População Estratégias de substituição para Populações Vector Controle e Uso de Wolbachia para pipientis Unidade Genética

Então, meu nome é Dr. Jason Rascon. Sou professor assistente na Escola de Saúde Pública Johns Hopkins Bloomberg, no Departamento de Microbiologia Molecular e Imunologia, e também no Instituto de Pesquisa de Malária Johns Hopkins. Meu interesse abrange a relação entre a genética de populações vetoras e a epidemiologia de patógenos transmitidos por vetores.

A malária é a doença transmitida por vetores mais importante no mundo atualmente. É uma grande causadora de mortes. Mata, segundo as estatísticas, entre uma e três milhões de pessoas por ano.

A maioria são crianças com menos de cinco anos na África. Portanto, é um problema enorme. E isso apenas em termos de mortalidade, mas também representa um peso significativo em termos de morbidade, saúde pública e encargos sobre a economia dessas áreas afetadas, onde realmente constitui um problema grave.

Você sabe, na América do Sul, na África e na Ásia, é, é, é, é um tipo de problema mundial e está ressurgindo. Assim, o sistema de gene drive é o que torna essas estratégias, em teoria, economicamente viáveis. A ideia é que você possa essencialmente alterar a população com um número muito pequeno de insetos modificados.

E o mecanismo, o mecanismo de gene drive, espalhará esse traço pela população com alta frequência. E a maneira de pensar sobre isso é que, em uma situação normal, digamos que você tenha criado um inseto transgênico que possui uma cópia do gene, porque esses insetos normalmente são diplóides. Eles têm duas cópias de cada cromossomo.

E se eles se cruzarem com um tipo selvagem apenas por acaso aleatório, espera-se que 50% de sua prole apresente essa característica. E então, 50% dessas proles também a teriam. Assim, ela simplesmente seria diluída ao longo do tempo.

Um mecanismo de gene drive indica que, por meio de diversas estratégias ou mecanismos específicos, mais de 50% da prole herdará a característica. Assim, ela realmente aumentará em frequência ao longo do tempo, em vez de ser diluída ou permanecer na mesma frequência. Primeiro, precisamos de um sistema de gene drive.

Realmente não existe um sistema viável de gene drive fora do laboratório. Existem alguns que podem funcionar sob certas condições em ambientes laboratoriais muito controlados, mas realmente não temos nada que esteja em um estágio em que possamos aplicar isso em populações naturais no campo. E, atualmente, há uma variedade de diferentes mecanismos de gene drive sendo considerados.

Todos eles têm vantagens, todos têm desvantagens, e portanto realmente não há nenhum que pareça ser inerentemente superior a qualquer outro. Assim, Akia pipi é uma bactéria herdada maternamente de forma obrigatória. Está estreitamente relacionada à Rickettsia e é transmitida exclusivamente, pelo menos ao longo do tempo evolutivo ou ecológico, da mãe para a prole.

Assim, a fêmea é infectada, dá à luz descendentes infectados, enquanto o macho não é infectado e é eliminado por uma variedade de mecanismos diferentes na natureza. É provavelmente a bactéria endossimbionte mais amplamente distribuída na Terra. Estima-se que ocorra em até 75% de todos os insetos conhecidos.

E ele manipula a reprodução do hospedeiro de forma a maximizar sua transmissão para a próxima geração. Como os machos são hospedeiros de beco sem saída para essa bactéria, ela realiza alterações para maximizar o número de fêmeas infectadas. Assim, em certos sistemas, transforma geneticamente machos em fêmeas funcionais, ou torna as fêmeas partenogenéticas, de modo que nunca precisam acasalar.

Eles podem ter apenas fêmeas infectadas como descendentes, que por sua vez têm fêmeas infectadas como descendentes. E mosquitos. Akia causa um fenômeno chamado incompatibilidade citoplasmática.

E é aqui que os machos, porque são hospedeiros de beco sem saída para a bactéria, são usados como cavalos de Tróia para reduzir a aptidão das fêmeas não infectadas na população. Assim, se um macho infectado acasala com uma fêmea não infectada, ele a esteriliza. No entanto, as fêmeas infectadas estão bem, independentemente de acasalarem com um macho infectado ou não infectado.

Assim, fêmeas infectadas têm mais descendentes porque nenhum de seus acasalamentos é estéril. Esses descendentes são infectados e também têm mais filhotes. Dessa forma, isso pode permitir que esta bactéria se espalhe rapidamente pelas populações, atingindo alta frequência.

Portanto, a ideia é utilizar essa capacidade da akia de se disseminar por populações como uma forma de introduzir genes de interesse nessas populações. À medida que a Akia se espalha, seu gene de interesse, digamos um gene para resistência à malária, se espalharia por meio de arrastamento genético. A Akia é amplamente encontrada em insetos.

