Realnost današnjeg juga SAD-a, nalik scenama iz maštovite distopijske budućnosti, pruža uvid u stvarni svijet korištenja kemijskih i bioloških oružja, koja srećom nisu usmjerena prema ljudima već prema krilatoj „neprijateljskoj živoj sili“: znanost se na Floridi danas ne bori protiv virusa bojnim otrovima i insekticidima, nego - genetikom.

Mosquitoes, assemble!

U epicentru ovog biološkog spektakla nalazi se vrsta Aedes aegypti – tropski komarac čiji je zlobni životni opus impresivan: u lepezi virusa koje je sposoban prenijeti na ljude nalaze se Zika, denga, chikungunya, žuta groznica… a lista ide i dalje. Iako čine samo 4% ukupne populacije komaraca na Floridi, ovi sićušni krvopije prenose gotovo sve bolesti koje u tom dijelu svijeta insekti prenose na ljude. Borba protiv takvih arhetipskih neprijatelja čovječanstva zvuči kao posao za superheroje.

Biotehnološka tvrtka Oxitec, svojevrsni Marvel među biogenetičarima, shvatila je bitku protiv tih negativaca vrlo ozbiljno, pa je u svojim laboratorijima stvorila mutante u ulozi superjunaka: GMO-mužjake Aedesa koji u sebi nose "samoubilački gen" – točnije, gen koji u potomstvu ubija isključivo ženke u fazi larve. Budući da mužjaci komaraca ne grizu i ne prenose bolesti, preživjeli sinovi GMO-komaraca nastavljaju širiti taj isti gen među divljom populacijom. Nešto kao zarazna masovna sterilizacija – ali utemeljena na genetici.

Rezultat? Kad se dovoljno puta ponovi ovaj genetički ciklus, populacija ženki se urušava i nestaje, a s njima i čitava kolonija komaraca koja gnjavi, bode i bombardira bolestima.

Sve je počelo u Brazilu

Ova taktika širenja komaračke apokalipse već je prošla vatreno krštenje na nekoliko kontinenata, a najavu o tome je već opisao i Bug. U Brazilu, gdje je „kostolomna groznica“ denga više pravilo nego iznimka, Oxitecov pristup doveo je do pada populacije Aedes aegypti komaraca za više od 90%. Isto se dogodilo u Panami, Maleziji i na Kajmanskom otočju.

Kao i obično kada je u pitanju laboratorijski dizajnirana i realizirana genetička intervencija, nisu baš svi aplaudirali tim impresivnim rezultatima: bilo je i onih koji su ovaj pristup prozivali „igranjem Boga“, upozoravali na moguće neželjene ekološke posljedice, a pojavile su se (zašto to više nikoga ne iznenađuje?) i teorije zavjere o komarcima koji šire sterilnost među ljudima. 

Ipak, provjereni i potvrđeni podaci ne lažu: ondje gdje su genetički modificirani komarci pušteni da jalovim parenjem poubijaju ženke vlastite vrste, broj oboljelih ljudi je kontinuirano i uvjerljivo padao vrloglavom brzinom. A nije se pojavila nikakva ekološka katastrofa, niti je smanjen natalitet Brazilaca, Kajmanaca, Panamaca i kako se već naziva stanovništvo navedenih država.

Aedesov kvartet horora – tko su Zika, Denga, Chikungunya i Žuta groznica?

Aedes aegypti nije običan komarac; on je poput dilera s četiri proizvoda, od kojih svaki ima svoj način kako ti može upropastiti ili završiti život.

Floridski poligon

SAD je 2021. dopustio prvo puštanje GMO komaraca u okolicu Key Westa na Floridi, a kasnije i u Kaliforniji. Riječ je o tzv. OX5034 liniji komaraca: samo mužjaci, s genima za „žensku letalnost“ i s dodatkom fluorescirajućeg proteina koji omogućuje markiranje i praćenje svjetlucavih mladunaca pod UV svjetlom: nešto kao komarački rave party u laboratorijskoj posudi.

