Ingen organismer med såkalte gen-drivere er noen sinne blitt satt ut i det fri, men nå forbereder forskere i Vest-Afrika et unikt forsøk som vil snu evolusjonen på hodet, i håp om å redusere dødeligheten til malaria.
I en vest-afrikansk landsby skjult inne i et laboratorium bak to metalldører, og bevoktet døgnet rundt, surrer en sverm rundt med potensialet til å bli det nyttigste — eller mest skadelige — biologiske forsøket i dette tiåret.
Myggsvermen i laboratoriet i byen Bana i Burkina Faso skal utslette en spesiell myggart, og dermed redusere en av de mest dødbringende plager i vår tid: Malaria.
Dette skriver biotek-nettstedet Statnews. For i Burkina Faso har regjeringen nettopp gitt forskere fra Institut de Recherche en Sciences de la Sante (IRSS) grønt lys til å slippe 10.000 modifiserte mygg ut i naturen i et forsøk på å bekjempe malaria.
Omkring 99 prosent av den modifiserte svermen består av sterile hannmygg. Men utsettingen er egentlig bare et feltstudium, og en forløper for det egentlige forsøket: Å snu evolusjonen på hodet ved senere å sette ut mygg med såkalte gene drives. Eller på svensk drivende gener, gendrivere og dommedagsgener. (Heretter bruker vi betegnelsen gen-driver).
Perspektivet med disse gen-driverne innen genteknologi har vært kjent lenge, men takket være gensaksa Crispr fikk de sitt gjennombrudd i 2015, da gen-drivere ble bevist i praksis med gjær i et laboratorium.
- Vil tillate genredigering: Ikke noe alternativ å stanse utviklingen
Utsletter mygg
En gen-driver går kort fortalt ut på at man raskt kjører et gen ut til alle individer i en populasjon av en organisme, for eksempel en myggart. Det kan være at man ønsker å fjerne en bestemt egenskap i et arveanlegg eller gjøre en organisme ute av stand til å reprodusere seg selv. På den måten kan man utslette hele populasjoner av en organisme i naturen.
Den store reduksjonen henger sammen med at gener normalt nedarves med en sannsynlighet på 50 prosent. Men det er mulig å få gener til å følge et såkalt super-mendelsk arvemønster, hvor genet videreføres med nesten 100 prosent sannsynlighet.
Dette kan skje fordi genet klarer å kopiere seg selv til det nøyaktig samme stedet i genomet, men nå på det andre kromosomet i et kromosompar.
Når de to kromosomene i et par blir atskilt ved dannelse av kjønnsceller, vil alle kjønnscellene ha en kopi av genet. Nå vil alt avkom arve genet, og ikke bare halvparten.
Det er dette vi mener med en gen-driver. Genet sprer seg i en populasjon på bekostning av den normale genvarianten, fordi de løpende, i hver generasjon, kan gjøre normale gener om til dårlige gener.
Gen-drivere har hittil fått mest omtale offentlig som et våpen mot malariamygg. Forskerne håper at man ved å sette inn en gen-driver som gjør hunmyggene ufruktbare, kan være med på å minske den store plagen i Afrika og Asia.
Forskergrupper i Burkina Faso, Mali og Uganda utfører grunnforskningen for hvordan og hvorvidt mygg med gen-drivere skal settes ut i naturen. Burkina Faso er lengst framme, blant annet takket være en støtte på 70 millioner dollar fra Bill og Melinda Gates-fondets Target Malaria-prosjekt. I tillegg kommer samarbeid om utviklingen av gen-drivere med universiteter i England og Italia.
- TUs podcast om genmodifisering: – Vi kan ikke forsvare å la folk vokse opp med dødelige sykdommer
Pionerforskning med omfattende effekt
Ingen organisme — verken pattedyr, insekter eller planter — har noensinne før blitt satt ut i naturen med gen-drivere. Men ifølge Statnews er den avsides byen Bana i Burkina Faso en god plassering av episenteret for denne pionerforskningen. En by, hvor innbyggere fremdeles ikke har et ord for gener, men som ikke desto mindre virker som et godt valg for dette forsøket.
Burkina Faso huser allerede et av Afrikas mest velansette laboratorier for forskning på malaria, og Bana er plaget av sykdommen, som egentlig er en parasitt.
Globalt sett har halvparten av Jordens befolkning en risiko for å få denne malariaparasitten i blodet. Legene vet at det årlig er over 200 millioner tilfeller av malaria i verden, og flere enn 420 000 mennesker dør av sykdommen. Barn er de som rammes hardest. Det dør et barn av malaria annethvert minutt.
Stikkmyggen Anopheles gambiae er den eneste myggen som er bærer av malariaparasitten, og som kan smitte mennesker ved å stikke dem. Forskningsarbeidet med malaria og gen-driverne konsentrerer seg derfor om Anopheles gambiae.
Genetikere ved Imperial College London fokuserer på to typer angrep mot denne spesielle stikkmyggen:
Enten må man redusere antallet av babyhunnmygg, siden det bare er hunnmyggene som stikker og dermed sprer parasitten, ellers så må man helt overordnet sett forhindre Anopheles gambiae i å få noen avkom.
Ifølge Austin Burt, professor i evolusjonærbiologi og Charles Godfray, professor i populasjonsbiologi – begge fra Oxford University og tilknyttet Bill og Melinda Gates-fondets Malaria-prosjekt – kan reduksjonen muligens oppnås via en såkalt «X shredder».
