מדענים חשפו אסטרטגיית הדברת יתושים חדשה: פטריות מהונדסים גנטית שהתפשטו באמצעות הזדווגות. אסטרטגיה זו מציעה תקווה להפחתת המלריה באזורים בסיכון גבוה.
מחקר: העברה של פטריות הורג יתושים מהונדסים במהלך הזדווגות. קרדיט תמונה: Kateryna Kon / Shutterstock
במחקר שפורסם לאחרונה בכתב העת דוחות מדעייםצוות חוקרים בבורקינה פאסו ובארצות הברית חקר שיטה חדשה לשליטה ביתושים המעבירים מלריה באמצעות פטריות מהונדסים גנטית שיכולות להרוג יתושים באמצעות העברה מינית.
המחקר בחן את יעילות ההעברה, הארסיות והתמותה של פטריות אלו בתנאי חצי-שדה תוך התייחסות לאתגרים בשיפור כלי בקרת וקטורים קיימים. החוקרים השיגו אישורים אתיים מהסוכנות הלאומית לאבטחת ביולוגית של בורקינה פאסו וגופים רגולטוריים אחרים, המבטיחים עמידה בהנחיות הבטיחות הביולוגית.
רֶקַע
מלריה נותרה אתגר בריאותי עולמי משמעותי, במיוחד במדינות טרופיות וסובטרופיות. יתרה מכך, שיטות מסורתיות כמו רשתות קוטלי חרקים וריסוס בתוך הבית מצליחות לרוב למקד בהצלחה יתושים בתוך הבית אך אינן מצליחות לתת מענה לאוכלוסיות המנוחות בחוץ. היתושים האקסופיליים הללו מפגינים התנהגויות מגוונות שמקשות על ניהולם עם האסטרטגיות הנוכחיות.
גישות ביולוגיות חדשניות, כגון שימוש בפטריות אנטומפתוגניות, אשר באופן טבעי מדביקות והורגות יתושים, נחקרות רבות במחקרים עדכניים. עם זאת, פטריות אלו מראים לעתים קרובות יעילות מוגבלת עקב קצבי שידור נמוכים. בעוד שהנדסה גנטית של הפטריות לייצר רעלים קטלניים שיפרה את השפעתם אפילו במינונים מינימליים, ההעברה נותרה מאתגרת. מחקרים מצביעים על כך שנבג פטרייתי מהונדס יכול להיות קטלני ליתושים, מה שמפחית משמעותית את הצורך בעומסי חיסון גבוהים שנצפו בפטריות מסוג בר. העברה מינית של פטריות אלו במהלך הזדווגות יתושים מציעה דרך מבטיחה להגיע לאוכלוסיות פנימיות וחיצוניות כאחד.
לגבי המחקר
המחקר הנוכחי העריך את יכולתן של פטריות הורגות יתושים מהונדסים גנטית להתפשט באמצעות העברה מינית ולגרום לתמותה משמעותית באוכלוסיות יתושים בחוץ ובפנים. החוקרים השתמשו בשני זני פטריות – זן פראי וזן טרנסגני המבטא רעלים ספציפיים לחרקים – כדי להדביק יתושים זכרים. המחקר נערך בסביבות מעבדה ובסביבות חצי-שדה כדי לחקות תנאים טבעיים.
מְבוּגָר אנופלס קולוזי יתושים, שגדלו מזחלים באזור עם יתושים עמידים בפני קוטלי חרקים, נחשפו לנבגי הפטרייה. החוקרים טיפלו ביתושים הזכרים בעזרת נבגי פטריות ולאחר מכן אפשרו להם להזדווג עם נקבות לא נגועות. לאחר מכן הם ניתחו העברה פטרייתית על ידי מדידת שיעור הנקבות עם נבגי פטריות, מספר הנבגים שהועברו ושיעורי התמותה כתוצאה מכך.
המחקר בדק את שיעורי ההישרדות של נקבות יתושים בעקבות חשיפה לזכרים שטופלו בפטריות טרנסגניות או מסוג בר במרווחי זמן שונים לאחר הטיפול. החוקרים העריכו גם אם מגע עם משטחים שבהם נחו זכרים מטופלים עלול להוביל להעברת נבגים. הממצאים הצביעו על כך שהנקבות לא רכשו זיהומים פטרייתיים ממגע עם משטחי מנוחה, מה שחיזק שהזדווגות ישירה היא אופן ההעברה העיקרי. בנוסף, הצוות חקר כיצד משתנים שיעורי ההזדווגות ותמותת הנשים בהתאם לסוג הפטריות, תזמון הטיפול וגורמים סביבתיים כגון מיקום נחילי היתושים ביחס לשקיעה, מה שהשפיע על מספר זוגות ההזדווגות.
