Muỗi và gene chống ký sinh trùng sốt rét

Theo một công trình nghiên cứu của viện Hàn Lâm khoa học Hoa Kỳ, các nhà nghiên cứu đang từng bước tiến gần hơn đến việc tạo ra một dòng muỗi chuyển gene có khả năng kháng ký sinh trùng sốt rét.

Kết quả của nghiên cứu là dòng muỗi sạch ký sinh trùng sốt rét và có tỷ lệ sống cao hơn những con muỗi bình thường khi nuôi bằng máu có Plasmodium

Theo Peter Atkinson thuộc đại học California ở Riverside có thể đưa loại muỗi này vào tự nhiên và sử dụng như một tác nhân cạnh tranh sinh học, chấm dứt sự lan truyền dai dẳng của loại ký sinh trùng này trong quần thể.

Các nghiên cứu trước đây đã cho thấy những con muỗi chứa ký sinh trùng sốt rét không thích nghi tốt như muỗi sạch bệnh. Dựa trên quan sát này, Marcelo Jacobs-Lorena thuộc trường y tế công đồng Johns Hopkins Bloomberg đưa ra suy luận rằng muỗi được chuyển gen kháng ký sinh trùng sốt rét có sức sống vượt trội các cá thể hoang dại. Về kết quả thực tế thú vị này, bản thân Jacobs-Lorena thừa nhận “Tôi đã từng tin rằng việc sử dụng phương pháp chuyển gen chỉ có hại mà thôi.”. Thực tế, một số nghiên cứu khác cho thấy những cá thể muỗi được chuyển gen có thể phải chịu một số thiệt thòi trong thích nghi, bù lại lợi ích từ tính kháng sốt rét.

Theo Mauro T. Marrelli, cũng thuộc trường Johns Hopkins, các nhà nghiên cứu đã so sánh sự thích nghi của muỗi Anophen stephensi hoang dại với các cá thể muỗi biểu hiện SM1, một peptide có khả năng ngăn cản trùng sốt rét xâm nhập vào đường tiêu hóa của muỗi. Những cá thể muỗi chuyển gene này không thể bị bệnh bởi Plasmodium berghei, một loại ký sinh trùng sốt rét nhiễm trên chuột.

Các nhà nghiên cứu đã thả muỗi hoang dại và muỗi chuyển gen vào lồng và nuôi bằng máu chuột nhiễm Plasmodium. Sau 9 thế hệ, muỗi mang gene chuyển đã chiếm khoảng 70% tổng số. Các thí nghiệm bổ sung đã cho thấy các cá thể muỗi chuyển gene có tỉ lệ sinh sản cao và tỉ lệ tử vong thấp hơn dòng muỗi hoang dại trong điều kiện dinh dưỡng là máu chứa ký sinh trùng đang phát triển.

Atkinson nói “Đây là công việc thú vị, một số người đã luôn nói rằng những cá thể chuyển gene mà chúng tôi tạo ra sẽ khó có thể tồn tại, bởi những thay đổi di truyền là không có ý nghĩa về mặt thích nghi trong trường hợp này. Nhưng đây thực sự là một tin tức đáng khích lệ “

Theo một nghiên cứu trước đây, muỗi chuyển gene kháng ký sinh trùng đã được tao ra nhưng lại theo một hướng khác đó là làm gia tăng phản ứng miễn dịch của muỗi. Cái giá phải trả cho khả năng chống sốt rét tuyệt vời này là con muỗi mất khả năng cạnh tranh do phải dồn sức cho hệ miễn dịch của nó. Bài học này tương tự như cây chuyển gene chống hạn thì không sống tốt trong điều kiện mát mẻ.Theo Hilary Hurd thuộc đại học Keele ở Staffordshire, trong 1 bức thư điện tử trao đổi với The Scientist: " Peptide SM1 có lợi thế do nó không phải là một phần của hệ̣ thống miễn dịch tự nhiên và vai trò chính của nó là ngăn chặn sự xâm nhiễm của kí sinh trùng chứ không phải tiêu diệt chúng."

Theo Jacob-Lorena, để có thể được đưa vào tự nhiên, các nhà khoa học vẫn cần phải nỗ lực hơn nữa để giải quyết rào cản trong cơ chế di truyền nhằm không chỉ gia tăng số lượng muỗi chuyển gene mà còn phải gia tăng hàm lượng gene chuyển trong các quần thể muỗi. (Nghiên cứu trên Gene flow). Thậm chí kể cả khi muỗi chuyển gen vượt trội dòng hoang dại trong điều kiện thí nghiệm, thì cũng vẫn chưa đủ để có thể “đưa gene vào tự nhiên”. Nhưng những kết quả của họ đã cho thấy “để đạt đến thành công, có thể chúng tôi không cần một động lực mạnh như suy luận ban đầu nữa ”

Theo Robert Sinden thuộc trường cao đẳng hoàng gia Luân Đôn, bước quan trọng nhất chính là lặp lại các thí nghiệm này trên loại ký sinh trùng sốt rét gây bệnh cho người. “Nếu các kết quả trên được lặp lại với cùng điều kiện này, chúng ta có lý do để lạc quan về tương lai”.