Det er en gen-driver som ødelegger X-kromosomet i sæden, noe som innebærer at alle nye mygg blir hannkjønn. En annen metode kan være å skape gener som gjør begge kjønn av myggene sterile.
Begge metodene vil føre til massive kollapser i bestanden i løpet av to år, men uten at insektene dør ut, anslår de to forskere. Inngrepet vil bare redusere bestanden av Anopheles gambiae tilstrekkelig til å stoppe spredningen av malaria.
«Fondet er ikke interessert i å utslette Anopheles-mygg. Vi er interesserte i å utrydde malaria,» sier professor Scott Miller, som er direktør for malaria-forsking for Gates-fondet, til Statnews.
Det er fortsatt massevis av ukjente faktorer forbundet med hvorvidt forskerne får lov til å sette ut svermer av mygg med gen-drivere i Bana eller en annen vestafrikansk by. Forskerne må ha støtte fra beboerne i landsbyen, og internasjonale organisasjoner som WHO har fremdeles hodebry med å utforme retningslinjer for introduksjon av gen-drivere i dyr.
Og det er virkelig snakk om en kontroversiell teknologi. USAs militære forskningsbyrå, Darpa, er i dag økonomisk sett den største bidragsyteren til utviklingen av vår kunnskap rundt gen-drivere og deres konsekvenser. Og i fjor sommer undersøkte den hemmelighetsfulle forskergruppen som kaldes Jason, gen-drivere som i tillegg til å utrydde malaria også raskt kan spre smitte i befolkningsgrupper og ødelegge økosystemer.
- Kan nanoteknologi løse problemet: 0,01 prosent av cellegiften når svulsten
Rømte gen-drivere
Jason, som er finansiert av Darpa, er ukjent for mange; selv i vitenskapelige kretser. Når de 30–40 medlemmene ved sjeldne anledninger omtales offentlig, skjer det ofte som «medlem av en uavhengig gruppe av forskere som veileder den amerikanske regjeringen i spørsmål om vitenskap og teknologi».
«Men jeg tror også at Jason til tider har vært naive med hensyn til den kontrollen som de mente at de hadde over konsekvensene av arbeidet sitt,» har vitenskapshistorikeren Finn Aaserud uttalt til Ingeniøren.
Den begrensede informasjonen som i dag eksisterer om gruppens arbeid, baserer seg først og fremst på et forskningsprosjekt av Finn Aaserud, som i dag er leder av Niels Bohr Arkivet på Blegdamsvej i København, samt en bok av journalisten Ann Finkbeiner fra 2006.
Jason ble første gang omtalt på dansk i 2009, noe som skjedde i en artikkel i Ingeniøren.
Gruppen er selvsupplerende, og det finnes ingen offisiell medlemsliste. Ingen har kjennskap til gruppens arbeidsmetoder ut over det som enkelte medlemmer selv ønsker eller har lov til å fortelle. Jason er enestående ved at gruppen på egen hånd velger medlemmene sine, og selv bestemmer hva den vil studere.
Og her er det verd å legge merke til at Jason for tiden er mest opptatt av gen-drivere. Det avslørte noen av medlemmene i fjor overfor tidsskriftet Nature.
«Enhver kraftfull teknologi er et spørsmål om nasjonal sikkerhet,» sa Kevin Eswalt til Nature.
Han er en såkalt evolusjonsingeniør ved Massachusetts Institute of Technology, og har mottatt økonomisk støtte fra Darpa for å undersøke hvordan man kan hindre spredningen av uønskede gen-drivere.
- Nærmere kloning av mennesker: Kinesiske forskere kloner primater
Bekymrende bio-feil
Kevin Eswalt forteller at han deltok på Jasons sommermøte. Her beskrev han hvordan bio-terrorister kan benytte gen-drivere som våpen. Dette er en trussel som han ikke beskriver i detaljer overfor Nature. Men hvis man studerer de prosjektene som Darpa har valgt å finansiere, får man en anelse om skadevirkningene ved gen-drivere.
Darpa finansierer for eksempel forskning på spesielle gen-drivere til rundormer. Håpet er å endre ett eller flere gener i en rundorm og spre denne spesielle genetiske endring i et lokalmiljø, og at genvarianten deretter dør ut etter et visst antall generasjoner.
Andre forskere jobber også med denne formen for gen-drivere, som skal fungere som en kontrollmekanisme, slik at en gen-driver som ikke fungerer etter hensikten, ikke blir spredt til andre områder og volde skade.
Kevin Eswalt fra MIT toner ned risikoen for gen-drivere til biologisk krigsføring. Han mener at det er viktigere å sikre seg mot at forskere utilsiktet slipper forsøksorganismer med gen-drivere ut i naturen.
«Bio-feil er det som bekymrer meg,» understreker han overfor Nature.
Bekymringen hans blir delt av Det Etiske Råd i Danmark. I 2017 avslørte rådet hvorfor vi bør holde øye med gen-driverne.
«Det er dette man kunne kalle for «den menneskelige faktor» – altså at bruken av gene drive «oppfører seg» uforutsett, fordi mennesker ikke alltid foretar perfekte eller rasjonelle beslutninger. Ville gene drives kunne brukes av terrorister?» het det retorisk fra Det Etiske Råd i februar 2017.
I videoen under forteller Andrew Hammond fra Imperial College London om utfordringene ved å modifisere mygg med gen-driver-sekvensen.
Denne saken ble først publisert på ing.dk.
