GMO Fail: Mosquitoes Breed ondanks Kill-Switch Gene

Een experimentele proef om het aantal muggen in een Braziliaanse stad te verminderen door genetisch gemodificeerde muggen vrij te laten, is niet volgens plan verlopen. Sporen van de gemuteerde insecten zijn ontdekt in de natuurlijke populatie van muggen, wat nooit had moeten gebeuren.

De doelbewuste introductie van 450,000 transgene muggen in Jacobina, Brazilië, heeft volgens nieuw onderzoek geleid tot de onbedoelde genetische besmetting van de lokale populatie muggen. gepubliceerde vorige week in Wetenschappelijke rapporten. In het experimentele proces verzekerde het Britse biotechbedrijf dat het project rende, Oxitec, het publiek dat dit niet zou gebeuren. Bijgevolg roept het incident zorgen op over de veiligheid van deze en soortgelijke experimenten en ons kennelijk onvermogen om de resultaten nauwkeurig te voorspellen.

Het doel van het experiment was om de verspreiding van door muggen overgedragen ziekten, zoals gele koorts, knokkelkoorts, chikungunya en Zika, in de regio te beteugelen. Daartoe wendde Oxitec zich tot OX513A - een eigen, transgeen gemodificeerde versie van de Aedes aegypti mug. Om zijn gemuteerde mug te maken, gebruikte Oxitec een in het laboratorium gekweekte soort die oorspronkelijk uit Cuba kwam en mengde deze genetisch met een soort uit Mexico.

Het belangrijkste kenmerk van deze bio-ontwikkelde muggen is een dominant dodelijk gen dat (vermoedelijk) resulteert in onvruchtbare nakomelingen, bekend als de F1-generatie. Door de OX513A-muggen in het wild vrij te laten, hoopte Oxitec de populatie muggen in het gebied met 90 procent te verminderen, terwijl tegelijkertijd de genetische integriteit van de doelpopulatie niet werd aangetast. De OX513A-stam is ook uitgerust met een fluorescerend eiwitgen, waardoor F1-nakomelingen gemakkelijk kunnen worden geïdentificeerd.

Vanaf 2013, en gedurende een periode van 27 opeenvolgende maanden, bracht Oxitec bijna een half miljoen OX513A-mannetjes in het wild vrij in Jacobina. Een onderzoeksteam van Yale onder leiding van ecoloog en evolutiebioloog Jeffrey Powell volgde de voortgang van dit experiment om te beoordelen of de nieuw geïntroduceerde muggen de genen van de doelpopulatie aantasten. Ondanks Oxitec's verzekering van het tegendeel, vonden Powell en zijn collega's bewijsmateriaal dat aantoonde dat genetisch materiaal van OX513A in feite druppelde voor de natuurlijke populatie.

"De claim was dat genen van de release-stam niet in de algemene populatie zouden komen omdat nakomelingen zouden sterven," zei Powell, de senior auteur van de nieuwe studie, in een persbericht. "Dat was duidelijk niet wat er gebeurde."

Dat genetisch materiaal van OX513A in de inheemse soort is ingebloed, vormt geen bekende gezondheidsrisico's voor de inwoners van Jacobina, maar het is de "onverwachte uitkomst die betrekking heeft", zei Powell. "Grotendeels gebaseerd op laboratoriumstudies, kan men voorspellen wat de waarschijnlijke uitkomst van de vrijlating van transgene muggen zal zijn, maar genetische studies van het soort dat we deden moeten tijdens en na dergelijke vrijlating worden gedaan om te bepalen of er iets anders is dan voorspeld."

Inderdaad, laboratoriumtests uitgevoerd door Oxitec voorafgaand aan het experiment suggereerden dat ongeveer 3 tot 4 procent van F1 nakomelingen zou overleven in de volwassenheid, maar er werd aangenomen dat deze aanhoudende muggen te zwak zouden zijn om te reproduceren, waardoor ze onvruchtbaar worden. Deze voorspellingen waren, zoals uit het nieuwe onderzoek blijkt, onjuist.

Om het onderzoek uit te voeren, bestudeerden Powell en zijn collega's de genomen van zowel de lokale bevolking Aedes aegypti populatie en de OX513A-stam voorafgaand aan het experiment in Jacobina. Genetische bemonstering werd uitgevoerd zes, 12 en 27 tot 30 maanden na de eerste afgifte van de gemodificeerde insecten. De onderzoekers ontdekten 'duidelijk bewijs' waaruit bleek dat delen van het genoom van de transgene stam 'waren opgenomen in de doelpopulatie', schreven de auteurs in de nieuwe studie. Het project resulteerde in een "significante overdracht" van genetisch materiaal - een hoeveelheid die door de auteurs werd beschreven als "niet triviaal". Afhankelijk van de onderzochte monsters ontdekten de onderzoekers dat overal, van 10 tot 60 procent van de geanalyseerde muggen, genomen werden gekenmerkt door OX513A.

Zoals de onderzoekers in de studie vermelden, werkte het Oxitec-schema aanvankelijk, wat resulteerde in een dramatische vermindering van de omvang van de mugpopulatie. Maar bij de 18-maand begon de bevolking zich te herstellen en keerde terug naar bijna pre-release niveaus. Volgens de krant was dit te wijten aan een fenomeen dat bekend staat als "paringsdiscriminatie", waarbij vrouwtjes van de inheemse soort begonnen te vermijden te paren met gemodificeerde mannen.

Het nieuwe bewijs suggereert ook dat sommige leden van de F1-generatie niet verzwakt waren zoals voorspeld, waarbij sommige personen duidelijk sterk genoeg waren om volwassen te worden en zich voort te planten. De muggen in Jacobina hebben nu genetische kenmerken van drie verschillende mugpopulaties (Cuba, Mexico en lokaal), wat een potentieel verontrustende ontwikkeling is. In de natuur kan de vermenging van eigenschappen tussen verschillende soorten soms een evolutionaire boost geven in een fenomeen dat bekend staat als 'hybride kracht'. In dit geval, en zoals de onderzoekers speculeren in de nieuwe studie, kan de toegevoegde genetische diversiteit hebben geresulteerd in een meer 'Robuuste' soort, beweert Oxitec.

Powell en zijn team testten de hybride muggen om hun vatbaarheid voor infecties door Zika en knokkelkoorts te bepalen. De onderzoekers vonden 'geen significante verschillen', zoals opgemerkt in de studie, maar 'dit is voor slechts één stam van elk virus onder laboratoriumomstandigheden' en dat 'onder veldomstandigheden voor andere virussen de effecten anders kunnen zijn.' Het is ook mogelijk dat de vermenging van genetische eigenschappen mogelijk ook geheel nieuwe kenmerken heeft geïntroduceerd, zoals verhoogde resistentie tegen insecticiden, waarschuwden de auteurs in het nieuwe artikel.

Lees hier het hele verhaal ...