Genetiği Değiştirilmiş Sivrisinekler kullanarak Sıtma ve Dang Ateşi Yayılması Önleme

Benim adım Anthony James. California Irvine Üniversitesi'nde mikrobiyoloji ve moleküler biyoloji bölümlerinde ve ardından moleküler biyoloji ve biyokimya bölümlerinde bölünmüş bir randevuyum. Laboratuvarım, genetiğin vektör kaynaklı hastalıkların kontrolüne katkıda bulunacak bir şeyi olup olmadığı gibi basit bir soruya cevaplar geliştirmek için çalışıyor.

Ve bizim özel durumumuz, sivrisinek kaynaklı hastalıklar, sıtma ve dang humması ile ilgileniyoruz. Sıtma, insan ölümleri açısından en büyük vektör kaynaklı hastalıktır ve bir yıl boyunca ortalama her 20 ila 30 saniyede bir kişiyi öldürür. Dang humması virüsü, insan ölümleri açısından o kadar önemli değildir, ancak dünyanın neredeyse yarısını etkileyen, potansiyel olarak dünya nüfusunun yaklaşık yarısını etkileyen ve yılda yaklaşık 50.000 yüz bin vaka ile önemli bir halk sağlığı sorunudur.

Ve tropikal bölgelerde, Vektör kaynaklı hastalıkları, özellikle sıtma ve dang virüslerini kontrol etmek için mevcut yaklaşımlar, böcek öldürücülerin kullanılması veya larva habitatının, larva ve üreme habitatlarının azaltılması yoluyla vektörün c kontrolüne odaklanmaktadır. Sıtma vakası, terapötik ve profilaktik ilaçların kullanımı ve insanların sivrisineklere erişimini engelleyen kontrol önlemleri. Bu, cibinliklerin ve sivrisineklerin insanlara ulaşmasını engelleyen diğer kişisel koruyucu önlemlerin kullanımını içerir.

Bu yüzden, genetiğin sunabileceği bir şey olup olmadığını belirttiğim gibi soruyu soruyoruz ve genetiği düşündüğümüz iki alan var. Birincisi, sivrisinek popülasyonlarını azaltan genetik teknikler geliştirmektir. Buna nüfus azalması adı verildi.

İkinci alan ise nüfus değişimidir. Ve buradaki fikir, belirli patojenlere direnç kazandıracak genleri almak ve bir şekilde onları yüksek frekanslarda popülasyonlara sokmaktır. Buna nüfus değişimi diyoruz.

Dolayısıyla, vektör kaynaklı hastalıkların kontrolünde genetiğin rol oynadığını düşünmemize izin veren iki ilginç gözlem vardı. Birincisi, tüm böceklere veya eklembacaklılara bakarsanız, ve buna kanla beslenen keneler de dahil, kanla beslenen her eklembacaklının her hastalığı iletmediğini keşfedersiniz. Bu size bu patojenlerin bazı konak kısıtlamaları olduğunu gösteriyor ve bunun doğru olduğu ortaya çıkıyor.

Ve konak kısıtlamaları hakkında düşündüğünüzde, genetik düşünmeye başlarsınız. İkinci gözlem ise çok basit tekniklerle bulaşan bir böcek popülasyonuna bakarsanız, bu böcek grubu içinde oldukça hassas ve oldukça dirençli bir popülasyon seçebilirsiniz. Bunu yaptıktan sonra, basit genetik çaprazlamalar yapabilir ve kaç genin dahil olduğu, basit bir baskınlık, çekinik ilişkiler olup olmadığı hakkındaki soruları cevaplayabilirsiniz.

