Ένα παιδί πεθαίνει από ελονοσία κάθε 30 δευτερόλεπτα. Δείτε πώς να το σταματήσετε.

Καθώς καθόμαστε στην άνεση των σπιτιών μας, η είκοσι έξι ετών Sidi Nyanche βρίσκεται σε ένα μικρό χωριό στην Κένυα που θρηνούμε για το σώμα της 4μηνης κόρης της. Αυτό ισχύει για τις εκατοντάδες οικογένειες στην Αφρική που έχουν παιδιά πεθαίνουν λόγω ενός μοναδικού, θανατηφόρου, τσιμπήματος κουνουπιών.

Η ελονοσία είναι ένας από τους μεγαλύτερους δολοφόνους στον κόσμο. Σκοτώνει πάνω από μισό εκατομμύριο παιδιά κάθε χρόνο. Στην πραγματικότητα, είναι δεύτερη μόνο στη φυματίωση όσον αφορά τις επιπτώσεις στην παγκόσμια υγεία.

Η ελονοσία προκαλείται από παράσιτα γνωστά ως πλασμόνιο. Αυτά τα πλάσματα ενός κυττάρου, όταν βρίσκονται στο ανθρώπινο σώμα, κρύβονται στα ηπατικά κύτταρα όπου είναι ασφαλή από το ανοσοποιητικό σύστημα, ενώ εξελίσσονται ήσυχα σε μεροζωίτες.

Έκρηγαν από το κύτταρο του ήπατος περίπου ένα μήνα αργότερα, κρύβονταν από τα λευκά αιμοσφαίρια καλύπτοντας τον εαυτό τους με τη μεμβράνη των ηπατικών κυττάρων που κατανάλωναν. Στη συνέχεια προσβάλλουν ερυθρά αιμοσφαίρια στα οποία πολλαπλασιάζονται γρήγορα και καταστρέφουν το κύτταρο στη διαδικασία.

Κύκλος μετάδοσης της ελονοσίας

Η ελονοσία προκαλεί ανεξέλεγκτες ανοσολογικές αντιδράσεις

Καθώς συνεχίζεται η διαδικασία καταστροφής των κυττάρων του αίματος, η συντριπτικά μεγάλη ποσότητα τοξικών αποβλήτων από κομμάτια νεκρών κυττάρων ενεργοποιεί μια ισχυρή ανοσολογική αντίδραση, η οποία μπορεί να προκαλέσει συμπτώματα όπως υψηλοί πυρετοί, ιδρώτες και ρίγη, σπασμούς, έμετο και διάρροια και πονοκεφάλους.

Εάν οι μεροζωίτες διασχίσουν τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό, μπορούν να προκαλέσουν μη αναστρέψιμες νευρολογικές βλάβες, κώμα, ακόμη και θάνατο. Στην πραγματικότητα, περίπου 2 παιδιά έχουν πεθάνει από την ελονοσία από τότε που άρχισα να διαβάζετε αυτό το άρθρο.

Το Ισχυρό Κουνουπιέ: Ο Μεταφορέας της Ελονοσίας

Ο μόνος περιορισμός για το παράσιτο, ωστόσο, είναι ότι μπορεί να εξαπλωθεί μόνο μέσω ενός πράγμα: Το κουνούπι. Αυτός όμως δεν είναι πολύ μεγάλος περιορισμός.

Οι κωμοπόλεις βρίσκονται σε αυτόν τον πλανήτη για εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια περισσότερο από εμάς, έχουν πληθυσμό χιλιάδες φορές μεγαλύτερους από τους δικούς μας και βάζουν εκατοντάδες αυγά σε μια ζωή.

Οι κουνουπιές είναι οι τέλειοι για παράσιτα ... ή είναι;

CRISPR- Cas9

Μέσω μιας επαναστατικής νέας τεχνολογίας που ονομάζεται CRISPR-Cas9, έχουμε τώρα τη δυνατότητα να αλλάξουμε γρήγορα και φτηνά το γενετικό μακιγιάζ ολόκληρων ειδών. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αφαίρεση, την προσθήκη, την αντικατάσταση ή την τροποποίηση γονιδίων.

