Kάθε χρόνο τα κουνούπια – φορείς της ελονοσίας προκαλούν τον θάνατο 600.000 ανθρώπων, κυρίως παιδιών. Στο πέρασμα των αιώνων ο άνθρωπος προσπάθησε να αντιμετωπίσει τα επικίνδυνα έντομα με διάφορους τρόπους, όπως με την αποξήρανση των βάλτων, τους ψεκασμούς με εντομοκτόνα και φυσικά διανέμοντας εκατομμύρια κουνουπιέρες. Παρ’ όλα αυτά, η ελονοσία εξακολουθεί να αποτελεί μια σημαντική απειλή σε πάρα πολλά μέρη του κόσμου.
Σε μελέτες που δημοσιεύθηκαν στα περιοδικά Science και eLife, επιστήμονες και άλλοι ειδικοί προτείνουν την αντιμετώπιση της ελονοσίας με ένα διαφορετικό τρόπο: με τη γενετική τροποποίηση των ίδιων των ανωφελών εντόμων. Η νέα τεχνολογία για τη μεταβολή του γενετικού υλικού θα επιτρέψει στους επιστήμονες να κάνουν τα έντομα ανθεκτικά στο παράσιτο της ελονοσίας. Ισως να είναι δυνατόν να τοποθετήσουν στο γονιδίωμα των κουνουπιών το γονίδιο της στειρότητας, οδηγώντας τελικά το είδος σε εξαφάνιση. Η νέα τεχνολογία θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιηθεί εναντίον άλλων ειδών που μας απειλούν, παρασίτων, ειδών εισβολέων και άλλων.
Η μέθοδος Crispr
Αν και η νέα μέθοδος, γνωστή ως Crispr, βρίσκεται σε αρχικό στάδιο, οι ερευνητές υποστηρίζουν ότι τώρα είναι ο κατάλληλος χρόνος για δημόσιο διάλογο στο ζήτημα. Εφαρμόζοντας τη νέα μέθοδο προκειμένου να μεταβληθούν γενετικά κάποια είδη, ίσως να βρεθούμε μπροστά σε συνέπειες που δεν τις έχουμε υπολογίσει προκαλώντας ακόμα και οικολογική καταστροφή.
Το Crispr είναι ένα σύστημα μορίων που επιτρέπει στους επιστήμονες να μεταβάλλουν το DNA με εξαιρετική ακρίβεια. Οι ερευνητές σχεδιάζουν τα μόρια έτσι ώστε να μπορούν να προσκολληθούν σε συγκεκριμένο σημείο του DNA. Στη συνέχεια αφαιρούν το DNA από το σημείο -ένα γονίδιο ή μέρος του- και υποχρεώνουν το κύτταρο να το αντικαταστήσει με το νέο τμήμα που σχεδιάστηκε στο εργαστήριο. Η τεχνολογία ανακαλύφθηκε περίπου πριν από δύο χρόνια και οι ερευνητές την έχουν ήδη χρησιμοποιήσει προκειμένου να μεταβάλουν το γενετικό υλικό πειραματόζωων. Μόνο πρόσφατα άρχισαν να διερωτώνται κατά πόσο θα μπορούσαν να το χρησιμοποιήσουν και εναντίον των φυσικών μας εχθρών.
Κάποια πειράματα δείχνουν ότι με αυτό τον τρόπο θα θεραπεύονται μελλοντικά και κάποια γενετικά νοσήματα, καθώς με τη μέθοδο Crispr μπορούν να αντικατασταθούν τα προβληματικά γονίδια. Στην περίπτωση της ελονοσίας, η μέθοδος θα χρησιμοποιηθεί ως εξής: οι ερευνητές θα εισαγάγουν στο εργαστήριο κάποια γονίδια στο κουνούπι. Το «πακέτο» μπορεί να περιλαμβάνει μία πρωτεΐνη που κάνει τα έντομα ανθεκτικά στο παράσιτο της ελονοσίας αλλά και γονίδια για μόρια Crispr. Στη συνέχεια τα τροποποιημένα έντομα θα απελευθερωθούν στη φύση και θα έρθουν σε επαφή με άλλα κουνούπια. Κάθε γονιός θα περάσει τα νέα γονίδια στα παιδιά του. Τα γονίδια Crispr θα παραγάγουν τα μόρια τους μέσα στα κύτταρα των κουνουπιών και στη συνέχεια θα αλλάξουν τα κύτταρα εκ των έσω.
Τα μόρια Crispr θα στοχεύσουν ένα γονίδιο που πέρασε ο φυσιολογικός, μη τροποποιημένος γονιός στα παιδιά του και θα το αντικαταστήσουν με ένα γονίδιο ανθεκτικότητας στο παράσιτο. Ετσι τα νέα κουνούπια θα έχουν δύο αντίγραφα του γονιδίου για ανθεκτικότητα στην ελονοσία αντί για ένα.
Οταν τα κουνούπια αναπαραχθούν, θα περάσουν τα γενετικώς τροποποιημένα γονίδια στα παιδιά τους. Ετσι από τη μία γενιά στην άλλη τα Crispr θα μεταδώσουν τα γονίδια της ανθεκτικότητας με μεγάλη ταχύτητα. Θεωρητικώς θα χρειαστούν μόνο μερικά χρόνια μέχρις ότου όλα τα κουνούπια να γίνουν ανθεκτικά στο παράσιτο της ελονοσίας. Καθώς αυτό δεν θα μπορεί να επιβιώνει στον οργανισμό των εντόμων, θα εξαφανιστεί.
