Plaatsen waar de ingeplante antilichaamgenen actief zijn lichten blauw op in de muggen (afb: Science)

Resistent gemaakte malariamuggen zouden een wapen in de strijd tegen malaria moeten zijn, zo bedachten onderzoekers van, onder meer, de universiteit van Notre Dame in South Bend (VS). Daarbij gebruikten ze een relatief nieuwe techniek om het gen zo snel mogelijk en compleet door te geven aan de volgende generaties. Een enkele mug met een parasietblokkerend gen (de parasieten gaan niet dood) is dan genoeg om, in theorie, dat gen in een seizoen door de hele populatie te verspreiden. Voorlopig staat deze techniek, gendruk (gene drive in het Engels), nog erg ter discussie, zodat veldproeven nog moeten wachten.
Door de ingeplante genen, die coderen voor bepaalde antilichamen, worden de muggen immuun voor de malariaparasiet, waardoor ze die ook niet verder verspreiden. Volgens onderzoekster Nora Besansky van de Notre Dame-universiteit zou de benadering kunnen leiden tot nul gevallen van malaria. “De muggen doen zelf het werk. Die komen op plaatsen waar wij niet kunnen komen.”
De methode kan nog niet in het veld getest worden omdat de die ecologisch gezien riskant is. De gevaren van gendruk werden een jaar geleden aangestipt in een artikel in het blad eLife. Gewaarschuwd werd dat gendruk hele ecosystemen kan verstoren en populaties om zeep kan helpen.
Twintig jaar geleden droomde Anthony James van de universiteit van Californië in Irvine al van een methode om malariamuggen ongeschikt te maken als gastheer van de malariaparasiet, waarbij de gemuteerde parasietbestrijdende genen effectief door de populatie verspreid zouden worden (de gendruk). In 2012 vond hij bij muizen genen voor antilichamen die de dieren onbevattelijk maken voor (menselijke) malaria. Hij plantte die genen in in het DNA van de malariamug die de ziekte in India verspreidt. De muizenantilichamen verstoorden, zoals gehoopt,  de ontwikkeling van de parasiet in de mug, maar daarmee had hij die genen nog niet in alle malariamuggen.
Hij zocht een gendrukmethode in de springende genen (transposonen), maar vond die niet.
Eerder dit jaar kreeg James een e-bericht van Ethan Bier, geneticus van de universiteit van Californië in San Diego, die een artikel op stapel had staan over gendruk bij fruitvliegjes. Mogelijk had hij een oplossing. James was uitzinnig, maar vroeg zich af het werkte. Het ging tenslotte om een overdracht van 17 000 basen van de muizengenen. Dat was niet niks. Er werd gewerkt aan de ‘verbouwing’ van het genoom van de steekmug Anophles stephensi om het gendruksysteem bij een mannetjes- en een vrouwtjesmug aan te brengen. Ze veranderden de boel genetisch zo dat de antilichaamgenen wel verspreid werden van de ene helft van het chromosoompaar naar de andere (dat is de crux van die methode, naar ik begrijp) en er ook een stukje werd weggesneden van een gen dat verantwoordelijk is voor de oogkleur. Muggen met de ingeplante genen hadden witte ogen. De techniek bleek efficiënt: 99% van de mannelijke nakomelingen hadden de genen. Bovendien werkten de ingeplante genen ook. Uit modelberekeningen kwam dat in tien generaties een hele populatie muggen met deze antilichaamgenen zouden zijn uitgerust.
De methode werkte niet perfect. Bij vrouwtjesmuggen werkte de gendruk niet zo goed als bij de mannetjes. Ook kan het Cas9-eiwit, gebruikt voor het bewerken van het muggen-DNA, giftig zijn voor de insecten. Praktikaliteiten lijkt het. Besansky: “Het is niet alleen een gendruksysteem. Het is een gendruksysteem dat de antiparasietgenen bevat.”
Volgens James zijn alle puzzelstukjes er nu. “Het is nu een kwestie een systeem te ontwerpen dat mensen willen.” Dat is dus het tere punt. James, Bier en andere onderzoekers waarschuwden voor de gevaren van onachtzaam gebruik. De insecten werden bij het onderzoek achter vijf deuren beveiliging gehouden en er werd een mug gebruikt die in Californië niet zou overleven. Voor we verder gaan zullen we moeten kijken naar de ecologische effecten van de gendrukmethode, naar de stabiliteit van de verandering en naar een methode om van die gendruk af te komen als er problemen ontstaan. Hoe stop ik een kettingreactie? De nationale academie van wetenschappen in de VS (NAS) werkt aan een rapport dat volgend jaar zal verschijnen.
James aanvaardt dat zijn droom in duigen kan vallen. “Als zou blijken dat we te ver vooruit zijn, dan moeten we gewoon wachten tot de mensen ons ingehaald hebben. Ik hoop niet dat de rest van mijn actieve loopbaan duurt, maar als het ethisch niet kan, dan gebeurt het niet.”

Bron: Science