Regulatorne agencije poput EPA (Agencija za zaštitu okoliša) i CDC (Centar za kontrolu bolesti) pomno su proučavale i pratile projekt, te je -- nakon nekoliko godina znanstvenih analiza, a potom i lobiranja i lokalnih referenduma -- puštanje GMO-komaraca „u divljinu“ napokon odobreno: očito je prevagnula logika da se borba protiv mutirajućih opasnih virusa i sve otpornijih komaraca ne može dobiti samo mahanjem insekticidnim sprejevima.

A i ti današnji insekticidi su, budimo iskreni, pomalo passé – komarci su na njih već u velikoj mjeri razvili otpornost, pa sve što ostaje nakon zaprašivanja je zagađena priroda i ljudi koji i dalje nešto bode, pije im krv i inficira ih.

Nasljedno otporni smrtonosni mužjaci

Kao u svakom dobrom trileru – i ovdje nekakvi dr. Frankensteini, ludi znanstvenici (u ovom slučaju genetičari) igraju glavnu ulogu. U kromosome mužjaka komaraca se laboratorijskim genetičkim metodama ugrađuje modificirani gen koji kodira smrtonosni regulatorni protein koji djeluje samo na ženske larve. Ključ je u takozvanom tetraciklin-represibilnom sustavu: larve ženki mogu preživjeti samo u prisustvu tetraciklina (antibiotika koji postoji samo u laboratorijima i zdravstvenim ustanovama). U divljini, gdje tetraciklina nema u „divljem“, prirodnom obliku, ubojiti gen se aktivira i – ciao, larvice!

Muški potomci (muške larve) prežive i razviju se u odrasle mužjake koji u sebi i dalje nose nasljeđeni gen (pri čemu su imuni na njegov učinak), pa čim postanu spolno zreli (kod komaraca vam to ide brzo, za par dana ili tjedana) i mogu dalje „širiti poruku smrti“ među divljim ženkama. Tako svaka nova generacija broji sve manje ženki, dok populacija ne dosegne biološki šah-mat: ostaju samo mužjaci koji nemaju koga oploditi – i cijela populacija izumre nakon par generacija.

Kako radi "prekidač za žene"?

Tetraciklin-represibilni sustav je elegantan i domišljat biomehanizam u kojem se poznati antibiotik koristi kao prekidač za uključivanje ili isključivanje smrtonosnog gena.

Kako to funkcionira? Prvi korak je laboratorijski uzgoj: GMO-modificirani komarci se uzgajaju u laboratoriju u vodi koja sadrži antibiotik tetraciklin. On ima sposobnost da deaktivira gen koji bi inače uzrokovao smrt larvi ženskog spola. Tako i mužjaci i ženke mogu normalno odrasti u kontroliranim uvjetima, sve dok se „kupaju“ u tetraciklinskoj kupki.

U drugom koraku slijedi puštanje mužjaka u prirodu. Kad se GMO mužjaci puste u okoliš, tamo za njih više nema tetraciklina. Oni se pare s „divljim“ ženkama, a one polažu jajašca u kojima se nalazi njihovo potomstvo: larve budućih komaraca. No, te su larve potomci GMO-komaraca čije ženke ne mogu živjeti bez tetraciklina. Smrtonosni gen se aktivira – i ženske ličinke umiru prije nego što se razviju u odraslu krvopiju.

Treći korak je odrastanje preživjelih larvi u zrele komarce. No, kako samo mužjaci preživljavaju, u divljini će se sada nastaviti pariti samo „sinovi“ koji svi nose isti GMO-gen – i pri svakom parenju šire „smrtonosni dar“ među divljom populacijom.

Ovaj sustav je samoodrživ samo ograničeno vrijeme – jer se gen postepeno gubi ako se ne nastavi puštanje mužjaka. To daje znanstvenicima kontrolu nad širenjem: sustav se ne može „oteti kontroli“ niti se neplanirano zadržati u okolišu.

Za razliku od insekticida koji truju sve insekte (uključujući i korisne poput pčela), ova metoda cilja isključivo jednu vrstu i isključivo ženke koje prenose bolesti. Precizno, čisto i elegantno – gotovo kao da je priroda to sama smislila… samo s malom pomoći DNK-škara (CRISPR-a) i genske regulacije.

