Genmodifierade malarimyggor

Genmodifierade malariamyggor

Att bekämpa sjukdomar med genteknik behöver inte innebära modifiering av människans gener, utan man kan också modifiera generna hos skadliga organismer och på så sätt undvika att de sprider eller orsakar sjukdom.

Flera lovande försök har gjorts med genmodifiering av malariamyggor.

Det finns två sätt att hindra spridning av malaria genom genmodifiering.
Det ena går ut på att förändra generna hos myggorna. Då är syftet att skapa en ny typ av myggor som inte kan överföra sjukdomen. Den andra möjligheten är att sätta in nya gener i några av de bakterier som normalt lever i myggornas tarmar.
Där skulle de genförändrade bakterierna kunna sätta stopp för malariaparasiterna. Men för att genförändrade myggor ska kunna ersätta de smittspridande myggorna måste de vara extra bra på att fortplanta sig och överleva. Ofta klarar sig de genförändrade myggorna sämre än de smittspridande myggorna. De extra generna kan vara en belastning i något annat avseende jämfört med de naturliga varianterna och sådana varelser blir naturligtvis inte långvariga i naturen. Men man har även lyckats framställa genetiskt extrautrustade myggor vars tarmar tillverkar en peptid, en kort kedja av aminosyror, som kallas SM1. Peptiden hindrar malariaparasiterna i tarmen från att sprida sig till spottkörtlarna, och vidare in i blodet på människor när myggans suger blod. Och denna genförändrade variant visade sig ha ett övertag över naturliga myggor.
Efter nio generationer utgjorde de 70 procent av alla myggor.

En hake är att det finns många olika slags malariamyggor. Även inom en och samma art kan det finnas stammar som inte parar sig med varandra. Det innebär att forskarna kommer att bli tvungna att genförändra många olika stammar för att sprida motståndskraften mot malaria.

Själva syftet med gentekniken är att rubba ekologin så att myggor slutar sprida malariaparasiter. Samtidigt kan förstås något oväntat ske. Både gener och genförändrade bakterier kan flytta sig mellan arter på sätt som är svåra att förutse. I värsta fall kan det skada både miljö och människor.

Liknande arbete med bakterier har gett lovande resultat när det gäller en annan smitta, Chagas sjukdom. Smittämnet är ett urdjur av arten Trypanosoma cruzi som sprids av skinnbaggar i Syd- och Mellanamerika. Insekten lämnar avföring på huden i samband med att den suger blod. När offret kliar sig kan avföringen infektera blodet.

Skinnbaggarna lever i symbios med bakterier i sina tarmar. Tarmbakterierna tillverkar viktiga vitaminer och näringsämnen. Forskare i USA och Guatemala har genförändrat sådana bakterier och återfört dem till skinnbaggar, som därmed blev nästan helt oförmögna att sprida smittan. Nykläckta skinnbaggar äter avföring från sina föräldrar för att få i sig de symbiotiska bakterierna. Därför är det lätt att förse dem med nya bakterier. Någon liknande lösning skulle kunna användas för malariamyggor. Italienska forskare har hittat en bakterie som verkar leva i symbios med myggor som sprider malaria i Asien. Sådana bakterier skulle kunna vara lämpliga att genförändra.

En annan risk är att genteknikens försök att stoppa smittspridningen leder till resistens.
Om myggor bär på endast en extragen är risken stor att parasiterna utvecklar ett försvar och blir resistenta. Men om myggorna innehåller fem eller tio gener som angriper malariaparasiterna på olika sätt så minskar risken betydligt.

Myggor med så många extragener kan dock ha svårt att klara sig i konkurrensen med vanliga malariamyggor.

Genetiskt modifierad svamp mot malaria

I ett annat försök har man tittat på om svampen Metarhizium anisopliae som infekterar myggor kan fungera som ett biologiskt bekämpningsmedel mot t.ex. malariamyggor. Svampen är effektiv när det gäller att minska överföringen av malaria, men för att det ska fungera krävs att myggorna besprutas med svampen strax efter det att de infekterats av malariaparasiten (Plasmodium falciparum). Ett annat problem är att myggorna blir resistenta mot svampen. För att fördröja resistensutvecklingen har forskare modifierat svampen genetiskt så att den producerar ämnen som är direkt riktade mot parasiten. Detta gör att malaria skulle kunna bekämpas även om myggorna är kraftigt infekterade av parasiten och eftersom de då har haft möjlighet att reproducera sig vilket resistensutvecklingen. Denna strategi skulle även kunna fungera när det gäller andra sjukdomar som överförs via insekter, till exempel denguefeber och sömnsjuka.

Extra gen producerar enzym som kan slå ut en viss gen hos andra myggor

En annan lösning skulle kunna vara att genmanipulerade myggor där man satt in ett visst DNA-segment som producerar ett enzym med den speciella egenskapen att det kan slå ut en viss gen hos andra myggor och samtidigt ersätta den genen med en kopia av sig själv. När forskarna lät de manipulerade myggor vistas tillsammans med andra myggor visade det sig att de manipulerade insekterna snabbt lyckades föra över sina anlag till de andra myggorna och bli dominerande. Det här betyder att ett litet antal genförändrade myggor skulle kunna föra över sina anlag till vilda myggor som bär på malaria. På så sätt skulle det kunna bli möjligt att “byta ut” de stammar av myggor som bär på malariaparasiten till en annan sorts parasitfria myggor.

Nästa steg blir att forskarna ska försöka få enzymet i de manipulerade myggorna att slå ut gener som krävs för reproduktion hos de arter av mygg som bär på malaria, eller direkt angripa gener som malariamyggan behöver för att föra parasiten vidare.