Je leest:

Maken genetisch gemodificeerde muggen een eind aan malaria?

Maken genetisch gemodificeerde muggen een eind aan malaria?

Eerste muggen vrijgelaten in Burkina Faso

Auteur: | 12 september 2019
NTR

In Burkina Faso lopen experimenten om malariamuggen genetisch uit te roeien. De eerste gemodificeerde muggen zijn al vrijgelaten. Wordt dit dan eindelijk de heilige graal? Wat vinden de Burkinezen er zelf van?

Televisieprogramma De Kennis van Nu besteedt aandacht aan het onderzoek. Presentator Diederik Jekel reist naar Burkina Faso om te zien hoe de onderzoekers de nieuwe genetische truc daar willen inzetten. De aflevering “geen mug, geen malaria” was 11 september te zien. Bekijk de aflevering hier.

Per jaar krijgen zo’n tweehonderd miljoen mensen malaria, zo rapporteert de WHO. De meesten van hen zijn nog geen vijf jaar oud. Klamboes, DEET, plantensappen en vaccins; alles wordt uit de kast getrokken, maar het blijkt niet genoeg om de ziekte uit te roeien. In Burkina Faso werken onderzoekers toe naar een vernieuwende, maar radicale manier om van de stekende beestjes af te komen: een genetische gemodificeerde mug.

Een effectieve methode om malaria te bestrijden is meer dan welkom, aldus Sami Palm, arts in een van de ziekenhuizen van Burkina Faso. Muggen worden namelijk resistent tegen de insecticide en de parasieten resistent tegen malariamedicatie. Palm gooit zijn handen in de lucht van blijdschap bij het idee: “Als er geen muggen meer zijn, is dat ideaal.” De arts ziet momenteel zo’n tweehonderd patiënten per week, allemaal met malaria, vertelde hij onlangs in het televisieprogramma De Kennis van Nu.

Versnelde evolutie

Malaria is een tropische ziekte die muggen aan mensen kunnen geven. Er zijn enkele muggensoorten die de parasiet Plasmodium bij zich kunnen dragen. De vrouwtjesmuggen steken om bloed te zuigen, waarbij sommige muggen de parasiet achterlaten in mensen. De parasiet gaat eerst naar de lever, waar hij zich vermenigvuldigt zonder dat je het door hebt. Daarna gaan de parasieten de bloedbaan in en beginnen de verschijnselen: koorts, rillingen, spierpijn en hoofdpijn.

Maar zover is het nog lang niet. Het is namelijk nogal een radicaal plan waarover nog veel onbekend is. Ten eerste moet er een genetische eigenschap in de mug komen die ervoor zorgt dat hij geen malaria kan overdragen. Ten tweede voegen de onderzoekers nog een extra gen aan het DNA van de mug toe dat ervoor zorgt dat die eigenschap zich vliegensvlug verspreidt onder alle nakomelingen. Door de gemodificeerde mug los te laten in het wild, krijgt de hele populatie muggen de eigenschap om geen malaria over te brengen.

Het plan is een project van Target Malaria, een internationaal onderzoeksconsortium met een basis in Londen, dat grotendeels gefinancierd wordt door de Bill and Melinda Gates Foundation. Het projeect loopt momenteel in vier Afrikaanse landen die geteisterd worden door malaria: Mali, Ghana, Oeganda en Burkina Faso. “In Burkina is het project het verst”, vertelt Delphine Thizy van Target Malaria. “Daar had men al ervaring met genetische modificatie van katoen, waardoor de Burkinezen al hebben nagedacht over de regulering van gentech. En belangrijk is dat er wetenschappelijke kennis op het gebied van muggen aanwezig is in het land. Wat betreft het gedrag van mannelijke muggen zijn zij leidend op het moment.”

Het gen dat zorgt voor de versnelde verspreiding van de nieuwe anti-malaria eigenschap heet een gene drive, een nieuwe innovatieve methode van genetische modificatie. Het werkt als een soort kopieerapparaat dat genetisch is ingebouwd in de spermacellen van de beestjes. Elk larfje dat een mug gaat worden heeft van elk gen twee kopieën, een van vadermug (dat is in het lab gemodificeerd en daardoor niet geschikt voor malaria-overdracht) en een van moedermug (het origineel, dat wel malaria kan overdragen). De gene drive uit de erfelijke informatie van de spermacel zoekt de kopie van zijn gemodificeerde gen op in de eicel (die niet gemodificeerd is) en knipt de kopie weg. Die vervangt hij voor een eigen gemodificeerd exemplaar. Zo zal de eerste nakomeling alleen het gemodificeerde gen kunnen doorgeven, niet meer het origineel. De –optimistische- conclusie is dat uiteindelijk alle muggen het gen hebben dat ze ongeschikt maakt voor het overdragen van malaria. Stap voor stap onderzoekt Target Malaria of deze theorie in de praktijk ook werkt.