Se você observar mosquitos em todos os gêneros de mosquitos, praticamente todos os gêneros estão infectados. Nem todas as espécies dentro de um gênero estão infectadas, mas existem algumas espécies dentro de cada gênero, exceto um olie. Não há infecções naturais conhecidas de anomolie.

Portanto, não anis, gambier, nem qualquer anomalia. E esta é na verdade uma área importante de interesse para o meu grupo de pesquisa. Estamos tentando infectar Anis e conseguimos, pelo menos, demonstrar que wbaa pode infectar células de anis gambier.

Então, em cultura celular. E estamos tentando não transferir a partir desse sistema de cultura celular in vitro para um sistema de mosquito in vivo, mas ninguém realmente fez isso ainda. Portanto, isso é relativamente simples.

Você tem uma gaiola de mosquitos que não possuem seu gene, e tem alguma linhagem de mosquito que possui, digamos, ligada a Akia ou a algum outro mecanismo de gene drive. Basicamente, você semeia sua população de gaiola ingênua com mosquitos da sua população experimental, em diversas frequências diferentes, e os cria, amostrando aleatoriamente a cada geração, e continua sucessivamente a cada geração para observar como a frequência desse gene muda ao longo do tempo. Assim, você pode simplesmente continuar por um determinado número de gerações.

Você pode realizá-lo com seu gene, até que alcance uma frequência predeterminada ou até que seu gene seja perdido. E são experimentos realmente muito simples de se fazer no laboratório. É basicamente, você sabe, repovoar mosquitos a cada geração da maneira como normalmente faria.

Portanto, existem muitas considerações éticas. Acho que, em primeiro lugar, precisamos ter certeza de que, você sabe, isso realmente vai funcionar? Vai ser melhor do que as estratégias atualmente disponíveis? Muitas pessoas desconfiam inerentemente de organismos geneticamente modificados em geral.

Portanto, precisamos ser capazes de lidar com isso. Quando você libera mosquitos geneticamente modificados em, digamos, um país A que os deseja, e um país B está logo ao lado e não os quer, esses mosquitos não respeitarão essa fronteira. Assim, eles irão, se esses mecanismos de gene drive funcionarem da maneira como queremos que funcionem, espalhar esse gene; esses mosquitos carregarão esse gene basicamente em toda a extensão da área de distribuição da espécie.

E assim, esse tipo de questão política, ética, social e legal precisa realmente ser abordado de forma bastante minuciosa. Precisamos garantir que não vamos piorar as coisas em vez de melhorá-las. Portanto, queremos realmente compreender tudo o que está acontecendo no ambiente antes de liberá-los de fato.

Mais uma vez, existem duas categorias diferentes. Existem os obstáculos científicos, que são severos, mas estamos trabalhando neles. E novamente, existem os obstáculos sociais, éticos e legais.

E eu, acho que, com o tempo, seremos capazes de abordar as questões científicas. Quero dizer, realmente não existe um mecanismo de gene drive que funcione em mosquitos e que seja aplicável. Existem alguns estudos muito recentes que parecem muito promissores em Drosophila, mas ainda não foram transferidos para mosquitos.

Mas acho que essas são exatamente o tipo de coisas em que trabalhamos e, como sabem, fizemos grandes avanços nos últimos 10, 15 anos. Vamos fazer grandes avanços nos próximos 10 anos. E realmente acredito que as questões científicas, que em última instância são passíveis de solução, uma vez que tenhamos essas linhagens de mosquitos adequadas para liberação, as pessoas precisam realmente permitir que as liberemos.

E acho que esse tipo de obstáculo será muito, muito mais difícil de superar do que as questões científicas. E é algo que vai levar muito tempo. E pode ser que, no fim, as pessoas simplesmente não queiram aceitá-los.

E, na verdade, você sabe, não há muita coisa que possamos fazer a respeito, se essa for a situação naquele momento. De modo geral, há bastante financiamento. Quero dizer, sempre podemos utilizar mais recursos, mas, você sabe, os Institutos Nacionais de Saúde, a Fundação Gates da OMS estão realmente investindo muito dinheiro em doenças transmitidas por vetores.

A malária e a dengue em particular. Penso que, você sabe, em termos do dinheiro disponível, há muito recurso. Ele não deveria ser todo direcionado a uma única abordagem específica, você sabe, não deveria ser todo aplicado em mosquitos geneticamente modificados.

Não deveria ser tudo destinado a inseticidas. Mas precisamos realmente, você sabe, diversificar nossas estratégias e realmente tentar atacar esse problema sob todos os ângulos. Porém, há financiamento disponível.

Quer dizer, o financiamento é difícil para todos no momento, mas.