Het controleren van de muggenpopulatie Aedes aegypti

De muggensoort Aedes aegypti infecteert jaarlijks honderd miljoen mensen met ziektes zoals het zikavirus, geelkoorts en andere arbovirussen. Het in toom houden van de muggenpopulatie via de traditionele methoden blijkt onvoldoende. Om deze reden wordt er gekeken naar innovatievere oplossingen.

Muggensterilisatie

Li en collega’s hebben een moleculair genetisch controlesysteem ontwikkeld genaamd ‘precision-guided sterile insect technique’ (pgSIT) voor de Aedes aegypti. Het systeem gebruikt een op CRISPR gebaseerde methode om niet-vliegende vrouwtjes en onvruchtbare mannetjes te creëren die in elk levensstadium inzetbaar zijn. Uit wiskundige modellen is gebleken dat pgSIT-mannetjes zelfs een gehele muggenpopulatie kunnen elimineren. Het systeem kan aangepast worden op verschillende soorten en kan daarmee een belangrijk middel zijn in de strijd tegen parasitaire ziekten.

Bij pgSIT worden via CRISPR de genen verstoord die essentieel zijn voor de mannelijke fertiliteit en de levensvatbaarheid van de vrouwtjes. Het resultaat is een populatie die exclusief bestaat uit onvruchtbare mannetjes. Om dit te bewerkstelligen zijn er twee kweekstammen nodig, één die gids-RNA (gRNA) tot expressie brengt en één die CAS9 tot expressie brengt. Een paring tussen deze twee stammen leidt tot RNA-gemedieerde mozaïekmutaties gedurende de ontwikkeling, wat een complete doordringing van de gewilde fenotypes bewerkstelligt. Daarnaast is er geen antibiotica, Wolbachia of bestraling nodig en heeft pgSIT geen langetermijneffect op de omgeving.

Veelbelovende ontwikkeling

Tot dusver is pgSIT alleen nog mogelijk geweest in vliegen. Het equivalent voor muggen zal dan ook ontwikkeld moet worden. De onderzoekers hebben wiskundige modellen ontwikkeld om te kijken naar het mogelijke effect van de gemodificeerde muggen. Uit deze modellen kwam naar voren dat pgSIT-gemodificeerde muggen een Aedes aegypti-populatie kunnen onderdrukken en zelfs kunnen uitroeien. De studie laat zien dat pgSIT een efficiënte technologie is voor de controle van de muggenpopulatie en introduceert het eerste pgSIT-systeem wat geschikt is voor toepassing in de praktijk.

Samenvattend is pgSIT een veelbelovend systeem dat gebruik maakt van CRISPR om muggen genetisch te modificeren zodat deze zich niet meer kunnen voortplanten, maar wel kunnen concurreren met niet-gemodificeerde muggen. Hierdoor kan men effectief een populatie elimineren. In de toekomst kan pgSIT een belangrijke rol spelen in de strijd tegen ziektes zoals geelkoorts en het zikavirus.

Referenties

1. Li M, Yang T, Bui M, Gamez S, Wise T, Kandul NP, et al. Suppressing mosquito populations with precision guided sterile males. Nat Commun. 2021;12(1):5374.
2. Dame DA, Curtis CF, Benedict MQ, Robinson AS, Knols BGJ. Historical applications of induced sterilisation in field populations of mosquitoes. Malar J. 2009;8 Suppl 2(S2):S2.
3. Zheng X, Zhang D, Li Y, Yang C, Wu Y, Liang X, et al. Incompatible and sterile insect techniques combined eliminate mosquitoes. Nature. 2019;572(7767):56–61.
4. Carvalho DO, McKemey AR, Garziera L, Lacroix R, Donnelly CA, Alphey L, et al. Suppression of a field population of Aedes aegypti in Brazil by sustained release of transgenic male mosquitoes. PLoS Negl Trop Dis. 2015;9(7):e0003864.