Door het veranderen van een gen sterven malariamuggen voordat malariaparasieten zich kunnen ontwikkelen in hun lichaam. Dat zou de verspreiding van de dodelijke parasiet volledig kunnen stopzetten, volgens laboratoriumonderzoek en computermodellen.
Door de genetische modificatie ontwikkelen malariaparasieten zich minder snel, en ook verkort de modificatie de levensduur van de muggen. Daardoor sterven ze voordat ze de ziekte kunnen overdragen.
Laboratoriumonderzoeken en computermodellen wijzen erop dat dit de verspreiding van de dodelijke parasiet volledig kan stoppen, volgens George Christophides, hoogleraar infectieziekten en immuniteit bij Imperial College London en onderdeel van het onderzoeksteam. ‘De combinatie van deze twee effecten zullen malariaoverdracht de das omdoen’, zegt hij.
Wat is het geheim achter het succes van de wereldtop? ‘Luie toppers bestaan niet in het zwemmen’
Bewegingswetenschapper Aylin Post volgde vijf jaar lang zwemtalenten op weg naar de top. Ze analyseerde miljoenen zwemtijden ...
Wil deze benadering werken, dan moet een zogeheten gendruk worden ingezet, waardoor de benodigde genmodificatie zich verspreidt in populaties van wilde muggen. Door dit mechanisme erft al het nageslacht een specifiek stuk DNA, waar gewoonlijk slechts de helft van het nageslacht het DNA erft. Door de gendruk verspreidt dat stuk DNA zich over de hele populatie, zelfs als de mutatie nadelige gevolgen heeft voor de mug.
Gevangenschap
Nog nooit is er een kunstmatige gendruk in het wild ingezet, hoewel natuurlijke versies wel degelijk bestaan. Een op CRISPR gebaseerde gendruk is al wel succesvol getest op muggen in gevangenschap.
Onderzoekers in Tanzania voeren nu aanpassingen uit bij plaatselijke muggen, op dezelfde manier als de Londense onderzoekers, om te kijken hoe goed de modificatie werkt tegen de plaatselijke malariaparasieten. Als deze aanpassingen een succes blijken, willen de teams samenwerken om veldproeven te doen. Vooralsnog houden ze de proeven binnen de muren van het laboratorium. ‘We laten niets vrij’, zegt Christophides.
De nieuwe methode is gebaseerd op het feit dat malariaparasieten er tussen de tien en twaalf dagen over doen om zich binnen het muggenlichaam te ontwikkelen en de speekselklieren te bereiken. Pas dan kunnen de muggenbeten mensen infecteren. Maar in het wild leven Anopheles gambiae-muggen, die malaria bij zich kunnen dragen, gewoonlijk slechts tien dagen.
Eiwit versus parasiet
‘Je kunt de hele overdrachtscyclus dus verstoren door de ontwikkeling van de parasieten te vertragen’, zegt Christophides. Om dit te bereiken ging zijn team aan de slag met genetische modificatie bij A. gambiae-muggen, waardoor de darmcellen twee kleine eiwitten afscheiden waarvan aangetoond is dat ze de ontwikkeling van de parasiet vertragen. Een van deze eiwitten komt van Afrikaanse klauwkikkers, de ander van honingbijen.
Het team heeft al laten zien dat het een paar dagen langer duurt voordat de malariaparasieten worden gedetecteerd bij de geïnfecteerde, gemodificeerde muggen. De genetische verandering vermindert ook de levensduur van de mug met een paar dagen, zegt Cristophides. Daarmee wordt de kans nog kleiner dat een mug lang genoeg overleeft om besmettelijk te worden.
Evolutie als obstakel
Er zijn twee potentiële problemen met deze benadering. Naarmate de gendruk de modificatie verder verspreidt, is er een risico dat de malariaparasieten resistentie ontwikkelen tegen de twee eiwitten. Om dit te voorkomen is het belangrijk de modificatie zo breed mogelijk te verspreiden, zegt Christophides. Hoe sneller een parasietenpopulatie instort, hoe lager de kans dat door evolutie resistentie ontstaat.
Daarnaast is het mogelijk dat muggen zo evolueren dat de gendruk niet meer werkt. Die zou dus zo ontworpen moeten worden dat dit risico minimaal blijft, zegt Christophides.
Er wordt door andere onderzoeksgroepen ook gewerkt aan andere versies van gendruk die muggenpopulaties kunnen uitroeien, door bijvoorbeeld al het vrouwelijk nageslacht onvruchtbaar te maken terwijl mannen vruchtbaar blijven en de gendruk verspreiden.
Doden of gedood worden
Deze twee benaderingen zou je ook samen kunnen gebruiken. Eerst de killer-gendruk, die de populatie uitroeit in een bepaald gebied, gevolgd door de gendruk die de overlevenden of muggen die overkomen uit andere gebieden ervan weerhoudt om malaria te verspreiden. ‘We geloven dat ze beide iets kunnen bijdragen’, zegt Christophides.
In Brazilië worden al miljoenen genetisch gemodificeerde mannetjesmuggen vrijgelaten om het aantal wilde muggen te verminderen. Deze muggen dragen een gen bij zich dat al het nageslacht doodt van de vrouwtjes waar ze mee paren. Er is nog geen bewijs dat dit gen langdurig blijft voortbestaan in het wild.
Malaria doodt jaarlijks nog steeds een half miljoen mensen, onder wie voornamelijk kinderen. Vorig jaar werd een malariavaccin voor het eerst goedgekeurd. Binnenkort volgt mogelijk een tweede, maar deze vaccins zijn nog niet in alle gevallen even effectief.
