האם ההנדסה הגנטית תסייע להילחם במלריה בשיטות ידידותיות לסביבה? חוקרים הינדסו פטריות תוקפות יתושים כך שיבטאו רעלן של עכביש, וישמידו יתושי אנופלס ביעילות רבה יותר

יתושים אחראים למותם של יותר מ-700 אלף בני אדם בשנה, דבר שהופך אותם לאחד היצורים הקטלניים ביותר בעולם. היתושים מעבירים מגוון רחב של מחוללי מחלות. הבולט מכולם הוא טפיל המלריה, שמדביק למעלה ממאתיים מיליון בני אדם מדי שנה.

על מנת להתמודד עם מחלות המועברות על ידי יתושים נהוג לשלב כמה גישות, כגון שימוש בכילות ספוגות בחומרים דוחי יתושים ודילול אוכלוסיית היתושים באמצעות ריסוס קוטלי חרקים בקרבת בתי מגורים. עם זאת, חלק מקוטלי החרקים עלולים לפגוע בחרקים וביצורים אחרים ולשבש את המאזן האקולוגי. בנוסף, יתושים רבים פיתחו עמידות לקוטלי החרקים הנפוצים.

על מנת להתגבר על כך, החלו חוקרים לבחון את האפשרות להשתמש במחלות טבעיות שפוגעות ביתושים לצורך הדברה ביולוגית. אחד המועמדים לגישה הזאת הוא פטרייה בשם Metarhizium pingshaense, שפוגעת ביתושי אנופלס בלבד, המעבירים את טפילי המלריה, ואינה פוגעת בחרקים אחרים. בעת הדבקה, נבגי הפטרייה נצמדים בחוזקה לגוף היתושה. לאחר מכן הם נובטים ומייצרים חלבונים שמפרקים את השכבה החיצונית של גוף החרק, וכך מאפשרים לפטרייה לחדור לחלל הגוף. שם היא גדלה עד מותה של היתושה.

בעבר ניסו חוקרים לפזר נבגים של הפטרייה בבתים בטנזניה כדי לפגוע ביתושים מעבירי המחלה. השיטה אכן הצליחה להפחית את מספר היתושים בבתים ואת מספר העקיצות, אך ההגנה שהציעו הייתה דלה שכן צריך הרבה נבגים כדי לבסס הדבקה יעילה של היתושה ולאחר מכן נדרש לפטרייה זמן נוסף עד שהיתושה מחוסלת.


הפטריה מפרקת את היתושים. יתוש נגוע בפטריית Metarhizium ממין קרוב לזה ששימש במחקר | מקור: Science Photo Library

פטרייה עם ארס

כדי לשפר את יכולות ההרג של הפטרייה פיתחו חוקרים זן מהונדס גנטית שלה שמפיק רעלן של עכביש. כשעכביש לוכד חרקים הוא מזריק להם ארס המפרק את הרקמות שלהם במהירות. הרעלן הזה הוחדר לפטרייה בכפוף לגֵן שמופעל רק בתוך היתושה, וכך הצליחו למנוע את ייצור הרעל בסביבה החיצונית. הם קיוו שהרעלן יאפשר לפטרייה להרוג את היתושים המודבקים מהר יותר וביתר קלות.

במחקר ראשוני שנעשה בתנאי מעבדה הם מצאו כי הפטרייה המהונדסת מצליחה להרוג יתושי אנופלס מהר יותר מפטריית הבר, וכי די בחשיפה למספר נבגים נמוך יותר כדי לבסס הדבקה. עם זאת, החוקרים ציינו כי יש הבדל מהותי בין סביבת מעבדה לסביבה טבעית, ולפיכך החליטו לבחון את היעילות של הפטרייה המהונדסת בסביבה פחות מבוקרת.

לשם כך המשיכו למחקר בתנאי שטח מבוקרים, באזור כפרי בבורקינה פאסו שבאפריקה. הם נעזרו במבנה שנקרא "בועת יתושים" – מעין אוהל גדול עם רשתות שלא מאפשרות מעבר של יתושים אך שומרות על תנאים טבעיים של אור, לחות וטמפרטורה.

כדי לבחון את ההשפעה של הפטרייה המהונדסת על יתושי אנופלס חילקו את האוהל לשלושה מדורים:  אחד נותר ללא טיפול ובאחרים תלו מטלית ספוגה בנבגי פטריית הבר או בנבגים של פטרייה מהונדסת גנטית. לכל מדור הכניסו אלף יתושים זכרים ו-500 נקבות, כולם עמידים לקוטלי חרקים. בתהליך הרבייה הנקבות צוללות לתוך נחיל צפוף של זכרים שמפרים אותן, ובהמשך הן ניזונות מדם של עגלים ומטילות ביצים במאגרי מים, ששולבו בכל אוהל.

הבטחות ואתגרים

לאחר החשיפה לנבגים בחנו את הישרדות היתושים ואת יכולתם להתרבות ולהעמיד דור נוסף של צאצאים. באוהל הלא מטופל בקעו 921 יתושים אחרי דור אחד ו-1,396 יתושים בדור השני, כ-25 ימים מתחילת הניסוי. באוהל שהיתושים בו נחשפו לפטריית הבר מספר הצאצאים ירד ל-436 בדור הראשון ו-455 בדור השני – ירידה של כ-65 אחוז. נראה כי פטריית הבר אכן מצליחה למתן את אוכלוסיית היתושים אך לא להשמיד אותה לחלוטין. לעומת זאת, באוהל עם הפטרייה המהונדסת, מספר הצאצאים עמד על 399 בדור הראשון וצנח ל-13 בלבד בדור השני. למעשה מדובר בהשמדה של אוכלוסיית היתושים, שכן אין די בכך כדי ליצור נחיל רבייה.

למרות הממצאים המעודדים, יש לזכור שרוב ההשפעה נרשמה רק אחרי שני דורות, כך שהעברת המחלה עדיין אפשרית בדור הראשון לאחר החשיפה לפטרייה. בנוסף, לא הוכח עדיין בטוח ויעיל יותר משיטות הדברה אחרות ושהיא אינה מסכנת מינים אחרים. כמו כן, נבגי הפטרייה רגישים לחום ולקרינה על-סגולה מהשמש, כך שלא יהיה פשוט למצוא איפה בדיוק הכי טוב לפזר אותם, באיזו כמות ובאיזו תדירות. אם הפטרייה המהונדסת תמשיך להראות יתרון במחקרי המשך, ייתכן שהיא תשולב באמצעים נוספים לצמצום אוכלוסיות יתושים באזורים מוכי מלריה.