Ve bu gözlemlerden, belirli bir sivrisinek türünün belirli bir patojenin gelişimini desteklemek için genetiğin önemli olduğuna dair çok net bir gösterge elde ettik. Ve fikir şuydu, eğer bir şekilde direnç sağlayan genleri tüm popülasyonlara yayabilirsek harika olmaz mıydı? Ve bunun avantajları, özellikle patojeni hedef almamız ve söz konusu olanı, hedef olmayan organizmalar üzerinde çok fazla etkisi olan böcek öldürücüler veya üreme alanlarını azaltmak için çevre yönetimi gibi şeyleri kullanmaktan kaçınmamız olacaktır.

Ve böcek öldürücülerin ve profilaktik ilaçların kullanımından farklı olarak, bu sivrisineklerin hiç gelişmeyeceğini veya sivrisineklerde ortaya çıkan parazitlerin onlara karşı herhangi bir direnç göstereceğini beklemiyoruz. Bu yüzden fikir, tamamen hastalığa dirençli bir sivrisinek olduğu ve hedef olmayan etkiler konusunda endişelenmenize gerek olmayan bir strateji geliştirebilmektir. Doğal tekrarlayan ırkçılığa baktığımızda, çekici yaklaşım, bu doğal genlerden bazılarını elde edip popülasyonlardaki sıklıklarını artırabilirsek, o zaman a, a, hastalıklara dirençli bir popülasyona sahip olabileceğimizi görmekti.

Ancak, en azından ilk günlerde, bu genleri fiziksel olarak ele geçirmenin çok zor olduğu ortaya çıktı. Bu yüzden grubumuz ve diğer birkaç kişi, fikrin esasen refrakterlik sağlayabilecek bir gen inşa etmek olduğu tamamen sentetik bir yaklaşım benimsedi. Ve bu koşullar altında, geni iki basit bileşene ayırdık, size belirli bir maddenin ne zaman, nerede ve ne kadar yapılacağını söyleyen bir kontrol bölümü.

Ve sonra, bu gen tarafından yapılan ve direnç sağlayabilen gerçek ürün olan bir enfeksiyon efektörü kısmı. Ve bu genleri nasıl inşa edeceğimize dair analizimizde, kontrol kısımlarının efektör molekülü gerçekten parazitlerin bulunduğu sivrisinek kısmına yerleştirmesinin önemli ve akıllıca olacağına karar verdik. Ve bu yüzden, bir şeyi doğru yere koymamızı sağlayacak gelişimsel olarak düzenlenmiş genler arıyorduk.

Ve bu şey, bir kez daha efektör moleküldür ve bu, sıtma parazitleri veya virüslerle doğrudan etkileşime giren gen tarafından yapılan molekülün gerçek kısmıdır. Ve sıtma çalışması için, parazitlere bağlanmaya müdahale eden ve sivrisinek dokularını istila etme yeteneklerine müdahale eden tek zincirli antikorlar geliştirdik. Ve dang humması virüsleri için, RNAi stratejisi denen şeyi geliştiriyoruz, bu strateji sivrisineğin hücresel özelliklerini kullanarak, sivrisinekte çoğalmaya çalışan virüsleri parçalamak için.

Bu sentetik genleri yapmayı ilk düşündüğümüzde, sorunu parçalara ayırdık. Ve ilk bileşen kısım laboratuarda normalde bir patojeni bulaştıramayan bir sivrisinek yapabileceğimizi göstermekti. Ve bunu yapabilmek için, daha önce de belirttiğim gibi, bir efektör molekül yapabilmek için ihtiyaç duyacağımız efektör molekülü ifade edecek kontrol dizilerine ihtiyacımız vardı ve sonra aslında bu yapay geni sivrisineklerin içine koymamıza izin verecek bir teknolojiye, transgenez teknolojisine ihtiyacımız olacaktı.

Ve son on yıldır, üzerinde çalıştığımız ve benim çok ilgilendiğimiz, meslektaşlarımızın ilgilendiği ve ilgilendiği şey buydu, bu alanda epeyce ilerleme kaydettik. Bununla birlikte, bu sivrisinekleri laboratuvarda geliştirdikten sonra, bu geni laboratuvardan sahaya taşımak için bir mekanizmaya ihtiyacımız vardı. Ve bu genin popülasyonda belirli bir sıklıkta artmasına izin verecek bir sürece ihtiyacımız vardı, bu doğal seçilimde göreceğiniz türden artışların ötesine geçecekti.

