Комарі щороку спричиняють близько мільйона смертей, переносячи малярію, денге, жовту гарячку та інші небезпечні захворювання. Через потепління клімату ареал цих комах розширюється, а сезон їхньої активності подовжується. До того ж комарі поступово набувають стійкості до засобів боротьби з ними. Тому науковці шукають нові способи контролювати їхню чисельність — зокрема за допомогою генетичних технологій.
Міжнародний консорціум Target Malaria розробляє метод, який дасть змогу поширювати серед комарів мутацію, що спричиняє безпліддя самок. Дослідники працюють із Anopheles gambiae — одним із головних переносників малярії. На Африку припадає близько 95% смертей від цієї хвороби, більшість із них — серед дітей віком до п’яти років.
Для цього використовують CRISPR-Cas9 і так званий генний драйв — механізм, який змінює звичайні закономірності успадкування. Зазвичай нащадки отримують одну з двох копій гена від кожного з батьків. Генний драйв дає змогу передавати певну генетичну ознаку значно частіше. У цьому випадку мутація має поширюватися так, щоб у самок зрештою були змінені обидві копії відповідного гена. За такого сценарію вони ставатимуть безплідними.
Спочатку вчені вводять потрібну мутацію в ембріон комара за допомогою мікроскопічної голки. Разом із генетичним матеріалом додають флуоресцентний маркер, завдяки якому модифікованих комах можна розпізнати. Потім їх розводять у контрольованих умовах і перевіряють, як мутація передається нащадкам, чи впливає вона на поведінку комарів і які наслідки може мати випуск таких комах у природу.
Ідея стерилізації комах не нова. Із 1950-х років для контролю шкідників застосовують метод стерильних комах: самців опромінюють, а потім випускають у дику природу. Після спаровування з такими самцями самки не дають життєздатного потомства. Однак цей підхід потребує масштабного виробництва комах — за оцінкою фахівця Target Malaria Алекоса Сімоні, кількість випущених самців має у 10–20 разів перевищувати чисельність популяції, яку прагнуть контролювати. До того ж метод погано працює у віддалених сільських районах із недостатньою інфраструктурою.
Генний драйв потенційно потребує значно меншої кількості випущених комарів, адже мутація може поширюватися від покоління до покоління. Водночас технологія поки що перебуває на ранній стадії: генетично модифікованих комарів із генним драйвом ще не випускали в дику природу. Перші польові випробування, ймовірно, проводитимуть на островах або невеликих ізольованих територіях. Спробу організувати такий випуск у Буркіна-Фасо раніше зупинила влада країни.
Можливий ефект технології оцінили в дослідженні 2024 року, опублікованому в Nature Communications. За допомогою комп’ютерної моделі науковці змоделювали випуск комарів із генним драйвом у 16 районах Західної Африки. Кожна територія мала площу близько 12 тисяч квадратних кілометрів. Розрахунки показали, що чисельність комарів — переносників хвороб — могла б скоротитися на 72–98%. Інші дослідницькі групи також працюють над генетичною модифікацією комарів, яка зробила б їх стійкими до малярійних паразитів.
Однак поширення генного драйву викликає серйозні питання безпеки. Після випуску таких організмів у природу зупинити поширення мутації може бути складно. Науковці також не знають напевно, як скорочення популяцій комарів вплине на екосистеми та харчові ланцюги. Існує ризик випадкового поширення організмів із генним драйвом за межі території випробувань. Крім того, залишається етичне питання: чи має людина право потенційно знищувати цілий вид, якщо він становить загрозу для здоров’я людей?
У Target Malaria наголошують, що рішення потрібно ухвалювати з урахуванням і ризиків, і потенційної користі. Дослідники мають забезпечувати прозорість роботи, проводити відтворювані експерименти та залучати незалежних фахівців для оцінювання можливих екологічних наслідків.
Водночас генний драйв не розглядають як самостійне рішення проблеми малярії. За словами Сімоні, цю технологію потрібно поєднувати з вакцинами, протимоскітними сітками та інсектицидами. Вона може стати важливою частиною комплексної боротьби з хворобами, які переносять комарі.