Het verschil tussen het verspreiden van een eigenschap in een populatie zónder gene drive (links) en mét (rechts). In rood het gen dat malariaverspreiding bemoeilijkt. Doordat bij een kruising normaliter slechts de helft van de nakomelingen het gewenste gen krijgt, verspreidt dat gen en de erbij horende eigenschap maar moeizaam door de populatie. Gene drive zorgt ervoor dat alle nakomelingen het gen erven. Daardoor verspreidt de eigenschap zich veel verder in de populatie.
Marius Walter, CC by-sa 4.0 via Wikimedia Commons

Een van vele muggensoorten

De techniek leidt ook tot bezorgde reacties. Als er één mug ontsnapt uit het lab, kan het een hele populatie uitroeien. Daar is echter wel over nagedacht, vertelt Thizy: “De aanpassing verspreidt dan binnen de populatie malariamuggen.” Maar wat als de mug paart met andere soorten? “De mug die wij modificeren kan zich voortplanten met een andere muggensoort, maar die is óók een malariadrager. Dus dat zou alleen maar gunstig zijn. Er zijn enkele zeldzame voortplantingsmogelijkheden met andere soorten muggen, maar die leven niet op hetzelfde moment op dezelfde plek. De kans dat de mug paart met heel andere muggensoorten is nihil. De muggensoorten verschillen onderling sterk, wat geen vruchtbare nakomelingen geeft. Daarnaast is deze genetische methode specifieker tegen muggen dan andere methoden, zoals insecticiden.”

Het onderzoek van Target Malaria pakt voorlopig één muggensoort aan die malaria kan doorgeven. Er zijn zo veel muggensoorten, dat het wegvallen daarvan nog niet dramatisch voor het ecosysteem zal zijn, verwacht muggenkenner Jeroen Spitzen van Wageningen University & Research. “Maar meerdere muggensoorten kunnen malaria doorgeven. Als je al die malariamuggen uitroeit, en eventueel ook nog de soorten die voor gele koorts en zika zorgen, kan het wel problemen geven. Het zou beter zijn om geen muggen uit te roeien, maar wel het overdragen van de ziekte te verbannen.”

In Burkina Faso zelf zijn positieve geluiden te horen. “We hebben dit onderzoek nodig. Er moet een oplossing komen voor malaria”, zegt de Afrikaanse onderzoeker Lea Paré in De Kennis van Nu. “We voeren hier al zeven jaar een dialoog met omwonenden om uit te leggen wat we doen en wat dat voor hen betekent.” In Burkina Faso gebeurt dit op geheel eigen wijze. Betrokkenensessies worden opgefleurd met muziek, dans en toneel. Waar sommigen niet kunnen lezen en schrijven, is theater een goede manier om het onderzoek uit te leggen. “We hebben de dorpelingen gevraagd hoe zij uiteindelijk willen bepalen of we deze nieuwe bestrijdingsmethode met gene drive gaan inzetten of niet. Het antwoord was een discussie waarin uiteindelijk een beslissing voor het hele dorp wordt genomen. Zo zijn zij hier gewend om beslissingen te nemen, maar dat kan in Oeganda heel anders zijn”, vertelt Thizy.

De eerste muggen zijn losgelaten

Een belangrijke eerste fase van het onderzoek is onlangs begonnen. 6.400 genetisch gemodificeerde muggen die zich niet kunnen voortplanten zijn losgelaten, nu nog zonder de versnellende gene drive. De Burkinezen vangen in de dagen hierna muggen om te zien hoe lang gemodificeerde muggen overleven in het wild – een van de prangende nog openstaande vragen. “Het lab waarin ze tot nu toe leven is een soort all-inclusive luxe hotel”, zegt Thizy.

Links het grotere X-chromosoom, rechts het Y-chromosoom, sterk uitvergroot. Vrouwen hebben twee X-chromosomen; een X komt van de vader, een X komt van de moeder. Mannen hebben een X- en Y-chromosoom, de Y komt van vader. De onvruchtbaarheid die verspreidt wordt in de eerste onderzoeksfase zoals hierboven beschreven, wordt veroorzaakt door een enzym dat zowel in de spermacellen als in de eicellen het X-chromosoom kapot maakt. Zo komen er geen levensvatbare muggenlarfjes. Dit beperkt eventuele negatieve gevolgen van genetisch gemodificeerde muggen tijdens de vroege fase in het onderzoek.
Wikimedia Commons, vrijgegeven in het publieke domein

In de tweede onderzoeksfase die nog gaat volgen, zorgt de genetische modificatie ervoor dat er alleen mannelijk nageslacht komt. De gemodificeerde mannetjes die het wild ingaan, krijgen namelijk een enzym dat het X-chromosomen in spermacellen, maar niet in eicellen, kapot knipt. Er blijven alleen spermacellen met een Y-chromosoom over, dat samen met het X-chromosoom van de eicel tot alleen zonen leidt. Om dit niet in vijftig procent, maar in de hele populatie (uit eerder onderzoek bleek 95%) te verspreiden, voegen de onderzoekers in een nog later stadium de versnellende gene drive toe. Dat heeft twee voordelen: mannetjes steken niet en zonder vrouwen geen nieuwe generaties, dus ook geen malaria.

Niet op één paard wedden

De Wageningse muggenkenner Spitzen vindt het goed dat er meer onderzoek wordt uitgevoerd om malaria te bestrijden, maar gelooft niet dat dit dé oplossing is. “In een groot continent als Afrika is het lastig om elke mug weg te vangen. En het is nog maar de vraag of andere muggensoorten deze verdwenen muggen niet gaan opvullen in het ecosysteem, waardoor malaria nog steeds een probleem blijft. Als het aan mij ligt zetten we in op een integrale aanpak. Klamboes blijken uitermate effectief, net als het aanpakken van broedplaatsen, toegangswegen voor muggen in huizen dichten en lokvallen plaatsen. Deze methoden bij elkaar zijn stukken goedkoper dan het ontwikkelen van een gene drive”, aldus Spitzen. Ook Thizy wil breder inzetten: “We hebben een combinatie van methoden nodig, we weten alleen nog niet welke.” Of gene drive een van deze methoden gaat worden zal over een paar jaar blijken.

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink, en hoort bij het thema Ziekten voorkomen op Biotechnologie.nl.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 12 september 2019

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.