Ve bu tür mekanizmalara gen sürücü sistemleri denir ve yaptıkları şey, ilgilendiğiniz geni taşıyan böcekleri seçmek, ve bir dizi özelliğe sahip olmalarıdır, ancak iki ana özellik, çiftleşmenin bir sonucu olarak meydana gelen veya dahil olan bir şeye dahil olmalarıdır, ancak bir miktar Seçici avantaj için doğal seçilim yoluyla beklediğinizden çok daha yüksek bir oranda bir gen frekansını artırır o gen üzerinde. Bu gen sürücü sistemlerini geliştirmeyi düşündüğümüzde, genetiği değiştirilmiş organizmaların açık çevreye sokulmasından bahsettiğimizi hemen fark ettik. Ve çok şaşırtıcı olmayan bir şekilde, genetik olarak tasarlanmış materyallerin vahşi doğaya salınmasıyla ilgili redu ile ilgili önemli endişeler ve endişeler vardı.

Ve genetiği değiştirilmiş organizmaların kullanımıyla ilgili hangi önemli endişelerin ortaya çıkacağını belirlemek ve daha sonra bunları, bunların kullanımıyla ilgili sorunları azaltma çabasıyla sahip olduğumuz bilimle birleştirmek bizim için önemliydi. Ve böylece tasarım kriterleri dediğimiz şeyi geliştirdik, laboratuvar kriterlerinde geliştirdiğimiz organizmaların biyolojik doğasına ek olarak, aynı zamanda insanların sahip olabileceği sosyolojik, kültürel ve diğer kaygılarla ilişkili kriterleri de hesaba katan kriterler. Böylece bunlar tasarım kriterleri haline gelir.

Burada kısaca bahsedeceğim üç tanesi, bu alanlarda örtüşüyor. Birincisi, bir gen sürücü sistemi açısından geliştirdiğimiz her şeyin, evrimsel bir zaman diliminde değil, insan zaman dilimi dediğiniz zaman diliminde çalışması gerektiğidir. Yani bu, bir geni yeterince hızlı yayması gereken bir şey ki bunun sonucunda bir şeyin oluştuğunu gerçekten görebilelim.

Ve diyelim ki beş ila 10 yıl arasında düşünüyoruz. Ve bu ilk olarak Nora pki tarafından geliştirilen bir fikirdi, bilirsiniz, 10.000 yıl içinde bir şeyler yapabileceğimizi fark etti, ancak bahsettiğimiz gen sürücü sistemi çok daha insani bir zaman dilimi içinde çalışmak zorundaydı. İkinci ve muhtemelen sahip olduğumuz en büyük endişe ve kriter, geliştirdiğimiz her şeyin hedef organizma üzerinde çalışmasının tek nedeni, eğer gerçekten hedef böceğimizin dışına çıkarsa, bu yeteneğe sahip olmaması veya devre dışı bırakılmasıdır.

Ve bu önemlidir, çünkü çoğu insanın endişesi, laboratuvarda bir şey yaptığınız ve bunun iyi olduğunu düşündükleri, ancak bunun doğaya çıkacağı ve bir şekilde hedef olmayan hedef türlere yayılacağıdır. Ve bu yüzden en büyük tasarım endişelerimizden biri, sadece hedef türde işlev görecek ve bir şekilde hedef türün dışına çıkıldığında devre dışı bırakılacak bir şey inşa etmemizdir. Oldukça önemli olan üçüncü şey, elbette, çalışması gerektiğidir.

Çalışmak, örneğin bilimden ve türlerin kısıtlanmasından daha fazlasını ifade eder. Uygun maliyetli olmalıdır. Gerçekten makul bir çerçevede çalışan bir şey olmalı ve böylece yapılması uygun maliyetli bir şey olmalıdır.

