Έχουμε αναπτύξει γενετικές τεχνολογίες που θα μπορούσαν να εξαφανίσουν ολόκληρα είδη παρασίτων τα οποία μας βλάπτουν. Ο αρθρογράφος Michael Le Page γράφει ότι το screwworm, το σαρκοφάγο έντομο, είναι το πιθανότερο πρώτο είδος-στόχος.
Στο στόμα μιας προνύμφης screwworm προεξέχουν δόντια σαν χαυλιόδοντες
Scott Camazine/Alamy
Σε ορισμένες περιπτώσεις, η εξαφάνιση ενός είδους θα ήταν κάτι θετικό. Πρόκειται για αμφιλεγόμενη άποψη, αλλά πιστεύω ότι ο κόσμος θα ήταν καλύτερος, για παράδειγμα, χωρίς τα κουνούπια που μεταδίδουν την ελονοσία.
Πλέον διαθέτουμε την απαραίτητη γενετική τεχνολογία για να το πετύχουμε, με τη μορφή των extinction drives — ή, πιο σωστά, gene drives — που μπορούν να παρακάμψουν την εξέλιξη και να διαδώσουν επιβλαβή χαρακτηριστικά σε έναν πληθυσμό. Δυστυχώς, δεν φαίνεται αυτή η τεχνολογία να θα αξιοποιηθεί σύντομα κατά των κουνουπιών που μεταφέρουν την ελονοσία. Αντίθετα, ο Kevin Esvelt στο Massachusetts Institute of Technology, ο βιολόγος που δημιούργησε το πρώτο gene drive βασισμένο στο CRISPR, θεωρεί ότι το screwworm (Cochliomyia hominivorax) θα είναι το πρώτο στη σειρά.
«Αυτό για το οποίο θα πόνταρα είναι το New World screwworm, εκείνη η αποκρουστική μύγα που πλέον έχει βρεθεί μερικές φορές στο Τέξας», λέει ο Esvelt. «Είναι ακόμα πιο μισητό από τα κουνούπια της ελονοσίας, αν μπορείτε να το πιστέψετε».
Οι μύγες screwworm γεννούν τα αυγά τους σε πληγές θηλαστικών και μερικές φορές πτηνών. Όταν εκκολαφθούν οι προνύμφες, τρυπώνουν μέσα στη σάρκα του ξενιστή τους και αρχίζουν να τον τρώνε ζωντανό. Καθώς η πληγή μεγαλώνει, μπορεί να εναποτίθενται περισσότερα αυγά μέσα της. Αν δεν απομακρυνθούν, οι προνύμφες μπορούν να προκαλέσουν σοβαρούς τραυματισμούς και πόνο και τελικά να σκοτώσουν τον ξενιστή. Πρόκειται για μεγάλο πρόβλημα για τους κτηνοτρόφους, για να μην αναφέρουμε τους ανθρώπους που διαπιστώνουν ότι screwworm προνύμφες στριφογυρίζουν μέσα στη σάρκα τους.
Το screwworm υπήρχε παλιότερα σε μεγάλο μέρος της Αμερικής. Εξαλείφθηκε από τη Βόρεια και την Κεντρική Αμερική τη δεκαετία του 1960, αλλά παρέμεινε σοβαρό πρόβλημα σε μεγάλο μέρος της Νότιας Αμερικής.
Το βασικό στοιχείο για την εξάλειψή του στη Βόρεια Αμερική ήταν η λεγόμενη τεχνική των στείρων εντόμων. Αυτή βασίζεται στο γεγονός ότι τα θηλυκά screwworm ζευγαρώνουν μόνο μία φορά, άρα αν το αρσενικό με το οποίο ζευγαρώνουν είναι στείρο, δεν θα υπάρξει απογόνων. Έτσι, αν ακτινοβολήσεις τα screwworm για να τα στειρώσεις και απελευθερώσεις αρκετά ώστε να υπερτερούν αριθμητικά των άγριων, μπορείς να εξαφανίσεις τοπικά τους πληθυσμούς.
Το μειονέκτημα της τεχνικής των στείρων εντόμων είναι ότι είναι ακριβή, όπως και νεότερες εκδοχές της που βασίζονται σε γενετική τροποποίηση αντί για ακτινοβολία. Γι’ αυτό δεν έχει επιχειρηθεί ποτέ στη Νότια Αμερική. Άρα, ακόμη κι αν οι ΗΠΑ και το Μεξικό καταφέρουν να εξαλείψουν ξανά το screwworm, αυτό δεν θα βοηθήσει τους ανθρώπους ή τα ζώα σε εκείνη την ήπειρο. Τα gene drives, όμως, θα μπορούσαν.
Πώς λειτουργούν τα gene drives;
Ο όρος gene drive είναι γενικός και περιγράφει κάθε μηχανισμό που αλλοιώνει τις αναλογίες κληρονόμησης ενός χαρακτηριστικού. Κανονικά, κάθε τμήμα DNA από τον έναν γονέα περνά σε μόνο στους μισούς απογόνους. Και αν αυτό το τμήμα DNA έχει επιβλαβή επίδραση, λιγότεροι από τους απογόνους που το κληρονομούν θα επιβιώσουν για να το μεταδώσουν, κι έτσι τελικά θα εξαλειφθεί από έναν πληθυσμό.
