Malaryczna seksmisja

Malaria jest najczęstszą na świecie chorobą zakaźną. Według danych Światowej Organizacji Zdrowia w roku 2008 zapadło na nią blisko 250 milionów ludzi, z czego blisko milion przypadków okazało się śmiertelnych. Wywołują ją złośliwe bestie – pasożytnicze pierwotniaki z rodzaju Plasmodium, spośród których najczęściej występują P. falciparum i P. vivax, zaś najbardziej zabójczym jest ten pierwszy.

Anopheles albimanus - jeden z komarów roznoszących malarię. / źródło: wiki (dom. publ.)

Malaria przenoszona jest przez komary z rodzaju Anopheles. Pierwsze objawy występują w ciągu tygodnia do dwóch od momentu zarażenia. Mogą one być bardzo łatwo źle zdiagnozowane: gorączka, ból głowy, nudności i dreszcze mogą zostać równie dobrze potraktowane jako grypa żołądkowa. Zła diagnoza jest jednak niebywale niebezpieczna: w ciągu zaledwie 24 godzin od wystąpienia pierwszych objawów malaria (zwłaszcza spowodowana przez P. falciparum) może rozwinąć się tak dalece, że doprowadzi do śmierci pacjenta.

Dla turystów wybierających się w rejony, w których malaria występuje, dostępne są takie środki zapobiegawcze takie jak np. tabletki antymalaryczne zawierające przeróżne pyszności: antybiotyki (doksycyklina) czy środki przeciwgrzybiczne i przeciwpierwotniakowe (atowakwon i prokwanil). Niestety leki te tanie nie są. Szczepionka przeciw malarii zaś nie istnieje*. Nic więc dziwnego, że na wytępienie malarii w biednych krajach afrykańskich czy południwoazjatyckich nie ma raczej szansy, co jest o tyle przerażające, że malaria odpowiada za 20% dziecięcych zgonów w Afryce. Zimno statystycznie rzecz ujmując, na każde sto umierających na świecie osób (a dziennie umiera około 150 tysięcy), jedna to dziecko zabijane przez malarię.

Ale dlaczego ja o tym? Po kolei.

Zacznijmy od zasiania niewielkiej odrobiny paniki: malaria, niegdyś ograniczająca się do terenów, no, nazwijmy to zwięźle, malarycznych, czyli ciepłych i wilgotnych połaci środkowej Afryki, a także Ameryki Południowej i południowej Azji, coraz częściej pojawia się w górskich rejonach Afryki wschodniej, w Indonezji, czy Afganistanie. Prac na temat tego, co jest przyczyną, napisano wiele, ale głównym podejrzanym jest ocieplenie klimatu. Panowie Chaves i Koenraadt, którzy przyjrzeli się ponad 70 pracom podejmującym ten temat, doszli do wniosku, że wbrew obiegowej opinii mówiącej, że tak i może, ale może jednak nie, może jednak związku z klimatem nie ma; wbrew tej opinii związek jednak jest, a prace mówiące inaczej niestety są w błędzie – głównie wywołanym niezrozumieniem narzędzi statystycznych.

No i dobrze. Do tego dorzućmy jeszcze jedną cegiełkę (głównie z powodu cudownych kolorowych mapek, które nam wszystko wyjaśnią): grupa badaczy tanzańskich opublikowała w tematycznym Malaria Journal w zeszłym roku pracę teoretyczną, w której bazując na kilku różnych scenariuszach zmiany klimatu, stworzyła modele rozprzestrzeniania się malarii (a ściślej jej wektorów: A. arabiensis i A. gambiae). Poniżej mapka dla A. gambiae i jego rozprzestrzeniania w Afryce.

Na mapce A. widać obecne występowania A. gambiae. Pozostałe trzy mapki pokazują jego rozprzestrzenienie w Afryce bazując na trzech różnych scenariuszach zmiany klimatu. Na który scenariusz by jednak nie popatrzeć - w każdym przypadku wredne komarzysko występuje częściej i rozleglej.../ Przedruk za zgodą wydawcy BioMed Central: Tonnang et al., Malaria Journal 9: 111 ©2010

I dodajmy jeszcze, że model dla Ameryki Południowej wygląda jeszcze mniej zachęcająco. Jak widać więc problem malarii to nie jest coś, co możemy cichcem zamieść pod dywan. Bo malaria atakować będzie coraz więcej ludzi, a kto wie, kiedy klimat nam się całkiem przekręci tak, że malaryczne komary rozgoszczą się na dobre także w Europie.

W świetle tej malarycznej inwazji badacze stanęli w obliczu sytuacji, w której może się okazać, że leki, które mamy przeciw malarii, nie wystarczą, a kiedy gotowa będzie szczepionka, i jak bardzo będzie skuteczna – nie wiadomo (nie mówiąc już o nieuniknionych rzeszach sceptyków, że nie użyję dosadniejszego słowa, którzy się zaraz zaperzą, że im szczepionka niepotrzebna. W tym przypadku przynajmniej będą w ten sposób mogli zrobić szkodę tylko sobie). Grupa naukowców z mojego domowego Imperial College London opublikowała właśnie w tym tygodniu pracę w prestiżowym piśmie PNAS, w którym zaproponowali całkiem nowe, żeby nie powiedzieć, że rewolucyjne, rozwiązanie. Hip hip i hurra, na realizm pora przyjdzie potem.