İşte bunlar, incelediğimiz tasarım kriterlerinden bazıları. Hepsi değil. Ve ben, ve hayal ediyorum ki, deneyimlerimiz ilerledikçe bazı kriterler değişecek, ama sanırım bu üç kriter aynı kalacak.

Dolayısıyla, tüm bu Fikrin gerçekten ve uygulamaların uygulanabilmesi için, bir dizi şeyin olması gerekir. Bu fikre geri dönersek, bilirsiniz, her şeyden önce işe yaraması gerekiyor. Laboratuvarda, geliştirdiğimiz böceklerin hedeflediğimiz patojenlere karşı gerçekten dirençli olduğunu gösterebilmemiz gerekiyor.

Ve sonra, gen tahrik mekanizmasının beklediğimiz şekilde işlediğini gösterebilmeliyiz. İkinci durumda, kafes denemeleri yapmayı planlıyoruz, kafes denemelerini kontrol altına almayı planlıyoruz, böylece geni endojen bir sivrisineğe koyacak veya hedef bölgedeki endojen sivrisineklerden türetecek alana salınmayacak ve sonra soruyoruz, hareket etme yeteneği var mı? Bu yüzden bunu yapmak bizim için önemli olacak.

Bununla birlikte, bir saha denemesinin uygulanmasını tavsiye edecek olanın benim gibi bir bilim adamı olmadığını anlamanın kritik olduğunu düşünüyorum. Bu aslında matematiksel modelleyicilerin bir sonucu olacak ve onların geliştirdikleri ve bizim sağladığımız parametreleri kullanarak, geliştirdiğimiz şeyin gerçekten maliyet etkin bir şekilde çalışıp çalışmayacağı konusunda bir halk sağlığı kurumuna güçlü bir fikir verebilir. Yani, öneriler aslında modelleme konusunda uzmanlığa sahip halk sağlığı uzmanlarından gelecek ve bir şeyin hayır ya da devam ya da hayır olduğunu söyleyebilecek olanlar onlar.

Benim gibi laboratuvar çalışanlarının, modellemecilere ham verileri sağlamanın ötesinde çok fazla girdiye sahip olacaklarını ve bunu kullanmaları için tahmin etmiyoruz. Bu işi yapmaya ilk başladığımızda, biz dediğimizde etrafa baktık, çünkü meslektaşlarım ve ben bu işte bir ekip olarak çalışıyoruz, ancak genetiği değiştirilmiş organizmaları kullanmanın etik durumunu ele almak açısından ne yapmamız gerektiğini değerlendirmemize izin verecek önceden var olan yapıları aradık. Ve tarımsal kullanımlar ve bitkilerin kullanımı vb. için oldukça fazla veri mevcut olsa da, yayınlanmış literatürde genetiği değiştirilmiş böceklerin kullanımı hakkında çok az veri vardı.

Ve bu yüzden büyük projemizin bir parçası olarak, genetik olarak tasarlanmış sivrisinekleri kullanmanın etik, sosyal ve yasal yönleriyle ilgilenen bir bileşen eklemek zorunda kaldık. Ve bunun bir sonucu olarak, grubun her üyesini bunun gerçekleşmesi için gerçekten neyin gerekli olduğu konusunda hızlandırmak açısından inanılmaz bir öğrenme eğrisi oldu. Ve size birkaç örnek vereyim.

Dünyada bu önemli hastalıklara sahip olan çoğu ülke, genetiği değiştirilmiş organizmaların kullanımı konusunda kritik kararlar verebilecek düzenleyici yapılara sahip değildir. Ve bu nedenle, danışabileceğimiz, danışabileceğimiz ve etkileşimde bulunabileceğimiz uygun bir düzenleyici altyapıya sahip ülkeleri belirlemek bizim için son derece önemli hale geldi. Ve bunun gibi bir durumun tarihi, ülkelerin sık sık genetiği değiştirilmiş bir organizmanın bir kez daha ortaya çıkmasıyla karşı karşıya kalmasıdır, çoğunlukla tarımsal olarak türetilmiş ürünlerde, örneğin genetiği değiştirilmiş mısır veya papaya veya pirinç.