Τα gene drives είναι τμήματα DNA που περιλαμβάνουν γονίδια τα οποία με κάποιον τρόπο εξασφαλίζουν ότι περισσότεροι από τους μισούς απογόνους θα τα κληρονομήσουν. Για παράδειγμα, ορισμένα λειτουργούν επιβραδύνοντας το σπέρμα που δεν φέρει το gene drive. Το gene drive CRISPR που δημιούργησε ο Esvelt λειτουργεί αντιγράφοντας και επικολλώντας τον εαυτό του από το ένα χρωμόσωμα στο άλλο.
Αυτό σημαίνει ότι αν ένα ζώο που φέρει ένα gene drive ζευγαρώσει με ένα που δεν το φέρει, όλοι οι απόγονοι θα κληρονομήσουν το gene drive, επιτρέποντας στο drive και σε οποιοδήποτε χαρακτηριστικό ελέγχει να εξαπλωθούν σε έναν πληθυσμό ακόμη κι αν είναι μειονεκτικά και υπάρχει φυσική επιλογή εναντίον τους. Αυτό μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εξάλειψη ολόκληρων πληθυσμών.
Για παράδειγμα, ένα gene drive μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να βλάψει ένα γονίδιο κρίσιμο για τη γονιμότητα ενός είδους. Αν μόνο ο ένας γονέας φέρει το gene drive, οι απόγονοι θα παραμείνουν γόνιμοι επειδή κληρονομούν ένα άθικτο γονίδιο από τον άλλο γονέα. Αν όμως και οι δύο γονείς φέρουν το drive, οι απόγονοι θα είναι στείροι. Έτσι, καθώς το drive εξαπλώνεται και γίνεται όλο και πιο συχνό να το φέρουν και οι δύο γονείς, ο πληθυσμός θα αρχίσει να καταρρέει.
Το μεγάλο πλεονέκτημα της τεχνικής των gene drives σε σχέση με την τεχνική των στείρων εντόμων είναι ότι, σε μεγάλο βαθμό, το gene drive εξαπλώνεται μόνο του. Δεν χρειάζεται να απελευθερώσεις τεράστιους αριθμούς εντόμων σε απέραντες περιοχές με μεγάλο κόστος. Λειτουργεί επίσης σε είδη που ζευγαρώνουν περισσότερες από μία φορές και είναι σαφώς προτιμότερο από το να ψεκάζεις τεράστιες ποσότητες φυτοφαρμάκων που είναι επιβλαβή για πολλά είδη, ανάμεσά τους και για εμάς.
Δεν χρειάζεται καμία διαμάχη
Θα ήθελα πολύ να δω τα gene drives να χρησιμοποιούνται για την εξόντωση των ειδών κουνουπιών που μεταφέρουν την ελονοσία — ή απλώς για να σταματήσουν να τη μεταδίδουν — αλλά δεν φαίνεται ότι αυτό θα γίνει σύντομα. Το πρόβλημα είναι ότι οι εκστρατείες κατά των γενετικά τροποποιημένων καλλιεργειών που ξεκίνησαν στην Ευρώπη έχουν μεταφέρει σε πολλές αφρικανικές χώρες την ιδέα ότι κάθε μορφή γενετικής μηχανικής είναι επικίνδυνη και ανήθικη. Για παράδειγμα, μία από τις πιο προχωρημένες πρωτοβουλίες για την αντιμετώπιση της ελονοσίας με gene drives βρισκόταν στη Δυτικοαφρικανική χώρα Μπουρκίνα Φάσο. Πέρυσι, το πρόγραμμα δέχθηκε έφοδο από την αστυνομία και έκλεισε.
Κατά τη γνώμη μου, το να είσαι υπέρ ή κατά της γενετικής τροποποίησης είναι σαν να είσαι υπέρ ή κατά των σφυριών. Η γενετική τροποποίηση είναι ένα απαραίτητο εργαλείο — για παράδειγμα, σχεδόν ό,τι τρως είναι γενετικά τροποποιημένο με κάποιον τρόπο, ακόμη κι αν αυτό δεν έγινε σκόπιμα — σημασία έχει το πώς το χρησιμοποιούμε.
Το ίδιο ισχύει και για τα gene drives. Είναι το πώς θα τα χρησιμοποιήσουμε που μετράει. Μπορεί να ακούγονται ιδιαίτερα τρομακτικά και πιθανό να ξεφύγουν από τον έλεγχό μας, αλλά πρέπει να βλέπουμε τα πράγματα στη σωστή τους διάσταση. Τα gene drives είναι φυσικό φαινόμενο. Έχουμε εντοπίσει πολλά gene drives στη φύση και αυτό μάλλον είναι μόνο η κορυφή του παγόβουνου. Πιθανότατα υπάρχουν στα περισσότερα είδη, συμπεριλαμβανομένου και του ανθρώπου.
