Geneticky upravení komáři mají bojovat s malárií

Vědci zkoumají, jak by mohli využít genetické inženýrství k tomu, aby zabránili šíření nemocí přenášených hmyzem. Variant je víc - od rozpoznání požadovaného pohlaví geneticky upraveného komára až po využití hmyzu jako nositele léků.

AUTOR: Josef Tuček
AUTOR-WEB: www.ihned.cz

Malárie ročně zabíjí přes milión lidí, hrozí zejména v tropických oblastech. S předpokládaným globálním oteplováním však může zasáhnout i Evropu. Způsobuje ji drobný parazitický prvok, kterého přenášejí komáři rodu Anopheles. Žijí i v Česku, ale naštěstí se zde nyní nevyskytuje parazitický původce malárie, kterého by komáři roznášeli.
Když se zdravotnické úřady v ohrožených rozvojových zemích snaží s mezinárodní pomocí bojovat proti nemoci, pokoušejí se omezit množství nebezpečných komárů. Jednou z možností jsou chemické postřiky. Jinou pak vypouštění sterilizovaných komářích samečků do přírody.

Ozáření samečkové snižují populaci
Krev sají (a nemoc při tom přenášejí) pouze samičky, nikoliv samečkové. A toho odborníci využívají. V umělém chovu nechávají líhnout komáry. Samečky pak sterilizují radioaktivním zářením a vypustí do přírody .
Malá dávka záření totiž poškodí hmyzí sperma. Potom se sice spermie chovají jako normální, ale nemohou z nich vzniknout potomci. Vývoj nového jedince se zastaví ještě ve stadiu zárodku.
Neplodní, avšak dobře vykrmení samečkové jsou pro samičky zpravidla atraktivní, takže se spolu páří - aniž by však mohlo vzniknout potomstvo. Komáří populace se tedy kvůli tomu snižuje.
Metoda se obvykle používá v kombinaci s chemickými postřiky. Jimi se nejdříve množství komárů v krajině sníží. Část hmyzu ale zůstane před postřikem skryta. Na něj se pak nasazují sterilizovaní samečkové z laboratoří. Obvykle to dobře zabírá.
"U některých druhů komárů však divoké samice odmítají páření se sterilními samci," říká docent Ivan Gelbič z Entomologického ústavu Akademie věd v Českých Budějovicích. "Může to být způsobeno narušením tvorby feromonů, tedy chemické komunikace mezi pohlavími."

Svítící varlata usnadňují výběr
Rozpoznávání samečků od samiček v "chovných" laboratořích je velmi pracné. Ale vědci z londýnské vysoké školy Imperial College nyní navrhují řešení. Do komárů pokusně vnesli gen, který způsobuje zelené světélkování varlat. Pod speciálním světlem se tedy samečkové dají snadno rozeznat a vytřídit ke sterilizaci už ve fázi larev.
"Věřím, že jednoho dne naše poznatky pomohou snížit výskyt malárie mezi lidmi," uvedl vedoucí výzkumného týmu z Imperial College profesor Andrea Crisanti.
Nezodpovězenou otázkou zatím zůstává, jestli vědci dostanou svolení k tomu, aby tyto geneticky upravené komáry skutečně nechali létat v přírodě. Zatím je mají pod kontrolou v laboratoři. Z vypuštění živočichů s uměle upravenými geny do životního prostředí mají obavy ochránci životního prostředí i mnozí biologové.
Faktem ovšem je, že v tomto případě by žádný neočekávaný problém hrozit neměl. Samečci by se na svobodu dostali až po sterilizaci. Takže i kdyby jejich genová změna měla jakékoli nečekané účinky, zmizela by poté, co by geneticky upravení komáři zemřeli. Protože nemohou mít potomky, další šíření změny by už nebylo možné.

Létající injekce
Ještě dál jde Julian Crampton z Liverpoolské univerzity. Ten už od konce devadesátých let pracuje na tom, aby díky genetickému inženýrství přeměnil komáry v nositele protilátek proti malárii.
Se svými kolegy si vybral druh komára, který malárii nepřenáší. V laboratoři do něj vložili gen, díky němuž se v komářích slinách vytváří sloučenina, jež funguje jako protimalarický lék. Zatím je však příliš slabá, a člověka úplně nechrání. Britští experti ale předpokládají, že časem dokážou vypouštět v malarických končinách genově upravené komáry, kteří budou svým bodnutím ochraňovat lidi i zvířata před nebezpečnou nemocí. Komáři by tedy sloužili jako "přirozené" injekční stříkačky.
Tímto způsobem by se však nedalo kontrolovat, kolik "injekcí" člověk dostane, navíc nedobrovolně. Podle situace by jich měl někdo málo a jiný třeba moc.
"Vycházím z toho, že rozvojové země nemají peníze na to, aby mohly nakoupit léky a dopravit je ke každému obyvateli. Naši genově upravení komáři by to udělali levněji. Nicméně před jejich vypuštěním do životního prostředí by musela v dané zemi proběhnout důkladná debata o tomto kroku," říká profesor Julian Crampton.
Také on uvažuje o tom, že genově upraveného komára by bylo dobré udržet v přírodě pod kontrolou: "Můžeme je chovat v laboratoři a před vypuštěním je sterilizovat třeba zářením. Tím bychom znemožnili, aby se v přírodě narodily nové generace. Jenomže sterilizací by se náklady pořádně zvýšily."

