• Scienza
  • martedì 25 settembre 2018

Ci sono importanti novità sulle zanzare geneticamente modificate contro la malaria

La sperimentazione per renderle sterili e far sì che si auto-eliminino sta andando meglio del previsto

(APU GOMES/AFP/Getty Images)

L’ambizioso progetto per contrastare la diffusione della malaria rendendo sterili le zanzare, che trasportano la malattia, inizia a dare i primi risultati, per lo meno in laboratorio. Il gruppo di ricerca dell’Imperial College London (Regno Unito) che lavora a questa idea da circa 15 anni è riuscito a modificare geneticamente le zanzare della specie Anopheles gambiae, distruggendo in poche generazioni le popolazioni di questi insetti testate in laboratorio. Il progetto, che coinvolge il professore italiano Andrea Crisanti, uno dei più grandi esperti al mondo di parassitologia, è ancora agli inizi, ma è considerato molto promettente per tenere sotto controllo le popolazioni di zanzare.

La malaria nel mondo
L’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) stima che ogni anno oltre 200 milioni di persone entrino in contatto con la malaria, quasi sempre a causa delle zanzare che sono portatrici sane della malattia. Se curato subito, un paziente riesce a guarire senza particolari problemi, evitando le complicazioni, ma in numerose aree rurali dell’Africa, dell’Asia e dell’America Latina è spesso impossibile ricevere assistenza sanitaria adeguata. Si stima che solo nel 2015 siano morte di malaria circa 430mila persone in tutto il mondo. Per questo motivo gli sforzi della ricerca sono indirizzati verso sistemi per ridurre il numero dei contagi, per esempio sviluppando un vaccino davvero efficace o riducendo il rischio di ammalarsi a causa delle zanzare.

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Tenere sotto controllo la popolazione di zanzare non è semplice: sono insetti con ritmi di riproduzione molto alti, soprattutto nelle stagioni delle piogge quando è maggiore il tasso di umidità. L’acqua stagnante, come pozzanghere o recipienti abbandonati, offre l’ambiente ideale per la deposizione di migliaia di uova, che in pochi giorni si trasformano in larve e infine in zanzare. Solo le femmine mordono e lo fanno di solito poco dopo l’accoppiamento, quando hanno bisogno delle proteine del sangue umano o di altri animali per avere nuove energie, necessarie per la deposizione delle uova.

I metodi tradizionali, come repellenti e zanzariere, aiutano a ridurre la presenza delle zanzare, ma considerata la grande quantità di questi insetti in alcune aree del mondo, è impossibile liberarsene completamente. Più è alto il loro numero, più è alto il rischio di essere morsi da una zanzare che trasporta il parassita della malaria.

Gene drive
Dal 2003 i ricercatori dell’Imperial College London lavorano per modificare geneticamente le zanzare, utilizzando un principio noto ormai da anni, ma di difficile realizzazione: il cosiddetto “gene drive”. Semplificando molto, la tecnica prevede che un gene (il portatore delle informazioni ereditarie) sia modificato in laboratorio su un gruppo di zanzare, che lo possano poi trasmettere in natura ad altri esemplari tramite la riproduzione, guidando un cambiamento su larga scala per la specie cui appartengono. L’idea è di fare ereditare questa modifica con una frequenza molto alta, in modo che si diffonda rapidamente in tutta la popolazione oggetto del “gene drive”.

A 15 anni dalla formalizzazione dell’idea e dopo investimenti per circa 100 milioni di dollari, forniti in buona parte dalla fondazione di Bill e Melinda Gates, i ricercatori nel Regno Unito sono infine riusciti a ottenere zanzare geneticamente modificate appartenenti alla specie Anopheles gambiae. Il risultato è stato reso possibile grazie alla CRISPR, la più importante e versatile tecnica per intervenire sulle informazioni genetiche che sta portando a progressi inimmaginabili fino a pochi anni fa, in numerosi settori della ricerca.