Τα μειονεκτικά gene drives σχεδόν ποτέ δεν εξαπλώνονται τόσο πολύ, επειδή αναπτύσσεται ανθεκτικότητα και τα σταματά. Αυτό είναι σχεδόν βέβαιο ότι θα συνέβαινε αν προσπαθούσαμε να εξαλείψουμε ένα έντομο-παράσιτο με ένα μόνο gene drive που θα απελευθερωνόταν σε ένα σημείο.
«Πάντα θα εμφανίζεται ανθεκτικότητα», λέει ο Esvelt. Όμως, η ανθεκτικότητα μπορεί να ξεπεραστεί με τη δημιουργία πολλών διαφορετικών εκδοχών ενός gene drive, λέει.
Για να οδηγήσεις ένα ευρέως διαδεδομένο έντομο στην εξαφάνιση θα έπρεπε επίσης να απελευθερώσεις έντομα που φέρουν αυτά τα drives σε πολλές διαφορετικές χώρες. Αυτό είναι πολύ απίθανο να συμβεί στην Αφρική, λόγω της αντίθεσης χωρών όπως η Μπουρκίνα Φάσο. Ο Esvelt, όμως, πιστεύει ότι θα μπορούσε να συμβεί στην Αμερική, όπου οι γενετικά τροποποιημένες καλλιέργειες καλλιεργούνται και καταναλώνονται πλέον ευρέως — και όπου το screwworm είναι βαθιά μισητό.
Υπάρχουν ήδη δύο projects σε εξέλιξη για την ανάπτυξη gene drives με στόχο την εξόντωση του screwworm, ένα στο National Institute of Agricultural Research (INIA) στην Ουρουγουάη και ένα στο πλαίσιο του προγράμματος GUARDIAN της Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) στις ΗΠΑ. Δεν είναι σαφές πόσο προχωρημένα είναι αυτά τα προγράμματα — ο επικεφαλής του project του INIA, Alejo Menchaca, δεν απάντησε στις ερωτήσεις μου, ενώ η DARPA έστειλε μια ανακοίνωση χωρίς χρήσιμες πληροφορίες. Ωστόσο, λειτουργικά gene drives έχουν ήδη αναπτυχθεί σε κουνούπια, άρα είναι σχεδόν βέβαιο ότι αυτό μπορεί να γίνει και στο screwworm, με αρκετή προσπάθεια.
Νωρίτερα αυτόν τον μήνα, η εταιρεία de-extinction Colossal Biosciences πρότεινε επίσης τη δημιουργία ενός gene drive κατά του screwworm, αλλά αν αυτό προχωρήσει, η εταιρεία θα ξεκινήσει από το μηδέν. «Η Colossal δεν έχει καμία εμπειρία με gene drives, απ’ όσο γνωρίζω, σε καμία απολύτως μορφή, ούτε με το να δουλεύει με έντομα, απ’ όσο γνωρίζω, σε καμία απολύτως μορφή», λέει ο Esvelt.
Ένα επιχείρημα κατά της εξάλειψης ειδών όπως τα κουνούπια με gene drive είναι ότι μπορεί να υπάρξουν απρόβλεπτες επιπτώσεις στα οικοσυστήματα. Το θεωρώ γελοίο. Έχουμε εξαφανίσει τη μεγαπανίδα και πολλά άλλα είδη, έχουμε μεταμορφώσει ολοκληρωτικά την επιφάνεια της Γης με αγροκτήματα και πόλεις και τώρα αλλάζουμε δραματικά και το κλίμα. Και όμως, είναι υπερβολικά επικίνδυνο για τα οικοσυστήματα να σώσουμε εκατομμύρια ζωές εξαλείφοντας μερικά είδη κουνουπιών που έχουν προσαρμοστεί στον άνθρωπο και είναι εισβολικά στο μεγαλύτερο μέρος της εξάπλωσής τους; Σοβαρά;
Στην περίπτωση του screwworm, πάντως, το πείραμα το έχουμε ήδη κάνει, τουλάχιστον σε μέρος της εξάπλωσής του. «Το έχουμε ήδη εξαλείψει από τη Βόρεια Αμερική και δεν συνέβη προφανώς τίποτα κακό στο οικοσύστημα», λέει ο Esvelt. Είναι επίσης δυνατό να καταψυχθεί το screwworm και να επανέλθει στη ζωή, λέει, οπότε κάποια screwworm θα μπορούσαν να διατηρηθούν στην κατάψυξη για την περίπτωση που προκύψει κάποια αρνητική επίπτωση και χρειαστεί η επανεισαγωγή τους.
Άρα, ας περιμένουμε. Σε λίγα χρόνια, ίσως δούμε την πρώτη απελευθέρωση τεχνητών gene drives για την εξάλειψη του screwworm σε ολόκληρη την Αμερική. Αν αυτό πετύχει, η τεχνολογία θα μπορούσε αργότερα να χρησιμοποιηθεί και εναντίον πολλών άλλων παρασίτων — ιδανικά και εναντίον εκείνων που μεταδίδουν ασθένειες όπως η ελονοσία και ο δάγκειος πυρετός.
