Il gene drive sulle zanzare per sconfiggere la malaria

Per la prima volta dei ricercatori hanno utilizzato la tecnica del gene drive per distruggere una popolazione di zanzare in laboratorio. Un team di ingegneri genetici dell’Imperial College di Londra ha sviluppato una particolare tecnica negli ultimi due anni introducendo sulle zanzare una mutazione genetica. L’alterazione persiste anche per […]

Per la prima volta dei ricercatori hanno utilizzato la tecnica del gene drive per distruggere una popolazione di zanzare in laboratorio.

Un team di ingegneri genetici dell’Imperial College di Londra ha sviluppato una particolare tecnica negli ultimi due anni introducendo sulle zanzare una mutazione genetica. L’alterazione persiste anche per le generazioni successive ed una volta diffusa ha reso sterili tutte le zanzare della popolazione. La ricerca, guidata dall’italiano Andrea Crisanti e finanziata anche dalla Fondazione Bill e Melinda Gates nell’ambito del progetto Target Malaria, è stata pubblicata sulla rivista Nature Biotecnology.

La ricerca

Questo risultato rappresenta il primo successo del gene drive nel sopprimere completamente la popolazione di un organismo complesso.

Il team si è concentrato su Anopheles gambiae, (la specie più pericolosa, quella che trasmette la malaria) ed ha scelto come obiettivo un gene di chiamato “doublesex”, il quale determina se da una larva si svilupperà un individuo maschio oppure femmina.

I ricercatori hanno così elaborato una soluzione in grado di alterare selettivamente una sezione di questo gene: quella responsabile dello sviluppo femminile. I maschi portatori di questa modifica non hanno mostrato cambiamenti, così come le femmine portatrici di una sola copia del gene modificato. Tuttavia, le femmine con due copie dello stesso gene mostrano caratteristiche sia maschili che femminili e conseguentemente non possono né mordere né deporre le uova.

A livello pratico, gli studiosi hanno introdotto in una gabbia contenente 600 zanzare, un piccolo numero di esemplari geneticamente modificati resi fluorescenti per poterli distinguere. Nel giro di 25 giorni, ovvero ad ogni generazione, gli esemplari fluorescenti sono aumentati, fino a diventare preponderanti. L’esperimento ha dimostrato che il gene drive trasmette la modificazione con una probabilità molto vicina al 100%.

Dopo otto generazioni non si sono più registrate nascite femminili e le popolazioni sono collassate per l’impossibilità di produrre discendenti.

Tentativi precedenti e problemi risolti

Quello di intervenire geneticamente sulle zanzare per bloccare la diffusione delle femmine, è un tentativo che la ricerca sta portando avanti da moltissimi anni. Infatti così come i batteri sviluppano una resistenza agli antibiotici, anche le zanzare in laboratorio possono resistere al gene drive. In esperimenti precedenti, compresi quelli svolti dallo stesso Imperial College, le zanzare hanno subito piccole mutazioni casuali che le hanno rese immuni alle modificazioni esterne. Queste alterazioni protettive venivano regolarmente tramandate alla prole, bloccando così la diffusione del gene modificato preservando la popolazione.

Il successo del team del prof. Crisanti sta proprio nella scelta di un gene non soggetto a questo tipo di resistenza. Ogni volta che un individuo subisce una mutazione casuale o protettiva infatti, grazie al gene drive viene reso sterile, eliminando così le possibilità di diffusione della resistenza.

Step Successivi

Nonostante le difficoltà sulla resistenza siano superate, i ricercatori affermano che sono necessarie ulteriori ricerche per accertare l’efficacia e la stabilità di questa tecnica. Lo step successivo è ripetere l’esperimento in ambienti di laboratorio che simulino le condizioni reali delle zanzare degli habitat tropicali.

Inoltre è necessario aumentare la popolazione di riferimento, introducendo condizioni più realistiche rispetto alla natura, in cui la competizione per le risorse ed altri fattori ecologici possano influire sull’ereditarietà genetica.

Fonti:

  • “A CRISPR–Cas9 gene drive targeting doublesexcauses complete population     suppression in caged Anopheles gambiae mosquitoes”
  • Kyros Kyrou, Andrew M Hammond, Roberto Galizi, Nace Kranjc, Austin Burt,      Andrea Kbeaghton, Tony Nolan,Andrea Crisanti