Zanzare sterili
Come spiegano Crisanti e il suo collega Austin Burt su Nature Biotechnology, i test condotti in laboratorio hanno permesso di eliminare grandi gruppi di zanzare in appena sette generazioni rendendo sterili le femmine. È la prima volta nella storia che si riesce a ottenere un risultato di questa portata tramite il “gene drive” in una popolazione di animali. I ricercatori hanno superato la difficoltà più grande: trovare un gene “affidabile”, evitando che mutasse rapidamente durante il passaggio di generazione in generazione, perdendo la sua efficacia.

Il lavoro di ricerca fa parte del progetto “Target Malaria” e coinvolge Burkina Faso, Uganda e Mali, che hanno acconsentito a stabilire nei loro territori siti di prova per testare il sistema in natura. Prima di arrivare alla sperimentazione sul campo saranno però necessari molti altri test, per comprendere quanto sia davvero efficace il sistema fuori da un laboratorio.

Per ora i ricercatori sanno che il loro “gene drive” è efficace in piccole scatole da 20 centimetri cubi, dove le zanzare vivono in uno spazio molto ristretto ben diverso dagli sterminati territori in cui possono vivere in natura. Il prossimo passo prevede quindi di testare le zanzare geneticamente modificate in contenitori più grandi in contesti naturali, dove gli insetti possano vivere a loro agio e avere comportamenti più naturali. Benché siano molto più grandi delle scatole da laboratorio, anche queste gabbie offrono spazi molto piccoli, se confrontati con quelli in cui vive in natura una zanzara.

Crisanti sta conducendo parte della sperimentazione vicino a Roma, dove sono stati allestiti contenitori nei quali fare convivere le zanzare modificate con quelle provenienti dal Burkina Faso. L’obiettivo è verificare se e come viene trasmessa l’informazione genetica nelle nuove generazioni, in una popolazione di zanzare più varia rispetto a quella testata finora in laboratorio. Un’incognita è data dalla capacità dei maschi, cresciuti in laboratorio, di essere sufficientemente competitivi rispetto a quelli in natura.

Test in corso e prevenzione
Il gruppo di ricerca di Target Malaria in questi anni ha lavorato a diversi approcci, che non si escludono necessariamente a vicenda. Tra gli altri, uno prevede l’introduzione di un gene che porti alla distruzione del cromosoma X nello sperma delle zanzare, in modo che con la fecondazione si arrivi alla produzione di cellule uovo contenenti solo futuri maschi (una copia di cromosomi X dà una femmina, un cromosoma X combinato a un Y un maschio). Un altro ancora prevede l’introduzione di uno o più geni che renda le nuove generazioni sterili.

Le implicazioni etiche e le conseguenze pratiche di una modifica nell’intera popolazione di una specie sono molte, articolate e forse non ancora prevedibili fino in fondo. Le zanzare fanno parte di un ecosistema, un insieme complesso di esseri viventi che salvo imprevisti si mantiene in equilibrio, garantendo la sopravvivenza di numerose specie. Le zanzare si nutrono di nettare e per scopi riproduttivi di sangue, ma a loro volta sono prede per altri animali, che basano buona parte della loro dieta su di loro. Se in breve tempo la popolazione di zanzare diminuisse che cosa accadrebbe ad altre specie? In che misura si turberebbero gli equilibri di un ecosistema?

I ricercatori di Target Malaria sono consapevoli dei rischi e questo spiega le cautele adottate già in queste fasi di test. Una volta diffuse in natura, non avrebbero alcun controllo sulle zanzare geneticamente modificate e ci sarebbero probabilmente effetti irreversibili, che devono essere previsti e valutati.

A inizio mese il governo del Burkina Faso ha dato il permesso a Target Malaria di diffondere nell’ambiente circa 10mila esemplari maschi sterili di zanzare, per un test parallelo e di portata ridotta. Nessun maschio potrà infatti portare a una nuova generazione e quindi non diffonderà la propria mutazione. Il numero è inoltre contenuto e non avrà effetti sui ritmi di riproduzione delle zanzare nella zona. La sperimentazione servirà per preparare i futuri test, vincere la diffidenza delle persone che abitano nelle zone interessate dalla malaria e illustrare i vantaggi del nuovo sistema. La divulgazione sul campo sta avvenendo per gradi e lentamente, nel timore che la prospettiva di una soluzione “dall’alto” induca molti a sottovalutare le buone pratiche di prevenzione per evitare la malaria.

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