Αυτή η μέθοδος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να προσθέσει ένα συγκεκριμένο γονίδιο σε ένα κουνούπι που τα καθιστά ανοσιακά στη φιλοξενία ελονοσίας λόγω ορισμένων αντισωμάτων που έχει τώρα το κουνούπι.

Είναι βιώσιμο;

Αυτός ο τύπος επεξεργασίας δεν είναι αδύνατος. Στην πραγματικότητα, έχει ήδη γίνει. Τα κουνούπια «χωρίς ελονοσία» υπάρχουν ήδη σε εργαστήριο στο Λονδίνο. Ένα πρόβλημα, ωστόσο, είναι ότι ο αριθμός των κουνούπια που έχουν το επιπλέον γονίδιο μειώνει δραστικά τη γενιά κατά γενιά.

Εικόνα ενός από τα επεξεργασμένα κουνούπια

Όταν τα επεξεργασμένα κουνούπια απελευθερώνονται για να μοιράζονται με μη επεξεργασμένα, οι απόγονοι έχουν τα γονίδια του πατέρα και της μητέρας, πράγμα που θα έχει ως αποτέλεσμα μόνο τα μισά από τα κουνούπια να είναι ανθεκτικά στην ελονοσία από την τρίτη γενιά! Με την πάροδο του χρόνου, αυτή η μειοψηφία θα γίνει spec σε έναν πληθυσμό τρισεκατομμυρίων.

Δημιουργία κυρίαρχων γονιδίων χρησιμοποιώντας Gene Drive

Όχι όμως η ελπίδα έχει χαθεί. Οι άνθρωποι έχουν ένα πολύ ισχυρό εργαλείο στο κιτ τους, που ονομάζεται γονιδιακή κίνηση.

Οι γονιδιακοί δίσκοι έχουν υπάρξει στη φύση για μεγάλο χρονικό διάστημα και ανακαλύφθηκαν το 1800. Αυτά είναι "εγωιστικά" γονίδια που μπορούν να εξουδετερώσουν γονίδια από τον άλλο γονέα και να διεκπεραιώνονται σε γενιές, που είναι παρόντες στους περισσότερους, αν όχι σε όλους τους απογόνους.

Η ιδέα της εισαγωγής αυτών των υπερβολικών γονιδίων που μπορούν να καταπολεμήσουν την ελονοσία στα κουνούπια υπήρξε για σημαντικό χρονικό διάστημα. Ωστόσο, δεν ήταν βιώσιμο να γίνει, όχι μόνο επειδή ήταν δύσκολο να γίνουν δίσκοι γονιδίων, αλλά και να τις επεξεργαστούμε. Ωστόσο, αυτό άλλαξε με την εισαγωγή του CRISPR (ευχαριστώ, πάλι, Jennifer Doudna).

Ο μηχανισμός γονιδίων λειτουργεί μέσω της τεχνολογίας CRISPR για τη δημιουργία συνθετικών γονιδιακών κινήσεων για τα αλλαγμένα γονίδια καταπολέμησης της ελονοσίας που έχουν προστεθεί στο κουνούπι. Μαζί με την προσθήκη του γονιδίου, το ένζυμο Cas9 εισάγει το CRISPR σε κάθε κύτταρο αυγού και σπερματοζωαρίων και μπορεί να επεξεργαστεί το άγριο γονίδιο και από τα δύο χρωμοσώματα στους περισσότερους, αν όχι όλους τους απογόνους.

Ο οργανισμός στη συνέχεια χρησιμοποιεί το αλλαγμένο γονίδιο ως πρότυπο για την αποκατάσταση της τομής στο γονίδιο, δίνοντας και τα δύο χρωμοσώματα το αλλοιωμένο γονίδιο και ουσιαστικά έχοντας σχεδόν όλους τους απογόνους ανθεκτικό στην ελονοσία.

Αυτό μας επιτρέπει να δημιουργήσουμε μια μεγάλη πλειοψηφία των κουνουπιών χωρίς ελονοσία που θα αυξηθούν γρήγορα λόγω του πόσο γρήγορα ο κύκλος ζωής ενός κουνουπιού εξελίσσεται και πόσες αυγά θα τοποθετηθούν.

