پشه در برابر پشه; استراتژی جدید دانشمندان برای کاهش جمعیت پشه های ناقل بیماری

پشه Aedes Aegypti نه فقط یک مزاحمت این پشه یکی از ناقلین شناخته شده تب دنگی، تب زرد، چیکونگونیا و ویروس زیکا است. این گونه که با نوارهای سیاه و سفید روی پاهایش شناخته می شود، یکی از خطرناک ترین گونه های پشه برای انسان است.

در شهر Yindayatuba برزیل، تلاش برای ریشه کن کردن این آفات قبل از اینکه فرصتی برای انتشار بیماری داشته باشند، در حال انجام است. در این مورد، سلاح دانشمندان پشه‌های Aedes aegypti هستند که به‌طور ژنتیکی برای کشتن نوع خود ساخته شده‌اند. این پشه ها که توسط شرکت بیوتکنولوژی بریتانیایی Oxitec ساخته شده اند، به نظر می رسد در کاهش جمعیت پشه ها موثر باشند.

پشه های اصلاح شده دارای یک ژن خود محدود شونده مصنوعی هستند که از زنده ماندن فرزندان ماده جلوگیری می کند. این مهم است؛ زیرا فقط ماده ها گاز می گیرند و بیماری را منتقل می کنند. در مطالعه جدید، دانشمندان Oxitec نشان دادند که حشرات مهندسی شده آنها توانستند جمعیت پشه Aedes aegypti را تا 96 درصد در طی 12 ماه در محله هایی که در آن رها شده بودند کاهش دهند. ناتان رز، رئیس برنامه مالاریا در Oxytech می گوید:

فراوانی Aedes aegypti در این منطقه زیاد است و مردم به طور دوره ای تحت تأثیر شیوع تب دنگی قرار می گیرند.

تابستان امسال، وزارت بهداشت برزیل گزارش داد که تب دنگی در هر پنج منطقه این کشور در حال گسترش است. بین 1 ژانویه تا 31 مه، برزیل بیش از 1.1 میلیون مورد دنگی داشت که نسبت به مدت مشابه در سال 2021 افزایش 198 درصدی را نشان می دهد. در این پنج ماه، این بیماری که باعث تب بالا، بثورات پوستی و درد عضلانی و مفاصل می شود. درد، جان 504 نفر را گرفت.

برای مطالعه جدید که در سال‌های 2018 و 2019 انجام شد، Oxitec چهار محله پرجمعیت با سطوح بالای Aedes aegypti را انتخاب کرد. در دو محله، دانشمندان هر هفته 100 پشه نر به ازای هر ساکن را رها کردند. در محله های دیگر تعداد پشه های رها شده را به 500 پشه رساندند.

نرهای اصلاح شده با ماده های وحشی جفت گیری می کنند. اما ژن خود محدود شونده مانع بقای فرزندان ماده می شود. این ژن که در آزمایشگاه مهندسی شده است. اما بر اساس عناصر موجود در باکتری E.coli و ویروس هرپس سیمپلکس است که باعث می شود سلول های فرزندان ماده مقادیر زیادی پروتئین به نام tTAV تولید کنند. این باعث اختلال در توانایی سلول برای تولید سایر پروتئین های مورد نیاز برای رشد می شود. در نتیجه ماده ها قبل از رسیدن به بلوغ می میرند و شروع به گاز گرفتن می کنند. فرزندان نر زنده می مانند و حاوی یک نسخه از ژن خود محدود شونده هستند که می توانند آن را به نسل بعدی منتقل کنند.

برای تعیین اینکه پشه‌های نر خود محدود شونده چقدر مؤثر هستند، دانشمندان باید جمعیت پشه‌های محلی را قبل و بعد از آزمایش تعیین کنند. آنها از تله استفاده می کنند، پشه ها را به دام می اندازند و تعداد پشه های بالغ را در یک منطقه می شمارند، یا تله ها را در آب قرار می دهند و سپس تعداد تخم های گذاشته شده توسط پشه های ماده را می شمارند. سپس جمعیت پشه ها را بر اساس این مشاهدات تخمین زدند (تیم Oxitech از روش شمارش تخم مرغ استفاده کردند).

