Genetische valstrik kan mug uitroeien

Malaria

Door een uitgekiende erfelijke verandering in het DNA van de malariamug te brengen valt de voortplanting stil.

Een gene drive is een stukje DNA dat niet alleen codeert voor een nieuwe eigenschap, maar ook een bijzondere DNA-verpakking heeft. Die verpakking, ingebouwd in het DNA van een moederdier, wurmt zichzelf na bevruchting ook in het vader-DNA. Foto iStock

Een genetische truc, genaamd gene drive, kan een groep malariamuggen in gevangenschap binnen zeven tot elf generaties laten uitsterven. Dat schrijven wetenschappers van het Imperial College London maandag in Nature Biotechnology. Ze voorzagen malariamuggen van een soort genetische valstrik die zichzelf relatief snel verspreidt over het nageslacht. Deze valstrik vermindert de vruchtbaarheid van vrouwtjes net zolang totdat de populatie instort. Dat kan een belangrijk hulpmiddel zijn in de wereldwijde strijd tegen malaria, aldus de auteurs.

De onderzoekers gebruikten CRISPR-Cas9, een relatief nieuwe en opzienbarende techniek waarmee je op een specifieke plek in het DNA een knip kunt zetten. Zo kun je heel gericht een gen uitschakelen of een nieuw gen inbrengen. Die techniek wordt al gebruikt voor genetische modificatie. Maar zo’n wijziging komt, door de wetten van de erfelijkheid, slechts terecht in de helft van de nakomelingen, in een kwart van de tweede en een achtste van de derde generatie. Dat is niet genoeg om een eigenschap zich snel te laten verspreiden binnen een populatie.

Met een gene drive kan dat sneller. Een gene drive is een stukje DNA dat niet alleen codeert voor een nieuwe eigenschap, maar ook een bijzondere DNA-verpakking heeft. Die verpakking, ingebouwd in het DNA van een moederdier, wurmt zichzelf na bevruchting ook in het vader-DNA. Zo komt de gene drive uiteindelijk terecht in het gehele nageslacht.

„Tot nu toe is gene drive nog niet erg succesvol geweest”, vertelt Kevin Esvelt van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) in de VS, een van de grondleggers van de gene drive-techniek. Hij kent het Britse onderzoek goed, maar deed er zelf niet aan mee. „De gene drive blijkt toch vaak snel weer uit te doven, omdat het veranderde gen door een spontane mutatie zijn oorspronkelijke functie gaat hervatten. Zo ontstaat resistentie tegen de gene drive.”

De Londenaren hebben dit probleem omzeild, zo legt Esvelt uit, door een doelgen te kiezen dat niet meer werkt zodra het terugmuteert. Daardoor kan die resistentie zich niet over het nageslacht verspreiden.

Lees ook dit achtergrondstuk over gene drive: Genetische verandering in een hogere versnelling

Muggenpopulaties in laten storten

Het ging om een verandering in een gen dat de vrouwelijke ontwikkeling in de malariamug Anopheles gambiae aanstuurt. Vrouwtjes met twee kopieën van dit veranderde gen prikten geen bloed meer en legden geen eitjes. Na acht generaties waren er geen vrouwtjes meer die zich voortplantten en stortte de muggenpopulatie in.

„Dat dit werkt bij duizend muggen in een lab, wil nog niet zeggen dat het werkt bij miljarden muggen in Afrika”, relativeert Esvelt. „Onder echte milieuomstandigheden is het effect nooit zo sterk. Maar je kunt ongetwijfeld bepaalde muggenpopulaties op bepaalde plekken laten instorten.” En daar zijn duizenden levens mee te redden, voegt hij eraan toe. Malaria doodde in 2016 ruim 445.000 mensen, vooral jonge kinderen, aldus de Britse publicatie.

„Het probleem is niet langer technisch, maar sociaal en diplomatiek”, merkt Esvelt op. „Er heerst een grote weerstand tegen gene drives. Mensen zijn bang dat een nieuwe eigenschap zich over de hele wereld zal verspreiden. In dit geval, dat een soort wereldwijd zal uitsterven. Daar geloof ik niet in.”

Voorzichtigheid geboden

Ja, met de techniek kun je lokaal een groep muggen uitroeien. Maar dan komen er vanzelf soortgenoten van elders het gebied binnen. Esvelt: „Wiskundige modellen laten zien dat je het aantal muggen hooguit kunt terugbrengen tot 1 à 5 procent van de oorspronkelijke populatie. Dat zijn er genoeg om de soort te laten overleven, maar te weinig om malaria effectief over te brengen.”

Maar de grootste voorzichtigheid is geboden, benadrukt hij. Als dieren met een gene drive uit een lab ontsnappen, dan kan dat de acceptatie van de techniek ernstig schaden. „Nederland heeft als eerste land ter wereld wetgeving aangenomen die dat moet voorkomen”, zegt Esvelt. „Jullie RIVM zit erbovenop. Fantastisch.”

„Malaria kost ondertussen jaarlijks honderdduizenden mensenlevens”, zegt Esvelt stellig. „In de tijd dat jij en ik nu praten, zijn er al vijf kinderen aan malaria overleden. Die ziekte is zo afschuwelijk, die moeten we uitroeien. Dat lukt tot nu toe niet met vaccins, met muggennetten of met insecticiden.”

    • Nienke Beintema