Κώνωψ εναντίον κώνωπος!

Στις 5 του περασμένου Αυγούστου, ο αρμόδιος φορέας του αμερικανικού Οργανισμού Τροφίμων και Φαρμάκων (Food and Drug Administration, FDA) άναψε το πράσινο φως για την απελευθέρωση γενετικώς τροποποιημένων κουνουπιών στη Φλόριδα. Τα κουνούπια αυτά είναι προϊόν της βρετανικής εταιρείας βιοτεχνολογίας Oxitec, η οποία δημιουργήθηκε το 2002 από ερευνητές του Πανεπιστημίου της Οξφόρδης. Η Oxitec έλαβε την άδεια μετά από ενδελεχή έλεγχο των δεδομένων, ο οποίος κατέδειξε ότι οι εν λόγω οργανισμοί δεν θα είχαν αρνητική επίδραση στο περιβάλλον. Αντιθέτως, οι Αρχές της Φλόριδας ευελπιστούν ότι με τον τρόπο αυτόν θα μπορέσουν να ανακόψουν την επέλαση του ιού Ζίκα. Το αν επιβεβαιωθούν θα το μάθουμε σύντομα, ωστόσο η εμπειρία από άλλες χώρες επιτρέπει μεγάλη αισιοδοξία.

Ευφυής ιδέα

Αλλά ας πάρουμε τα πράγματα από την αρχή και ας πάμε πίσω στη δεκαετία του 1940, όταν ο αμερικανός εντομολόγος Εντουαρντ Κνίπλιν (Edward Knipling) σκέφτηκε πως θα μπορούσε να μειώσει τους πληθυσμούς επιζήμιων εντόμων απελευθερώνοντας στο περιβάλλον τεράστιους αριθμούς στείρων αρσενικών. Η ιδέα, η οποία ονομάστηκε SIT (sterile insect technique, τεχνική στείρων εντόμων), ήταν απλή: αν για κάθε θηλυκό έντομο υπήρχαν πολύ περισσότερα στείρα σε σχέση με τα υγιή αρσενικά, οι πιθανότητες ένα θηλυκό να γονιμοποιηθεί από ένα υγιές αρσενικό ήταν μειωμένες. Στην πράξη αυτό θα σήμαινε λιγότερους απογόνους, σκέφτηκε ο Κνίπλιν, ο οποίος περνώντας πράγματι από τη θεωρία στην πράξη πέτυχε στις δεκαετίες που ακολούθησαν να εξαλείψει είδη μυγών κτηνοτροφικού και γεωργικού ενδιαφέροντος. Παρά τις όποιες επιτυχίες όμως η ιδέα του Κνίπλιν είχε ένα τρωτό σημείο: προκειμένου να επιτύχει τη στείρωσή τους, ο αμερικανός επιστήμονας ακτινοβολούσε τα αρσενικά έντομα με αποτέλεσμα να μειώνεται η ζωτικότητά τους. Ετσι, ενώ στα δίπτερα (μύγες) η μέθοδος φάνηκε αποτελεσματική, δεν ήταν εξίσου αποτελεσματική στα κουνούπια (για να επιτευχθεί η στείρωσή τους απαιτούνται τόσο ισχυρές δόσεις ακτινοβολίας ώστε τα στείρα έντομα σχεδόν δεν μπορούν να επιβιώσουν στο πεδίο, πόσω μάλλον να ανταγωνιστούν τα άγρια αρσενικά στη γονιμοποίηση των θηλυκών). Είναι χαρακτηριστικό το γεγονός ότι στον σκόπελο αυτόν προσέκρουσαν στα τέλη του εικοστού αιώνα και οι προσπάθειες των επιστημόνων να αντιμετωπιστεί η εξάπλωση της ελονοσίας στην Αφρική, μέσω της μείωσης των κουνουπιών που λειτουργούν ως φορείς και διαβιβαστές του παρασίτου.

Εκτός από το παράσιτο της ελονοσίας τα κουνούπια μεταφέρουν και θανατηφόρους ιούς όπως αυτός του κίτρινου πυρετού, ο ιός Τσικουνγκούνια και ο ιός Ζίκα, η εξάπλωση του οποίου ανησυχεί τώρα τις υγειονομικές αρχές παγκοσμίως. Ούτε λίγο ούτε πολύ, τα έντομα αυτά αποτελούν τα πλέον θανατηφόρα όντα του πλανήτη σκοτώνοντας περί τις 750.000 ανθρώπους κάθε χρόνο! (Για την ιστορία, ο άνθρωπος είναι το μόνο είδος που τα… συναγωνίζεται με επιτυχία, ενώ τα φίδια που είναι τρίτα στην κατάταξη σκοτώνουν 50.000 και, παρά την κακή τους φήμη, οι καρχαρίες είναι τελευταίοι με 10 ανθρώπους τον χρόνο.) Περιττό λοιπόν να πούμε ότι η ανάγκη για τον έλεγχο των πληθυσμών των κουνουπιών παραμένει διαχρονικά επιτακτική. Στην ανάγκη αυτή ήρθαν εξάλλου να απαντήσουν οι ψεκασμοί, οι οποίοι όμως δεν αρκούν. Αφενός τα έντομα αποκτούν ανθεκτικότητα στα εντομοκτόνα, αφετέρου οι ψεκασμοί πέφτουν, κυριολεκτικά, επί δικαίους και αδίκους: μαζί με τα κουνούπια μειώνει κανείς και τους πληθυσμούς χρήσιμων εντόμων, για να μην αναφερθούμε στην επίδραση των χημικών στην ανθρώπινη υγεία…