Zneškodnění v přírodě
Na jiném postupu, jak snížit riziko nákazy malárií, pracují vědci, jež vede Marcelo Jacobs-Lorena z univerzity Case Western v americkém Clevelandu. Vybrali gen, který po vnesení do komárů Anopheles blokuje vývoj malarického parazita v jejich těle. Neboli - takový komár by neměl nikoho nakazit.
Výsledek však není stoprocentní. Při experimentech na laboratorních myších se ukázalo, že část geneticky upravených komárů nemoc stejně přenese.
Výzkumníci předpokládají, že techniku dále doladí tak, aby přenosu nákazy zabránili v každém případě. Na rozdíl od liverpoolského profesora Cramptona už američtí vědci vůbec neuvažují o tom, jak udržet nový gen pod kontrolou. Naopak. V jejich pojetí se má gen při rozmnožování přenášet do dalších generací. Konečným cílem výzkumného týmu je vypouštět genově upravené komáry do malarických oblastí, kde by postupně rozšířili gen i mezi svými nebezpečnými bratranci, a učinili je tak neškodnými.
"Tímto způsobem bychom mohli účinně a levně potlačit malárii," tvrdí Marcelo Jacobs-Lorena.
Potíž je v tom, že pokud by měl uměle vložený gen i jiné, nečekané a nežádoucí projevy, už by jej vědci nemohli z komárů uvolněných do životního prostředí vzít zpátky. Jednou vypuštěného komára přece nikdo neuhlídá. n

Radiace proti tse-tse
Použití radioaktivního záření v laboratoři proti hmyzu se neomezuje pouze na komáry. Například Mezinárodní agentura pro atomovou energii vyvinula ve své laboratoři v Seibersdorfu u Vídně metodu ozařování mouchy tse-tse.
Tento hmyz ze subsaharské Afriky, velikostí odpovídající běžné evropské mouše domácí, totiž přenáší mikroskopického jednobuněčného prvoka, který je původcem spavé nemoci. Ta napadá dobytek i lidi, vyvolává horečky, otoky, průjmy a také poškozuje nervy. Může skončit zmrzačením napadeného jedince, i jeho smrtí. Ročně zahubí asi 400 tisíc lidí a způsobí ekonomické ztráty kolem čtyř miliard dolarů.
I v tomto případě se nejdříve uskuteční běžné chemické postřiky. Pak se do přírody vypouštějí ozáření, a tedy neplodní samečkové, aby našli hmyz, který chemický útok přežil. Samička se obvykle páří pouze jednou za život, což jí stačí na oplození všech budoucích potomků. Když se tedy spojí s ozářeným samečkem, žádné potomstvo se už nenarodí.
Metoda je to sice účinná, ale zatím jen krátkodobě. Po čase se totiž do oblasti opět rozšíří hmyz ze vzdálenějších končin. Většího úspěchu se podařilo dosáhnout pouze na ostrově Zanzibar u východoafrického pobřeží. Ale ani tady není jisté, zda se sem mouchy tse-tse zase přes moře nedostanou. (jet)

Hmyz vydělává peníze
Lidé většinou vnímají hmyz jako protivné a někdy nebezpečné drobné živočichy. Hmyzí druhy však také přinášejí přímý ekonomický přínos. Ve Spojených státech lidé díky hmyzu vydělají minimálně 57 miliard dolarů ročně (asi 1,3 biliónu korun). Spočítali to John Losey z Cornellovy univerzity a Mace Vaughan z ekologické organizace Xerces.
Autoři se ve studii publikované v časopise BioScience soustředili pouze na přímý, snadno dokazatelný "zisk". Kromě očekávatelného výnosu z opylování zemědělsky využitelných rostlin započítali i užitek z hmyzu, který slouží jako potrava ptákům, rybám a divokým zvířatům. To umožňuje existenci velmi výnosného rekreačního odvětví, do něhož patří lov, rybaření a také pozorování přírody. Losey a Vaughan některým druhům hmyzu přidali k dobru úrodu, kterou zachrání tím, že se živí zemědělskými hmyzími škůdci. A dokonce připočetli i to, že určitý hmyz odstraňuje výkaly dobytka z pastvin, umožňuje jejich lepší rozklad v půdě a likviduje tak potenciální zdroj infekcí pro zvířata, která by chovatelé jinak museli draze léčit.