, fără femele, numărul țânțarilor va scădea considerabil.
Obiectul acestora este de a reduce numărul de persoane care mor din cauza malariei. În 2020, conform Organizației Mondiale a Sănătății, numărul acestora s-a ridicat la 627.000. De asemenea, ar putea reduce considerabil impactul economic al bolii: cu 251 de milioane de cazuri în 2020, cele mai dese în Africa, se estimează că tratamentul malariei presupune costuri de 12 miliarde de dolari în fiecare an. Deși există militanți care spun că astfel de intervenții ar putea avea consecințe neprevăzute, considerând că tehnologia Gene Drive poate duce la mutații mult mai periculoase și are efecte în lanț, chiar dacă tehnologia nu a fost încă autorizată pentru a fi utilizată în natură, nu există nicio interdicție împotriva continuării cercetărilor de laborator. După o dezbatere serioasă în 2018, Convenția Națiunilor Unite privind Biodiversitatea a decis că cercetările pot continua fără probleme.
Dr. Jonathan Kayondo este cercetător principal pentru Target Malaria. El susține că se încearcă crearea unor „gene dominante” sau „gene egoiste” care să le anuleze pe cele slabe, naturale. De asemenea, subliniază faptul că în cercetările întreprinse, siguranța reprezintă una dintre principalele preocupări. „Malaria este una dintre cele mai vechi boli de pe planetă și, în ciuda eforturilor depuse timp de zece ani, în fiecare minut un copil moare din cauza malariei”, afirmă acesta. „Este nevoie urgentă de abordări inovatoare, deoarece atât țânțarul malariei, cât și parazitul malariei devin din ce în ce mai rezistenți la metodele actuale de combatere și terapie. Tehnicile de inginerie genetică [Gene Drive] ar putea face parte dintr-o strategie eficientă de combatere a malariei, completând abordările deja existente”.
„Se solicită consultanță științifică externă și o evaluare externă independentă a riscurilor – pentru fiecare etapă și fază a cercetării. Proiectul nu va continua dacă există dovezi clare care să arate că, într-adevăr, există motive de îngrijorare cu privire la sănătatea oamenilor, a animalelor sau la siguranța mediului”. Profesorul Esvelt, pionier mondial în dezvoltarea Gene Drive-urilor, spune că „având în vedere potențialul ca Gene Drive-urile să modifice populații sălbatice întregi (de țânțari) și, prin urmare, ecosisteme extinse, dezvoltarea acestei tehnologii trebuie să includă măsuri maximale de siguranță și metode de control extrem de solide”.
Esvelt a mai adăugat faptul că această tehnologie este asigurată de ceva ce a numit ”daisy chain” (în traducere literală, „lanț de margarete”): descrie dinamica de funcționare a Gene Drive-urilor, care, după câteva generații, devine inertă (nu se mai manifestă) sau frecvența de răspândire se înjumătățește cu fiecare generație până când, în cele din urmă, se inhibă complet. Această strategie reprezintă un mecanism foarte bine gândit care, în cazul unui hazard natural, ar permite amortizarea efectelor negative ale Gene Drive-urilor.
Ce-i drept, cel puțin în teorie, tehnologia Gene Drive-urilor este deosebit de practică, cu șanse mari de reușită. În teorie! Totuși, dat fiind faptul că natura este un ecosistem complex, alcătuit din biotop și biocenoză, trebuie avuți în vedere mulți mai mulți factori. Țânțarii există în miliarde de exemplare, iar asigurarea propagării „genei egoiste”, sintetice ar dura probabil ani buni, iar între timp vor ecloza și alte larve de țânțari, și tot așa. Malaria este, într-adevăr, o boală care face ravagii chiar și în ziua de astăzi, motiv pentru care trebuie întâmpinată cu susținere orice metodă și idee care vine în ajutorul diminuării prevalenței acesteia.
