211service.com
Met deze genetische manipulatietechnologie is er geen weg meer terug
De studenten in de insectentuin van Anthony James aan de Universiteit van Californië, Irvine, wisten dat ze de wetten van de evolutie hadden overtreden toen ze naar de ogen van de muggen keken.
Eigenlijk zouden de insecten, geboren uit vaders met fluorescerende rode ogen en moeders met normale ogen, slechts ongeveer halfrood uit moeten komen. In plaats daarvan, terwijl ze ze telden, eerst een paar en daarna honderden, ontdekten ze dat 99 procent gloeiende ogen had.
Belangrijker dan de oogkleur is dat de muggen van James ook genen dragen die de groei van de malariaparasiet tegenhouden. Als deze insecten ooit in het wild zouden worden vrijgelaten, zou hun egoïstische genetische lading zich onverbiddelijk door muggenpopulaties verspreiden en mogelijk de overdracht van malaria stoppen.
De technologie, een gene drive genoemd, is gebouwd met behulp van de technologie voor het bewerken van genen die bekend staat als CRISPR en wordt gerapporteerd door James, een specialist in muggenbiologie, en een half dozijn collega's vandaag in de Proceedings van de National Academy of Sciences .
Volksgezondheidsorganisaties verwachten al meer dan tien jaar een functionerende gene drive bij muggen als een revolutionaire nieuwe manier om malaria te bestrijden. Nu het echter een realiteit is, roept het werk vragen op over de vraag of de technologie veilig genoeg is om ooit in het wild te worden vrijgelaten.
Dit is een grote vooruitgang omdat het aantoont dat gene drives waarschijnlijk effectief zullen zijn bij muggen, zegt Kevin Esvelt, een gene drive-onderzoeker aan het Wyss Institute van Harvard University. Technologie is niet langer de beperking.
Sinds afgelopen zomer hebben Esvelt en andere wetenschappers begon te waarschuwen dat gene drives op het punt stonden om van theorie naar realiteit te springen (zie Protect Society from Our Inventions, Says Genome Editing Scientists) en meer aandacht nodig hadden van regelgevers en het publiek. De National Academy of Sciences bestudeert de wetenschap en ethiek van de technologie en is van plan om volgend jaar aanbevelingen uit te brengen over verantwoord gedrag van wetenschappers en bedrijven.
Gene-drives zijn slechts het nieuwste voorbeeld van de fantastische kracht van CRISPR-bewerking om het DNA van levende wezens te veranderen, wat al een discussie op gang heeft gebracht over de mogelijkheid dat genbewerking kan worden gebruikt om designer menselijke baby's te genereren (zie Engineering the Perfect Baby ) . Maar Henry Greely, een professor in de rechten en specialist in bio-ethiek aan Stanford, zegt dat milieugebruik zorgwekkender is dan een paar aangepaste mensen. De mogelijkheid om de biosfeer opnieuw te maken is enorm belangrijk, en een stuk dichter bij realisatie, zegt hij.
Malaria wordt veroorzaakt wanneer een muggenbeet plasmodium, een eencellige parasiet, overbrengt. Het is behandelbaar, maar elk jaar sterven 670.000 mensen aan malaria, de meerderheid van hen jonge kinderen in Afrika bezuiden de Sahara.
James zegt dat zijn muggen het resultaat zijn van tientallen jaren van grotendeels obscuur, onaangekondigd werk van een paar insectenspecialisten om een genetische oplossing voor malaria te construeren. Het werd dit jaar eindelijk mogelijk toen wetenschappers in het laboratorium van Ethan Bier, een vliegbioloog aan de Universiteit van Californië, San Diego, die co-auteur is van het artikel, eindelijk CRISPR gebruikten om een moleculaire motor te perfectioneren die de antimalaria genen te verspreiden.
De muggen hebben twee belangrijke genetische toevoegingen. Een daarvan is genen die antilichamen produceren wanneer een vrouwelijke mug een bloedmaaltijd heeft. Die antilichamen binden zich aan het oppervlak van de parasiet en stoppen de ontwikkeling ervan. Maar normaal gesproken zou zo'n gemanipuleerde mug de genen slechts doorgeven aan precies de helft van zijn nakomelingen, aangezien er een kans van 50 procent is dat een stukje DNA van zijn partner zou komen. En aangezien de nieuwe genen een mug waarschijnlijk niet veel helpen, zouden ze in het wild snel verdwijnen.
Dat is waar CRISPR om de hoek komt kijken. In een gene drive worden componenten van het CRISPR-systeem toegevoegd, zodat elk normaal gen wordt bewerkt en de genetische lading er ook aan wordt toegevoegd. In het laboratorium van James kwamen vrijwel alle muggen terecht met de genetische toevoeging, een resultaat dat Esvelt verbluffend noemt.
Wat Esvelt zorgen baart, is dat naar zijn mening de Californische onderzoekers niet strikt genoeg veiligheidsmaatregelen hebben genomen. Hij zegt dat gesloten deuren en gesloten kooien niet genoeg zijn. Hij wil dat ze een genetische omkeringsaandrijving installeren, zodat de verandering indien nodig ongedaan kan worden gemaakt. Een accidentele vrijlating zou een ramp zijn met mogelijk verwoestende gevolgen voor het vertrouwen van het publiek in de wetenschap en in het bijzonder gene-drive-interventies, zegt hij. Geen enkele gene-drive interventie mag ooit worden uitgebracht zonder steun van de bevolking.
James zegt dat het experiment veilig was omdat de muggen achter een reeks vergrendelde toegangsdeuren worden gehouden en omdat ze niet inheems zijn in Californië. Als er een ontsnapte, zouden ze zich niet kunnen voortplanten.
In feite is het hele punt van een gene drive om het in het wild vrij te laten, een concept dat al lang is geaccepteerd, althans in theorie, door volksgezondheidsorganisaties, waaronder de Gates Foundation. Nu ze echter echt mogelijk zijn, hebben alarmerende nieuwskoppen de technologie vergeleken met het volgende massavernietigingswapen en zelfs het spook van insectenterrorisme doen toenemen, zoals muggen die mensen doden met een toxine.
Gene-drive terrorisme is waarschijnlijk onzin, althans voorlopig. Dat komt omdat zelfs als insectenwapens mogelijk zouden zijn, het in de praktijk onwaarschijnlijk is dat een terroristische organisatie miljoenen zou investeren in een geavanceerd programma voor genetische manipulatie. Ik heb nogal wat nagedacht over slechte dingen die je ermee zou kunnen doen, en we hebben niets bedacht dat zou lukken, zegt Bier. Er zijn zoveel slechte dingen die je zou kunnen doen die gemakkelijker zijn.
In plaats daarvan zeggen Bier en James dat ze ervan overtuigd zijn dat kunstmatige muggen zo snel mogelijk moeten worden vrijgelaten, iets wat ze hopen te doen als ze een door malaria getroffen gemeenschap kunnen vinden die ermee instemt. Stel je voor dat we een mug zouden kunnen ontwerpen die op magische wijze kanker zou genezen, zegt Bier. Welnu, de angst om malaria te krijgen is dezelfde angst die we hebben om kanker te krijgen. Naar mijn mening wegen de voordelen op tegen de risico's, en we moeten zo agressief mogelijk doorgaan.