Υπάρχει προηγούμενη εφαρμογή αυτής της προσέγγισης. Κάποια γονίδια έχουν φυσικά εξελιχθεί έτσι ώστε να μεταδίδουν τα γονίδιά τους με μεγαλύτερη ταχύτητα, κάνοντας περισσότερα αντίγραφα του εαυτού τους. Το 2003 ο Οστιν Μπερτ του Ιmperial College London πρότεινε στους συναδέλφους του να μιμηθούν αυτή τη διαδικασία προκειμένου να καταπολεμηθούν ασθένειες που μεταδίδονται με τα έντομα. Εκτοτε πολλές ερευνητικές ομάδες πειραματίζονται με γενετικώς τροποποιημένα κουνούπια. Τα Crispr μπορούν να επιταχύνουν πολύ τη συγκεκριμένη μελέτη.
Οι επιστήμονες μπορούν εύκολα να σχεδιάσουν πακέτα γονιδίων και τα Crispr θα εξασφαλίζουν ότι αυτά αντιγράφονται με ακρίβεια. Αλλωστε τα Crispr μπορούν να λειτουργήσουν σε οποιοδήποτε είδος ζώου, φυτού ή μύκητα.
Στη μελέτη τους στο eLife, ο δρ Τσερτς, γενετιστής του Πανεπιστημίου Χάρβαρντ, και οι συνεργάτες του ερευνούν με ποιο τρόπο μπορούν να χειραγωγήσουν την προσαρμοστικότητα των Crispr. Καθώς οι αγρότες χρησιμοποιούν παρασιτοκτόνα, παραδείγματος χάρη, κάποια παράσιτα εξελίσσονται και γίνονται ανθεκτικά. Πιθανώς τα Crispr να μπορούν να «ξαναγράψουν» τον γενετικό τους κώδικα και να τα κάνουν και πάλι ευάλωτα. Ο δρ Τσερτς και οι συνάδελφοί του αρχίσαν στο εργαστήριο πειράματα με μαγιά, νηματοειδή και κουνούπια, προκειμένου να διαπιστώσουν αν τα Crispr μπορούν να μεταδώσουν τα γονίδια σε έναν ολόκληρο πληθυσμό.
Οι ενστάσεις
Η Τζένιφερ Α. Ντούντνα, ειδική στα Crispr στο Πανεπιστήμιο Μπέρκλεϊ, η οποία δεν είχε καμία σχέση με τις δημοσιευμένες εργασίες, επισημαίνει ότι ο δρ Τσερτς ζωγραφίζει υπερβολικά ρόδινη την εικόνα. «Ρεαλιστικά, θα είναι πολύ πιο δύσκολο απ’ ό,τι ακούγεται», λέει. Αν οι επιστήμονες προσπαθούσαν να μεταβάλουν γενετικώς κάποιο είδος, οι μεταλλάξεις ενδέχεται να αφαιρούσαν το κομμάτι του DNA που τα Crispr χρησιμοποίησαν ως στόχο. Κι έτσι δεν θα ήταν δυνατή η δημιουργία περισσότερων αντιγράφων του συγκεκριμένου γονιδίου. Η Αλισον Α. Σνόου, περιβαλλοντολόγος στο Πολιτειακό Πανεπιστήμιο του Οχάιο, διατυπώνει αμφιβολίες για τη μέθοδο του δόκτορος Τσερτς. Οπως τονίζει, 25 είδη παρασίτων είναι ανθεκτικά στο παρασιτοκτόνο glyphosate. Ακόμα και αν οι επιστήμονες καταφέρουν να εισαγάγουν γονίδια Crispr σε όλα αυτά τα είδη, μπορεί τα παράσιτα να εξελιχθούν κατά τρόπο που θα αντέχουν και πάλι στο παρασιτοκτόνο ή μπορεί να αντικατασταθούν από άλλα είδη, τα οποία με τη σειρά τους θα αποκτήσουν ανθεκτικότητα. Ομως η δρ Ντούντνα πιστεύει ότι η μέθοδος μπορεί να είναι αποτελεσματική σε κάποια τουλάχιστον είδη.
Στην εργασία του στο περιοδικό Science ο δρ Τσερτς και οι συνεργάτες του ζητούν δημόσιο διάλογο προκειμένου να αξιολογηθούν οι κίνδυνοι που εγκυμονεί η μέθοδος και να βρεθούν οι ρυθμίσεις που θα πρέπει να επιβληθούν. Επίσης, η δρ Σνόου τονίζει ότι με τη γενετική τροποποίηση ειδών που ζουν ελεύθερα στη φύση μπορεί να προκληθεί οικολογικό χάος. Αν οι επιστήμονες στοχεύσουν εναντίον κάποιου είδους εισβολέα σε μια χώρα, τα είδη μπορεί να μεταφέρουν τα γονίδια και στο κανονικό του οικοσύστημα. Ενας άλλος κίνδυνος είναι από την αναπαραγωγή μεταξύ παρόμοιων ειδών. Ενα επικίνδυνο είδος μπορεί να περάσει τα γονίδια Crispr και σε ένα ωφέλιμο και να οδηγήσει στην εξαφάνισή του.