Knippen en plakken tegen malaria
Amerikaanse onderzoekers zijn erin geslaagd om het genoom van de malariamug aan te passen. Dat zou effectief kunnen zijn tegen malaria. Door onvruchtbare mannetjesmuggen te kweken die muggenvrouwtjes in het wild onvruchtbaar maken, zouden hele muggenpopulaties kunnen verdwijnen. Hoe werkt dat genetische aanpassen? En wat kunnen de effecten zijn van de introductie van zo’n ‘nieuwe’ muggensoort?
Eén kind per minuut. Dat is volgens de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) een schatting van het aantal doden veroorzaakt door malaria – en tegelijkertijd een indicatie van de snelheid waarmee de infectieziekte om zich heen grijpt. In 2020 waren er volgens de WHO 241 miljoen gevallen van malaria, en kostte de ziekte meer dan 600.000 doden. Malaria komt vooral voor in derdewereldlanden rond de evenaar, waar veel mensen te arm zijn om muggen te bestrijden, hygiënische maatregelen te treffen en adequate medische zorg te ontvangen.
Parasiet in het bloed
De oorzaak van malaria is een parasiet, Plasmodium falciparum, die zich voortplant in de lever en de rode bloedcellen van de mens. Die parasiet komt in het lichaam via besmet bloed door een beet van een malariamug, en vertrekt op die manier ook weer uit het lichaam, op weg naar een volgend slachtoffer. Zo houden mug en mens de levenscyclus van P. falciparum in stand.
Een manier om die malariacyclus te doorbreken is ervoor te zorgen dat malariamuggen geen kans krijgen om mensen te steken. Dat kan door het gebruik van klamboes, het droogleggen van stilstaand water waar de muggen hun eitjes leggen, het preventief geven van medicijnen zodat de parasieten zich niet in het lichaam kunnen voortplanten, of het gebruik van insecticiden in en om huis om muggen en hun eitjes uit te roeien. Ook zijn er de afgelopen jaren anti-malariavaccins op de markt gekomen.
Ondanks al die inspanningen wil het uitbannen van de ziekte maar niet lukken: vaccins zijn duur en tot dusver maar een paar jaar werkzaam, en sommige soorten malariamuggen blijken intussen resistent te zijn geworden voor insecticiden. Daarom wordt er steeds meer onderzoek gedaan naar DNA-aanpassingen om malariamuggen onvruchtbaar te maken. Die muggen of hun eitjes zou men dan kunnen uitzetten in het wild, waarna hun genetisch materiaal zich zou verspreiden door heel de populatie. Dat zou ervoor moeten zorgen dat malariamuggen zich niet meer kunnen voortplanten en op den duur dus helemaal verdwijnen.
Malaria in Nederland?
Nederland is vanaf 1970 officieel malariavrij. Maar hoe zit dat als het klimaat verandert en we meer kans krijgen op warmere zomers en nattere winters? Blijft Nederland malariavrij, of worden we in de toekomst afhankelijk van technieken zoals SIT en gene drive?
Zo’n vaart zal het niet lopen, denkt Teun Bousema. Hij is hoogleraar Epidemiologie van tropische infectieziekten aan het Radboudumc in Nijmegen. “In de praktijk is de kans dat malaria in Nederland terugkomt heel erg klein”, zegt hij desgevraagd via de mail. Zelfs in landen rond de Middellandse Zee (waar de tijgermug voet aan de grond krijgt, die de infectieziekte dengue kan overbrengen) is de kans klein, omdat de muggen in veel kleinere hoeveelheden voorkomen dan in malariagebieden.
“Voor malaria zijn er factoren die vaak meer gewicht in de schaal leggen dan klimaatverandering: toenemende verstedelijking, economische ontwikkeling en de snelheid waarmee een malariapatiënt een behandeling zal krijgen.” Met al die factoren zit het in Nederland wel goed. “Een goede gezondheidszorg blijft dé manier om sporadische gevallen wat betreft verspreiding snel ‘uit te schakelen’.”
SIT en gene drive
Amerikaanse onderzoekers hebben nu een manier gevonden om dat voor elkaar te krijgen. Ze modificeerden de malariamuggen genetisch met een methode die sterile insect technology (SIT) heet. Dit is een afgeleide van de gene drive-technologie. Hierbij wordt met CRISPR nieuw genetisch materiaal geïntroduceerd, mét een beetje extra informatie erbij dat het gen een boost geeft als het wordt gekopieerd. Zo komt die genetische aanpassing ineens voor bij álle nakomelingen, in plaats van slechts een deel. Gene drive en SIT kunnen daardoor binnen een paar generaties de oorspronkelijke eigenschappen van een soort verdringen.
De onderzoekers konden er met SIT voor zorgen dat alle nakomelingen onvruchtbare mannetjesmuggen waren, die er bovendien voor zorgden dat vrouwtjesmuggen ook onvruchtbaar werden na een paring. Door steeds nieuwe eitjes van deze muggen uit te zetten zouden ze er daardoor binnen korte tijd voor kunnen zorgen dat een populatie muggen uitsterft. Bijkomend voordeel: mannetjesmuggen bijten geen mensen, en kunnen op plaatsen komen die onbereikbaar zijn voor insecticiden. Op basis van een populatiemodel van de onderzoekers bleek de methode te werken: een representatieve lokale muggenpopulatie zou na twee seizoenen niet meer bestaan, ook na het uitzetten van relatief weinig muggeneitjes.
Waar bij gene drive nadrukkelijk sprake is van een versterkend effect doordat de organismen niet onvruchtbaar worden – en dus de genetische eigenschap in een mum van tijd verspreiden in de populatie – is dat bij SIT niet het geval. Daarbij dooft de geïntroduceerde eigenschap uit, samen met de hele populatie. SIT is daarom volgens de onderzoekers een ‘veiliger’ alternatief voor gene drive.
Hellend vlak
Geen extra muggenbeten, de zekerheid dat een muggenpopulatie uitdooft na een paar jaar, en geen kans meer op malaria: dat klinkt als een aanlokkelijk pakket. En toch zijn wetenschappers nog niet begonnen met uitzetten van gemodificeerde muggeneitjes in Afrika. Er zitten namelijk wat haken en ogen aan de technologie. Om te beginnen moeten onderzoekers en wet- en regelgevers goed samen nadenken over de implicaties van genetische modificatie met SIT en gene drive. Muggen kennen immers geen grenzen. Bovendien is niet altijd bekend wat de ecologische invloed is van het verdwijnen van een hele soort op diens leefomgeving. En de techniek is onomkeerbaar: eenmaal uitgestorven, komt de soort niet meer terug.
Maar bovenal is het goed om na te denken of het wel aan ons is om te bepalen welke soort overleeft en welke niet, zegt ook wetenschapsjournalist Jennifer Kahn in haar TED-talk over CRISPR en gene drive. De onverwachte ecologische gevolgen zijn tot daaraantoe, maar wat als deze techniek in de verkeerde handen valt? Kan één persoon met wat simpele biochemische kennis er – bewust of onbewust – voor zorgen dat een organisme binnen twee jaar uitsterft? Met het gebruik van gene drive gaat een enorme verantwoordelijkheid gepaard. De toekomst zal ons dus leren of de wereld klaar is voor gene drive – of we het nu wel of niet gebruiken om malaria mee uit te roeien.