Θα δούμε κυριολεκτικά αποτελέσματα σε εβδομάδες, αλλά μόλις απελευθερωθεί το πρώτο τροποποιημένο κουνούπι, δεν υπάρχει επιστροφή.

Η δεοντολογική συζήτηση

Φυσικά, όπως κάθε άλλη τεχνολογία στον κόσμο, αυτός έχει διαφωνίες σχετικά με το αν πρέπει να χρησιμοποιηθεί.

Για αρχάριους, το CRISPR-Cas9 ανακαλύφθηκε πριν από 20 χρόνια, κάτι που αποτελεί μια πολύ νέα ανακάλυψη για την επιστημονική κοινότητα. Εξακολουθούμε να μην γνωρίζουμε ποιες είναι οι συνέπειες της συνειδητής αλλαγής των γονιδίων ενός είδους σε ένα τέτοιο επίπεδο που θα μπορούσε να είναι ευρέως διαδεδομένο, ειδικά αν κάτι πάει στραβά.

Εάν προχωρήσουμε και το κάνουμε αυτό, πρέπει να το κάνουμε σωστά γιατί μόλις αρχίσουμε δεν υπάρχει επιστροφή και δεν μπορεί να γίνει τίποτα για να αντιστραφεί. Πρέπει να είμαστε σίγουροι για το τι κάνουμε πριν επεξεργαστούμε τον κυριολεκτικό κώδικα για τη ζωή, διότι θα μπορούσαμε να καταστήσουμε τα πράγματα χειρότερα.

Ένα πρόβλημα που μπορεί να προκύψει είναι ότι το γονίδιο δεν εξαπλώνεται αρκετά γρήγορα για να εξαλείψει την ασθένεια και αναπτύσσει αντίσταση στο νέο αντίσωμα. Αυτό θα μπορούσε απλά να είναι μια αποτυχία στην εξάλειψη της νόσου, ή θα μπορούσε στην πραγματικότητα να κάνει τα πράγματα χειρότερα.

Το πρόβλημα είναι ότι δεν γνωρίζουμε αρκετά. δεν γνωρίζουμε τι μπορούν να κάνουν κάποια γονίδια σε άλλες λειτουργίες και ποιες αλλαγές μπορεί να προκαλέσει. Είμαστε κακοί στην πρόβλεψη των αποτελεσμάτων της χρήσης της επεξεργασίας γονιδίων επειδή είναι απλά πολύ καινούργια.

Από την άλλη πλευρά του επιχειρήματος, οι άνθρωποι λένε ότι οι κίνδυνοι που σχετίζονται με την γονιδιακή επεξεργασία αυτών των κουνουπιών δεν είναι τόσο υψηλοί, επειδή στοχεύουν μόνο ένα συγκεκριμένο τμήμα του γονιδιώματος. Ορισμένοι υποστηρίζουν επίσης ότι είναι ανήθικο να μην χρησιμοποιούμε την τεχνολογία λόγω του υψηλού αριθμού των θυμάτων (ειδικά αυτών με παιδιά) που προκαλεί αυτή η δυνητικά εξοντωτική ασθένεια.

Βασικές τακτικές

  • Η ελονοσία σκοτώνει εκατομμύρια ανθρώπους (κυρίως παιδιά) κάθε χρόνο, ειδικά στην υποσαχάρια Αφρική και στη Νοτιοανατολική Ασία
  • Μπορούμε να απαλλαγούμε από την ελονοσία επεξεργάζοντας γονίδια κουνουπιών για να τα κάνουμε ανοσοποιημένα με το παράσιτο
  • Η γονιδιακή κίνηση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να διασφαλίσει ότι τα γονίδια αυτά θα περάσουν στην πλειοψηφία των απογόνων
  • Υπάρχει μια διαφωνία σχετικά με τη δεοντολογία της χρήσης αυτής της τεχνολογίας, διότι πρόκειται για μια νέα αντίληψη. μπορούμε να κάνουμε τα πράγματα να λειτουργούν
  • Από την άλλη πλευρά του επιχειρήματος, οι άνθρωποι λένε ότι είναι ανήθικο να μην χρησιμοποιήσει την τεχνολογία λόγω του αριθμού των ανθρώπων που σκοτώνει και των επιπτώσεων