Το ζητούμενο λοιπόν ήταν να μειωθούν οι πληθυσμοί των κουνουπιών με έναν τρόπο που θα ήταν αφενός αποτελεσματικός, αφετέρου δεν θα είχε επίδραση στο περιβάλλον και τον άνθρωπο. Ετσι, επανήλθε στο προσκήνιο η SIT, μόνο που τώρα ήταν πολύ πιο εκλεπτυσμένη χάρη στην ανάπτυξη των τεχνικών της μοριακής γενετικής και βιοτεχνολογίας. Με άλλα λόγια, αντί να ακτινοβολήσουν τα κουνούπια προκειμένου να τα στειρώσουν, οι ερευνητές εισήγαγαν πολύ συγκεκριμένα γονίδια στο γενετικό υλικό τους για να πετύχουν το ίδιο αποτέλεσμα, διατηρώντας παράλληλα και τη ζωτικότητά τους. Και ενώ τα στείρα αρσενικά είναι ικανά να ανταγωνιστούν τα άγρια στο κυνήγι του ζευγαρώματος, οι απόγονοί τους δεν είναι βιώσιμοι. Οπως εξήγησε μιλώντας στο ΒΗΜΑScience ο Σάιμον Γουόρνερ (Simon Warner), επικεφαλής ερευνών της Oxitec, «δημιουργήσαμε κουνούπια τα οποία φέρουν δύο επιπλέον γονίδια: το ένα καθιστά τις προνύμφες χρωματιστές και το άλλο είναι ένα αυτοπεριοριστικό γονίδιο, ένα γονίδιο που εξασφαλίζει ότι τα κουνούπια που το φέρουν δεν θα επιβιώσουν. Οταν τα γενετικώς τροποποιημένα αρσενικά κουνούπια της Oxitec απελευθερώνονται στο περιβάλλον και γονιμοποιούν άγρια θηλυκά, το 95% των απογόνων τους δεν επιβιώνει. Μετά από επάλληλες απελευθερώσεις στείρων αρσενικών επιτυγχάνεται μια μείωση των πληθυσμών των κουνουπιών που ξεπερνά το 90%».

Μα πώς είναι δυνατόν να μεταφέρουν το αυτοπεριοριστικό γονίδιο τα αρσενικά κουνούπια της Oxitec χωρίς τα ίδια να πεθαίνουν από τη δράση του; «Διαθέτουμε ένα είδος διακόπτη που μας επιτρέπει να ελέγχουμε την ενεργότητα του αυτοπεριοριστικού γονιδίου» σημείωσε ο δρ Γουόρνερ και προσέθεσε: «Ο διακόπτης είναι το αντιβιοτικό τετρακυκλίνη. Μεγαλώνουμε τα κουνούπια μας παρουσία υψηλών ποσοτήτων τετρακυκλίνης, πράγμα που αδρανοποιεί το αυτοπεριοριστικό γονίδιο και επιτρέπει την ομαλή ανάπτυξη των κουνουπιών που πρόκειται να απελευθερώσουμε».

Αξίζει να σημειωθεί ότι για να συμπληρωθεί ο κύκλος ζωής των κουνουπιών απαιτείται η παρουσία νερού. Από τα γονιμοποιημένα αβγά, τα οποία εναποτίθενται στην επιφάνεια στάσιμων υδάτων, προκύπτουν αρχικά προνύμφες, οι οποίες στη συνέχεια μεταφορφώνονται σε ενήλικα έντομα. Οι ερευνητές της Oxitec έχουν σχεδιάσει έτσι τα γενετικώς τροποποιημένα κουνούπια τους ώστε αυτά να εκφράζουν το γονίδιο που παρέχει χρώμα στα έντομα στο στάδιο της προνύμφης. Σε αυτό δηλαδή το στάδιο που τα έντομα δεν πετούν και είναι εύκολο να συλλεχθούν και να ελεγχθούν. Αυτό είναι χρήσιμο τόσο στο εργαστήριο όταν επιλέγονται τα έντομα που θα απελευθερωθούν, αλλά και αργότερα όταν γίνονται δειγματοληπτικοί έλεγχοι στο φυσικό περιβάλλον προκειμένου να διαπιστωθεί αν όντως οι προνύμφες που εντοπίζονται είναι απόγονοι των γενετικώς τροποποιημένων κουνουπιών. Οπως εξήγησε ο δρ Γουόρνερ, «οι προνύμφες που φέρουν το συγκεκριμένο γονίδιο φθορίζουν όταν ιδωθούν κάτω από μια λάμπα που εκπέμπει υπεριώδες φως και αυτό μας επιτρέπει να παρακολουθούμε τη διαδικασία την ώρα που συμβαίνει. Ετσι, μπορούμε να αυξήσουμε αν χρειαστεί τους αριθμούς των γενετικώς τροποποιημένων αρσενικών που απελευθερώνουμε ώστε να επιτευχθεί το επιθυμητό αποτέλεσμα».