ממצאים מרכזיים
החוקרים מצאו כי פטריות טרנסגניות להורג יתושים יעילות יותר באופן משמעותי בגרימת תמותה בנקבות יתושים באמצעות העברה מינית מאשר פטריות מסוג בר. כאשר זכרים שטופלו בפטריות מהונדסות הזדווגות עם נקבות לא נגועות, עד 89.33% מהנקבות מתו תוך שבועיים, וזה היה גבוה משמעותית מהתמותה של 68% ± 4% שנצפו בקרב נקבות היתושים שנחשפו לזכרים שטופלו בפטריות מסוג בר.
יתר על כן, ניסויי זיהום הוכיחו שזכרים נשארו מסוגלים להעביר נבגים עד 24 שעות לאחר הטיפול. הזן הטרנסגני הוכיח קטלני במיוחד, אפילו עם העברת נבגים מינימלית, עקב ביטוי של רעלן ספציפי לחרק. נקבות שנחשפו לפטריות מהונדסות הראו שיעורי תמותה גבוהים יותר למרות שקיבלו עומס נבגים דומים לאלו שנחשפו לפטריות מסוג בר. עם זאת, פחות נקבות מתו כאשר נחשפו לזכרים שנדבקו במשך 48 שעות, מה שמצביע על ירידה ביעילות ההעברה הפטרייתית לאורך זמן מכיוון שזכרים נגועים הראו תסמינים.
המחקר גם גילה כי נקבות לא רכשו זיהומים על ידי מגע עם משטחים שבהם נחו זכרים נגועים. זה הצביע על כך שהזדווגות ישירה היא הדרך העיקרית להעברת פטריות. יתר על כן, שיעורי ההזדווגות לא הושפעו מהטיפול הפטרייתי ב-24 השעות הראשונות, מה שמצביע על כך שנוכחות נבגי פטריות על זכרים לא הרתיעה יתושים נקבות מהזדווגות. ממצא זה תומך בשילוב הפוטנציאלי של פטריות מהונדסות עם אסטרטגיות אחרות להדברת יתושים, כגון טכניקת חרקים סטריליים (SIT) וגישות מבוססות Wolbachia.
מעניין לציין שפחות נקבות מתו לאחר הזדווגות עם זכרים שנדבקו במשך 48 שעות בהשוואה ל-24 שעות, ככל הנראה בגלל העברת נבגים מופחתת שכן תסמינים פטרייתיים החלו להתבטא גם אצל הזכרים. בניסויים למחצה-שדה, שיעורי ההזדווגות הושפעו מגורמים סביבתיים כמו קרבתם של נחילים למיקומי השקיעה, אך דפוסי התמותה שנצפו במעבדה היו עקביים גם במסגרות טבעיות יותר אלו.
תוצאות אלו הדגישו את הפוטנציאל של פטריות טרנסגניות לשמש כלי יעיל להדברת יתושים, במיוחד כשהן משולבות באסטרטגיות אחרות. יתר על כן, המחקר מדגיש את הצורך בהערכות שטח ראשוניות של מאפייני אתר ההזדווגות כדי למקסם את יעילות ההולכה בתנאים אמיתיים.
מסקנות
לסיכום, המחקר הוכיח שפטריות הורגות יתושים מהונדסים גנטית יכולות להעביר ביעילות זיהומים קטלניים במהלך ההזדווגות ולהפחית משמעותית את מספר היתושים. יתר על כן, זני הפטרייה המהונדסים עלו על הפטריות מסוג הבר וסיפקו גישה מבטיחה לבקרת וקטור מלריה. על ידי התמקדות באוכלוסיות פנימיות וחיצוניות, שיטה זו התייחסה גם למגבלות של התערבויות קיימות. עם זאת, יש לשקול בקפידה את התמדה של יעילות פטרייתית לאורך זמן והשפעות סביבתיות על שיעורי ההזדווגות לצורך פריסה בקנה מידה גדול.