این مطالعه نشان داد که در طول فصل اوج پشه برزیل که از نوامبر تا آوریل ادامه دارد، جمعیت پشه ها در مناطقی که پشه های اصلاح شده رها شده اند، به طور متوسط ​​88 درصد و در برخی موارد تا 96 درصد بیشتر از مناطقی بود که پشه های اصلاح شده در آن ها وجود نداشت. منتشر شد. بودند، کاهش یافت. جالب اینجاست که به نظر نمی‌رسد تعداد پشه‌ها تأثیری بر اثربخشی این روش داشته باشد.

رز می گوید:

تعداد محدودی پشه ماده در محیط بیرونی وجود دارد و مهم است که شانس آنها را برای مواجهه با این نرهای اصلاح شده به حداکثر برسانیم. تا زمانی که پشه‌های نر اصلاح‌شده بیشتر از نرهای وحشی در محیط بیرون وجود داشته باشد، ماده‌ها بیشتر احتمال دارد یکی از نرهای Oxytec را پیدا کنند.

در واقع، رز فکر می‌کند با رها کردن پشه‌های کمتر نیز می‌توان به همین نتیجه دست یافت. برزیل، مانند سایر کشورها، سمپاشی گسترده ای با استفاده از حشره کش ها برای کنترل پشه های مشکل ساز انجام می دهد.

در دهه 1950، پس از استفاده گسترده از Dedt، پشه Aedes aegypti از اکثر مناطق آمریکای جنوبی ریشه کن شد. اما زمانی که اثرات مضر این ماده شیمیایی بر سلامتی و محیط زیست آشکار شد، سمپاشی متوقف شد و طولی نکشید که پشه برگشت. امروزه معمولاً از پیرتروئیدها برای کنترل پشه ها استفاده می شود. اما پشه ها در برابر آنها مقاومت می کنند.

رائول مدینا، حشره شناس دانشگاه A&M تگزاس، حشره کش ها را به عنوان یک رویکرد چکشی برای کنترل بیماری توصیف می کند. زیرا حشره کش ها غیر از پشه بر روی سایر حشرات نیز اثر می گذارند و می توانند به خارج از محل های سم پاشی منتقل شوند. قرار گرفتن بیش از حد در معرض حشره کش ها باعث سردرد، سوزش چشم، سرگیجه، اسهال و مشکلات تنفسی می شود. به نظر او پشه های اصلاح شده ژنتیکی گزینه هدفمندتری هستند و خطری برای سلامت انسان و محیط زیست ندارند. مدینه می گوید:

کاهشی که آنها به دست آوردند با کاهش استفاده از حشره کش مطابقت داشت که واقعاً قابل توجه است.

مونیکا گولیا نوس، استادیار بیوشیمی و زیست‌شناسی مولکولی در دانشگاه نوادا که پشه‌ها و بیماری‌های ناقل را مطالعه می‌کند، در مورد نتایج محتاط‌تر است. او می گوید:

منطقه بسیار کوچک و دوره مطالعه کوتاه بود. اگرچه این مطالعه گامی در جهت درست است. اما نیاز به کار بیشتری دارد.

او مایل است نرخ کاهش مشابهی را در یک منطقه جغرافیایی بزرگتر در یک دوره طولانی تر ببیند. Oxitech قبلاً آزمایش های میدانی انجام داده است که نشان می دهد فناوری آنها می تواند جمعیت پشه ها را کاهش دهد. اما این اولین مطالعه منتشر شده با استفاده از تخم پشه به جای نرهای بالغ است.

تلاش‌های گذشته با نسخه‌های قبلی این پشه مهندسی شده مستلزم آن بود که پس از بیرون آمدن حشرات در آزمایشگاه، دانشمندان آنها را بر اساس جنسیت جدا کرده و نرها را در منطقه آزمایش رها کنند. این بار تخم مرغ ها در جعبه هایی قرار می گیرند که فقط باید با آب پر شوند. این روش هم ارزان تر است و هم به کار کمتری نیاز دارد.