Οι αριθμοί των στείρων αρσενικών που θα πρέπει να απελευθερωθούν προκειμένου να επιτευχθεί μείωση των πληθυσμών τέτοια που να ελαχιστοποιεί την πιθανότητα μετάδοσης του ιού Ζίκα στη Φλόριδα (και ειδικότερα στην περιοχή Florida Keys, η οποία χαρακτηρίζεται από την παρουσία υδάτινων όγκων) μετρούνται σε εκατομμύρια. Με άλλα λόγια, οι αρχές της Φλόριδας προτίθενται να απελευθερώσουν εκατομμύρια γενετικώς τροποποιημένους οργανισμούς στο περιβάλλον, καθώς έχουν πεισθεί ότι κάτι τέτοιο δεν θα ήταν επικίνδυνο. Πού οφείλεται όμως αυτή η βεβαιότητα; «Στο ότι πρόκειται για ένα απολύτως ελεγχόμενο σύστημα» μας είπε ο δρ Γουόρνερ και εξήγησε: «Οπως προανέφερα, οι προνύμφες μας μεγαλώνουν παρουσία μεγάλων ποσοτήτων τετρακυκλίνης, πράγμα που αδρανοποιεί το αυτοπεριοριστικό γονίδιο και επιτρέπει την ανάπτυξή τους. Οι απόγονοι όμως των κουνουπιών αυτών, οι οποίοι φέρουν επίσης το αυτοπεριοριστικό γονίδιο, δεν έχουν πρόσβαση σε τέτοιες ποσότητες τετρακυκλίνης. Ετσι, δεν φτάνουν ποτέ στην ενηλικίωση».

Επιπροσθέτως, όπως σημειώνεται στη γνωμοδότηση του αμερικανικού Οργανισμού Τροφίμων και Φαρμάκων, αφενός τα ίδια τα κουνούπια της Oxitec πεθαίνουν σύντομα μετά την απελευθέρωσή τους (7-9 ημέρες), αφετέρου το είδος αυτό Aedes aegypti δεν διασταυρώνεται με άλλα είδη κουνουπιών. Τα παραπάνω, σε συνδυασμό με τη μη επιβίωση των απογόνων τους, σημαίνουν ότι τα επιπλέον γονίδια που φέρουν δεν παραμένουν στο περιβάλλον. Επιπροσθέτως, τόσο η πρωτεΐνη που καθιστά φθορίζουσες τις προνύμφες όσο και το αυτοπεριοριστικό γονίδιο είναι μη τοξικά και μη αλλεργιογόνα, πράγμα που σημαίνει ότι δεν θα υπάρξουν επιπτώσεις για οργανισμούς (όπως πουλιά) που πιθανότατα θα τραφούν με τα γενετικώς τροποποιημένα κουνούπια. Τέλος, δεν υπάρχει κίνδυνος τσιμπήματος από τα γενετικώς τροποποιημένα κουνούπια (είναι αρσενικά και μόνο τα θηλυκά τσιμπούν ανθρώπους καθώς χρειάζονται το αίμα μας για την παραγωγή των αβγών τους).

Πέρα από τη θεωρητική μελέτη των κινδύνων, οι αμερικανικές αρχές είχαν και εμπειρικές αποδείξεις για τη μη επικινδυνότητα της απελευθέρωσης στο περιβάλλον των γενετικώς τροποποιημένων κουνουπιών της Oxitec. Προηγήθηκαν η Βραζιλία, ο Παναμάς και τα Νησιά Κέιμαν. Συνολικά στις χώρες αυτές έχουν μέχρι σήμερα απελευθερωθεί περισσότερα από 100 εκατομμύρια κουνούπια χωρίς να αναφερθεί ούτε μία «παρενέργεια», ενώ στην πρόσφατη απελευθέρωση στον Παναμά τα ποσοστά μείωσης των πληθυσμών των κουνουπιών ανήλθαν στο 96%. Με δεδομένη τη γειτνίαση της Φλόριδας με περιοχές όπου βρίθει ο ιός Ζίκα, τα αποτελέσματα της εφαρμογής της SIT στον έλεγχο των πληθυσμών των κουνουπιών και κατ’ επέκταση στην ανακοπή της πορείας του ιού επί αμερικανικού εδάφους αναμένονται με ιδιαίτερο ενδιαφέρον.