Klasične metode vs. GMO komarci

GMO-komarce se smatra optimalnim izborom zato što ne ubijaju nasumično, ne truju okoliš, ne ometaju oprašivače i ne potiču evoluciju otpornosti. Djeluju samo na onu vrstu koja nas bode i raznosi bolesti. Ako već imamo biološko oružje – neka barem bude pametno, usmjereno i samouništavajuće.

Što kaže ekologija?

Naravno, nijedan znanstveni zahvat u prirodi nije bez rizika. Kritičari upozoravaju na potencijalne neželjene mutacije, učinke na hranidbene lance, ili čak imaginarnu mogućnost da neka ženka slučajno preživi, mutira i postane otporna na toj smrtonosni gen, pa postane nekakva neuništiva she-Hulk komarica…

No, do sada ništa od toga nije viđeno. Oxitec je proveo tisuće laboratorijskih i terenskih testova, svi su bili pod vrlo strogim nadzorom neovisnih vladinih službi i znanstvenih timova, a komarci genetski su dizajnirani tako da bez laboratorijskih uvjeta ne mogu opstati više generacija: imaju ugrađen „biološki sat“ koji se nakon par generacija isključuje i time ne dopušta da GMO-komarci nastave slobodno živjeti u divljini.

Ružičasti crvi, dijamantni moljci i ostali psihodelični mutanti

Ovo nije prvi pokušaj biokontrole putem genetski modificiranih insekata. Već su ranije u SAD-u puštani genetski preinačeni ružičasti crvi (pink bollworms) u Arizoni, koji u svojoj divljoj formi uništavaju pamuk. Isto tako su u New Yorku pušteni tzv. dijamantni moljci, GMO-preinačeni kako bi uništili vlastitu divlju populaciju moljaca. Oba projekta pokazala su da se genetičkim pristupom može djelovati precizno, ciljno i bez štetnih posljedica za okoliš.

Ako projekt u SAD-u bude uspješan – a prvi rezultati su ohrabrujući – mogli bismo svjedočiti širenju ove tehnologije diljem svijeta. Teoretski, moglo bi se stvoriti i verzije za druge vrste komaraca – poput Anophelesa koji prenosi malariju – ili čak za druge štetnike (glodavci, tko zna?).

Bitno je istaknuti kako ni ova genetička biotehnologija nije jednostavna poput zamaha čarobnim štapićem: sustav uvođenja mutiranih insekata u prirodni okoliš zahtijeva stalno puštanje novih GMO-mužjaka, kontinuirani znanstveni nadzor i infrastrukturu, a naravno i podršku javnosti koja se u pravilu panično plaši svega što u sebi nosi izraz „genetički modificirano“.

Zaključak: let u bolju budućnost?

U svijetu u kojem virusi stalno evoluiraju i postaju sve otporniji, a klimatske promjene dovode do proširenja geografskih područja u kojima se mogu širiti tropske bolesti, biotehnologija poput ove možda je jedno od najmoćnijih oružja koje imamo. Umjesto sve većih doza insekticida koji truju okoliš, sada imamo pristup koji – priznajmo – ni sâm nije posve savršen, ali predstavlja najpovoljniji odabir u borbi protiv bolesti od kojih teško obolijevaju i umiru milijuni ljudi godišnje.

 - - -

^{Igor „Doc“ Berecki je pedijatar-intenzivist na Odjelu intenzivnog liječenja djece Klinike za pedijatriju KBC Osijek. Pobornik teorijske i praktične primjene medicine i znanosti temeljene na dokazima, opušta se upitno ne-stresnim aktivnostima: od pisanja znanstveno-popularnih tekstova u tiskanom i online-izdanju časopisâ BUG, crtkanja računalnih i old-school grafika i dizajna, zbrinjavanja pasa i mačaka, fejsbučkog blogiranja o životnim neistinama i medicinskim istinama, sve do kuhanja upitno probavljivih craft-piva i sasvim probavljivih jela, te neprobavljivog sviranja bluesa.}