چند روز پس از افزودن آب، پشه‌های نر از تخم بیرون می‌آیند و به دنبال جفت می‌گردند. Oxitech مجوز فروش این محصول را در سال 2020 از سازمان های دولتی برزیل دریافت کرد و جعبه های حاوی تخم مرغ در اختیار مشاغل و خانواده ها قرار می گیرد.

مدینه می گوید که استراتژی جعبه می تواند برای کشورهای فقیرتر مفید باشد. زیرا اجرای آن به کار کمتری نیاز دارد; اما دفعات تعویض جعبه ها برای کاهش جمعیت پشه های محلی می تواند مانعی برای پذیرش باشد. Gulia Noss در مورد رویکرد Oksitec می گوید:

هنوز هم به کار دستی زیادی نیاز دارد و پشه ها باید چندین بار در طول زمان رها شوند.

در مقابل حشره کش ها فقط یک بار در فصل سمپاشی می شوند. پشه های نر عمر کوتاهی دارند (فقط 10-7 روز) و صفت خود محدود شونده آن ها به تدریج در طول نسل ها محو می شود و در نهایت این ویژگی از مخزن ژنی محو می شود. این بدان معنی است که انتشار بیشتری مورد نیاز است.

پس از بررسی های طولانی، مقامات فدرال ایالات متحده مجوز آزمایش میدانی پشه های Oxitech را در سال 2020 صادر کردند. آژانس های نظارتی به این نتیجه رسیدند که پشه های اصلاح شده Oxytec هیچ خطری برای سلامت انسان یا محیط زیست ندارند و آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده در بیانیه ای در ماه مارس نوشت که استفاده از پشه های اصلاح شده خاص گونه می تواند استفاده از آفت کش ها را برای کنترل پشه ها کاهش دهد.

انتشار پشه در سال 2021 در املاک داوطلبان محلی در فلوریدا کیز آغاز شد. اما این پروژه با مخالفت سایر ساکنان روبرو شده است که نسبت به پیامدهای ناشناخته آن ابراز نگرانی کرده اند. مانند اینکه آیا پشه های مهندسی شده می توانند به انسان یا اکوسیستم آسیب برسانند و به ویژه به سایر حیواناتی که از پشه ها تغذیه می کنند آسیب برساند.

در کالیفرنیا، اداره مقررات آفت کش ها در حال بررسی درخواست Oxitech برای آزمایش رهاسازی پشه های مهندسی شده در آنجا است. اما در اوایل ماه جاری، نمایندگان ایالتی نامه‌ای به آژانس ارسال کردند و از آن خواستند تا انتشار پشه‌ها را به تأخیر بیندازند و به نگرانی در مورد ایمنی، اثرات زیست‌محیطی و توانایی مدیریت و مهار پشه‌های دستکاری‌شده ژنتیکی اشاره کردند.

مدینه فکر می‌کند که مخالفت‌های بیشتری در ایالات متحده وجود خواهد داشت، جایی که تب دنگی و سایر بیماری‌های منتقله از طریق پشه رایج نیستند، اگرچه او می‌گوید اگر این روش در فلوریدا و کالیفرنیا به همان خوبی که در برزیل کار می‌کند نشان داده شود، مردم ممکن است بیشتر بپذیرند. آی تی.

با این حال، یک سوال بزرگ بی پاسخ باقی مانده است: آیا رهاسازی این پشه ها واقعا انتقال بیماری را کاهش می دهد؟ Oxitec هنوز مطالعاتی در مورد تأثیر پشه های خود بر سلامت عمومی انجام نداده است. حتی ریشه‌کن کردن پشه‌ها در یک منطقه خاص لزوماً بیماری‌هایی را که منتشر می‌کنند ریشه‌کن نمی‌کند. زیرا پشه ها می توانند مهاجرت کنند. مدینه می گوید:

هر بار که مشکل پیچیده ای دارید، باید منتظر پاسخ پیچیده باشید و کنترل پشه نمونه کاملی از آن است.