Ve bununla başa çıkacak düzenleyici yapıya sahip olmayan ülke, genetiği değiştirilmiş organizmaların ortaya çıkmasını hiçbir şekilde önleyecek bir yasayı hızla geçirecektir. Politik anlamda düşünürseniz, bu yapılacak akıllıca bir şey. Yani, bununla başa çıkmaya hazır değilseniz, onu kapatın ve kendinize profesyoneli, gerekli yapıyı, analiz etmek ve burada bir sorun olup olmadığına karar vermek için bir şans verin.

Ve bu bir kez gerçekleştiğinde, ülkeler uygun düzenleyici yapıyı uygulamaya koyarlar ve sonra yasaları tersine çevirirler ve genetiği değiştirilmiş organizma ne olursa olsun, en azından gözden geçirilmesine ve belki de nihayetinde kullanılmasına izin vermeye başlarlar. Bu yüzden işimiz hakkında düşünürken, düzenleyici altyapılarını geliştirmeleri için hızlandırıcı bir olay olacağımız bir ülke seçemezdik. Zaten bu süreçten geçmiş ve halihazırda sağlam bir düzenleyici sisteme sahip olan ülkeleri bulmamız gerekiyordu.

Bunu yapmak istememizin nedeni, bir kez daha hızlandırıcı olay olmak için aslında zamanımızın olmayacak olmasıydı. Bunu söyledikten sonra, o zaman dikey olarak çok iyi entegre edilmiş bir halk sağlığı sisteminin olduğu bir ülkede olmak istedik, yani hem yerel düzeyde hem de daha sonra daha büyük belediye ilçe eyaleti veya daha sonra düzenleyici yapıda federal eşdeğeri aracılığıyla endişeleri ele alacaktık. Ve örneğin devam etmek için alınan kararların her seviyede onaylandığından emin olmak istedik.

Bu, merkezi hükümetin veya federal hükümetin yerel bir hükümete dayatacağı bir şey değildi. Herkesin kabul ettiği bir şey olmasını istedik. Bu yüzden gerçekten iyi entegre olmuş dikey bir halk sağlığı sisteminin olduğu bir duruma gelmek zorunda kaldık.

Ardından, örneğin topluluk onayına sahip olmanın ne anlama geldiğiyle ilgili sorunları ele alıyoruz. Bir topluluğu nasıl tanımlarsınız? Bu noktada topluluğu, yürüttüğümüz işten doğrudan etkilenmiş veya potansiyel olarak etkilenebilecek tüm insanlar olarak tanımlıyoruz.

Ancak bu dönüş, dönüşün önemsiz olmadığı ortaya çıkıyor, tanımlamak ve topluluk rızasının peşinden gittiğiniz koşullar altında, aslında topluluk rızasına sahip olmak ne anlama geliyor? Kapatmak için bir olumsuz oy yeterli mi? Ne, bilirsiniz, bunlar üzerinde çalışılması gereken şeyler.

İşte bunlar, karşı karşıya olduğumuz etik sorunlardan bazıları. Bununla birlikte, bu çalışmadaki en büyük çabalarımızdan biri, en başından itibaren saha sahasındaki, müzakerelerimize, çabalarımıza, çabalarımıza ve bunun gerçekleşmesi için insanların tam katılımına sahip olduğumuzdan emin olmaktır. Örneğin, gerçekten herkesin erişebileceği bir web sitemiz var ve planlama sürecinin ve uygulama sürecinin bir parçası olmaları için saha sahasındaki insanlarla işbirliği yapan müstakbel çalışma laboratuvarlarımızın tam katılımına sahibiz.