Vrouwtjesinsecten leven korter dankzij giftig sperma

Genetisch gemanipuleerde mannetjesfruitvliegjes verkorten de levensspanne van vrouwtjes door het doorgeven van vergiftigd sperma. Dat moet infectieziekten door muggen beperken.

Australische onderzoekers hebben een nieuwe methode ontwikkeld, waardoor vrouwtjesinsecten na paring significant korter leven (Nature Communications, 7 januari). Dat komt door het sperma waarmee ze in aanraking komen: dat komt van genetisch gemanipuleerde mannetjes en bevat toxinen. De Australiërs dopen de methode Toxic Male Technique. De nieuwe methode werkt binnen dezelfde generatie insecten, terwijl huidige genetische bestrijdingsmethoden alleen impact hebben op de nakomelingen van gemanipuleerde muggen. Met de nieuwe methode hopen de onderzoekers een bijdrage te leveren aan de strijd tegen ziektes als dengue, chikunguyna en zika, die verspreid worden door vrouwtjesmuggen van de soort Aedes aegypti Vanwege pesticideresistentie is genetische manipulatie een aantrekkelijk alternatief als bestrijdingsmethode.

FRUITVLIEGJES

De onderzoekers voerden hun werk uit in fruitvliegjes, van de soort Drosophila melanogaster. Ze manipuleerden de genen van de mannelijke fruitvliegjes, waardoor deze toxinen produceerden die in hun sperma terechtkwamen. De toxinen zijn afkomstig van zeeanemonen en spinnen, en horen alleen giftig te zijn voor specifieke insectensoorten en niet voor gewervelden. De levensspanne van de vrouwtjes werd na het paren door de toxines tussen de 37 en 64 procent korter. De onderzoekers verwachten op basis van computermodellen dat de techniek ook voor A. aegypti zal werken; ten opzichte van bestaande insectenbestrijdingstechnieken zal de hoeveelheid bloedvoedingen bij aangedane vrouwtjes sterk verminderen.

Schematische voorstelling van het verschil tussen 'traditionele' beheersing een muggen met genetische technieken (A) en de door de onderzoekers voorgestelde Toxic Male Technique (TMT) (B). Illustratrie: Gemaakt met BioRender door Maselko, M. (2024).

LEVENSDUUR

Infectieziekte-epidemioloog Teun Bousema, hoogleraar epidemiologie van tropische infectieziekten bij het Radboudumc en niet betrokken bij het onderzoek, noemt de studie ‘een technisch knap stuk.’ Bousema is ervan gecharmeerd dat de auteurs zich richten op het verkorten van de levensduur van de insecten om ziekteverspreiding te voorkomen, in plaats van het uitroeien van de populatie. ‘De claims van minder ziekteverspreiding zijn wel groot: de effectiviteit moet nog worden aangetoond in Aedes-muggen. Het is wel goed dat de onderzoekers deze kant op denken: in Indonesië worden Aedes -muggen met behulp van de Wolbachia-bacterie gemanipuleerd zodat ze slechter dengue kunnen overdragen,’ zegt Bousema. ‘Ook bij malaria wordt genetische modificering ingezet. Ik snap de wens tot extrapolatie naar vectorinsecten die voor mensen relevant zijn dus. Toch is de eerste stap om te laten zien dat deze methode werkt, en op dezelfde manier werkt, in Aedes - en malariamuggen. De computeranalyses voor de Aedes -muggen, schrijven de auteurs ook, zijn gedaan onder aanname van de meest ideale omstandigheden. Bovendien ontbreekt in dit artikel informatie over of de levensduur van de muggen zo verkleind is dat er sterfte plaatsvindt vóórdat ze ziekten kunnen overdragen.’

RISICO

Volgens Bousema zijn er nog grotere discussies gaande over de implementatie van methodes waarbij gebruik wordt gemaakt van genetisch gemanipuleerde muggen. ‘De vraag is altijd: is het gepercipieerde risico van het genetisch modificeren van het insect veel kleiner dan het risico van de ziekte?’

Zie ook:
-Fatal Attraction: Engineered Male Mosquitoes Could Transform Disease Control - website Macquarie University, Sydney (10 januari 2025)