Malaria en gene-drive technologie

Ziektes die verspreid worden door insecten zou je kunnen bestrijden door te zorgen dat insecten die ziektes niet meer kunnen verspreiden. Met zo'n 400.000 slachtoffers per jaar staat de malariamug met stip op 1 op de lijst 'dodelijkste dieren'. Een biotechnologische oplossing komt binnen handbereik.

Malaria, gele koorts en dengue (knokkelkoorts) zijn ziektes die jaarlijks veel slachtoffers eisen. De schattingen lopen uiteen, maar recente cijfers van de Wereldgezondheidsorganisatie wijzen op zeker 400.000 slachtoffers per jaar voor malaria alleen al. Die ziektes hebben gemeen, dat ze worden overgebracht op mensen door muggen. Per saldo zijn het niet de muggen zelf waar je ziek van wordt, maar parasieten of virussen waar de muggen gastheer voor zijn. Word je gebeten door zo’n mug, dan loop je de kans zelf ook gastheer van zo’n parasiet te worden. Er zijn meer insecten die op die manier veel slachtoffers maken. De ziekte van lyme wordt overgebracht door teken (maar is meestal niet dodelijk), slaapziekte door vliegen en chagas door mijten.

Het idee om de gastheer aan te pakken in plaats van de parasiet, is niet nieuw. Het stamt uit de tijd dat het woord ‘biotechnologie’ nog bedacht moest worden. Zo zijn de moerassen op Mauritius, ooit de habitat van de dodo, drooggelegd omdat de muggenplaag er niet te harden was. Mussolini probeerde medio twintigste eeuw Italië malaria-vrij te krijgen door de rivierdelta’s en moerassen droog te leggen, gecombineerd met een fanatiek regime met insecticiden.

Huizen in Sardinië worden bespoten met insecticide om de malariamug uit te roeien. (ca. 1948-1955)
Huizen in Sardinië worden bespoten met insecticide om de malariamug uit te roeien. (ca. 1948-1955)

Succesvol waren zulke pogingen niet echt, zeker niet als je het in ecologisch perspectief bekijkt. In de landbouw worden insecten biotechnologisch bestreden met behulp van steriel-gemaakte insecten, of SIT’-technologie. Maar wereldwijd overal steriele malariamug-mannetjes introduceren wordt een ingewikkelde zaak: het succes is sowieso beperkt, je moet het ieder jaar weer doen en het levert wel mínder muggen op, maar voorkomt niet dat er jaarlijks nog steeds veel slachtoffers zullen blijven vallen.

Kopieermachine

Het idee bij biotechnologisch plaaginsecten bestrijden, is om ze genetisch resistent te maken tegen de parasiet of het virus dat ze bestrijden. Zijn zíj resistent, dan verspreiden ze de ziekteverwekker niet waar wíj ziek van worden.
De manier waarop dat gaat, ziet er zo uit:

  • Een populatie gastheer-insecten krijgt een gen ingebouwd waardoor het resistent wordt tegen de ziekteverwekker; in het geval van malaria is dat een parasiet.
  • Die populatie krijgt in zijn genoom ook een paar extra’s ingebouwd, die bij de voortplanting van pas komen. Die extra’s worden in wetenschappelijke kringen ‘gene drive’ genoemd. Het bestaat uit een op Crispr/Cas gebaseerd mechanisme dat in elke cel (dus ook in een eicel of zaadcel, tijdens de bevruchting) op zoek gaat naar een specifiek stukje DNA, omdat te vervangen door het gen waardoor de gastheer resistent wordt.
  • Vervolgens worden de insecten vrijgelaten in de natuur.

Omdat het stukje resistent DNA door de gene-drive aan al het nageslacht wordt doorgegeven, is het een kwestie van tijd voordat de hele natuurlijke populatie is voorzien van de resistentie tegen de parasiet.

Problemen

Er is wel een praktisch probleem: gene drive werkt nog niet zo goed. Voor je het weet, staat een gene drive mechanisme het genoom van de malariamug op heel andere plaatsen aan te passen dan dat het alleen de mug resistent maakt tegen de parasiet. Gene drive moet, kortom, nog verder doorontwikkeld worden voor je het zou kunnen gebruiken, anders zijn de gevolgen niet te overzien.

Daar komt bij dat niemand precies weet wat er gebeurt als je gemodificeerde muggen in de populatie brengt. Het is niet de bedoeling dat het ecosysteem waar de muggen deel vanuit maken, als een kaartenhuis in elkaar valt. Dat leidt tot dezelfde verschraling van biodiversiteit als het droogleggen van de moerassen van Mauritius; ‘rustig aan’ lijkt het devies.

Wetenschappers die nu aan gene drive werken, zijn bovendien wat huiverig voor de eventuele verregaande gevolgen: een gemodificeerd organisme zal – als het per ongeluk ontsnapt uit het laboratorium – hooguit een paar nakomelingen krijgen, maar omdat de modificatie maar in een klein deel van de populatie belandt, ‘dooft’ die vanzelf uit. Maar juist bij gene drive is dat niet de bedoeling. In theorie kan één zo’n ontsnapte mug de hele populatie malariamuggen veranderen. Om die reden worden experimenten met gene drive zo uitgevoerd, dat ze alleen goed werken met een mannetje en een vrouwtje, als ze allebei uit het lab komen.