Zaś misję Seksmisja czas zacząć.

Badacze wykorzystali pewien ciekawy fenomen występujący u A. gambiae. U samic tego gatunku po stosunku zachodzą pewne zmiany behawioralne: samice stają się krnąbrne i niechętne do dalszego współżycia. Naukowcy postanowili to wykorzystać, umieszczając w populacji sterylne samce. W ten sposób, zakładając, że samce zmodyfikowane wywołałyby taką samą odpowiedź u samic, komary same by się wykończyły.

Jednym z podstawowych pytań było jednak właśnie to, czy samice będą się zachowywać w ten sam sposób. Dla przykładu, pospolita muszka owocówka (D. melanogaster) wykazuje podobny schemat zachowań: po zapłodnieniu samice stają się oporne na zaloty na okres tygodnia, w którym to czasie skupiają się na składaniu jaj. Jeśli jednak do stosunku dochodzi ze zmodyfikowanym, nie produkującym plemników, samcem, zachowanie samicy zmienia się tylko na krótki okres jednego dnia, po czym wraca do normy. Nie jest więc oczywiste, że u komarów będzie to wyglądało inaczej.

Na nasze szczęście jednak wygląda.

Naukowcy wykorzystali metodę interfencji RNA, aby wyciszyć gen zpg (ang. zero population growth), powodując wstrzymanie produkcji plemników. Pomimo tego, samce były w pełni sprawne i gotowe do kopulacji, były też w stanie wywołać u samic proces składania jaj, a także włączyć ten magiczny mechanizm wstrzemięźliwości. Złożone jaja były jednak sterylne. Jupikajej, o to w końcu chodziło.

Badacze nie ograniczyli się jednak do liczenia jaj i przyjrzeli się też problemowi nieco na poziomie molekularnym, żeby ocenić, czy mechanizm wywołujący takie zachowanie samic u komarów i u drozofili jest ten sam. Otóż nie jest. U drozofili dochodzi do powolnego wydzialania specjalnych białek, które wiążą się do plemników – i tylko w ich obecności dochodzi do podtrzymania zmian w zachowaniu samic. U komarów jednak całkowicie zbędna jest obecność spermy.

A wszystko to, to dopiero wyniki wstępne. A już wszyscy wietrzą niebywały potencjał tego znaleziska w zahamowaniu malarii. Ja osobiście w hurraoptymizm nie popadam. Po pierwsze, wcale nie jest powiedziane, że pozostałe gatunki malarycznego komara będą się zachowywać w ten sam sposób, albo że będzie równie łatwo wyhodować sterylne samce. Po drugie, nie wiemy, jaki byłby skutek wytępienia komarów, które niewątpliwie stanowią istotne, jeśli tylko jedno z wielu pośrednich, ogniwo łańcucha pokarmowego. Po trzecie, biorąc pod uwagę liczebność owadów w naturze, łatwo sobie wyobrazić, że do ekosystemu trzebaby wprowadzić tych sterylnych samców tony, żeby osiągnąć wymierny efekt. Nie mówię, że sie nie da. Ale może się okazać, że jednak szybciej doczekamy się szczepionki.

Na koniec jednak dodam: brak hurraoptymizmu to jedno. Co nie zmienia faktu, że wyniki uważam za arcyciekawe. Ostrzegam tylko przed postrzeganiem ich jako więcej niż tylko potencjalnej opcji…

Tonnang, H., Kangalawe, R., & Yanda, P. (2010). Predicting and mapping malaria under climate change scenarios: the potential redistribution of malaria vectors in Africa Malaria Journal, 9 (1) DOI: 10.1186/1475-2875-9-111

Chaves, L., & Koenraadt, C. (2010). Climate Change and Highland Malaria: Fresh Air for a Hot Debate The Quarterly Review of Biology, 85 (1), 27-55 DOI: 10.1086/650284

Thailayil, J., Magnusson, K., Godfray, H., Crisanti, A., & Catteruccia, F. (2011). Spermless males elicit large-scale female responses to mating in the malaria mosquito Anopheles gambiae Proceedings of the National Academy of Sciences DOI: 10.1073/pnas.1104738108

^{*Żeby jednak nie przekłamać: pomimo małej rentowności przedwsięwzięcia jakim jest opracowanie szczepionki na malarię, głównie dlatego, że szczepionka byłaby przydatna przede wszystkim ludziom, którzy nie mają za nią jak zapłacić, firma GSK podjęła się tego zadania. Widać pracują nad wizerunkiem. A jeśli przy okazji uratują kilka żyć, to tylko im pogratulować.}