Bezárás
Biotechnológikaland

Zika-vírus és mikrokefália – A GM-csípőszúnyogok segíthetnek?

(Biotechnológikaland No5)

Lesz úgy, hogy a pillanatnyi történés eltéríthet attól a sorrendtől, amit terveztem. Most is ez történt, hiszen a jelenlegi híradások alapján szükségesnek látom a zika-vírussal kapcsolatos ismereteink frissítését. Amiért ez a sorozat most el sem kerülheti, hogy erre bolyongjunk, annak oka, hogy a sajtóban található olyan híradás is, ami a géntechnológiai úton módosított (GM) egyiptomi csípőszúnyog kibocsátási helyszíne és az ott tapasztalt mikrokefáliás születések száma között összefüggést vél felfedezni.

Hosszú ideig a zika-vírus (ZIKV) és a mikrokefália tünetével születő csecsemők (pl. a citomegalovírus, a rubeola, a HIV vagy a toxoplazmózis is okozhat ilyet) közötti oksági összefüggés is kérdéses volt. A mikrokefália az agy fejletlen állapotban való maradásával, vagyis értelmi fogyatékossággal jár együtt.

A 2014-es brazíliai járvány (októberig közel 4000 mikrokefáliás születés volt) után a ZIKV a WHO szerint már komolyan gyanúsítható ezzel a hatással. Figyelemreméltó azonban, hogy a brazíliai esetekben csak a beteg csecsemők kis részénél tudták kimutatni a zika-vírust.

Előrebocsátom, hogy a GM-csípőszúnyoggal való védekezés szerepét a zika-járványban véletlen egybe-esésnek gondolják az elemzők. Erre utal az is, hogy a további kibocsátási helyszíneken (Malájföld, Kajmán-szigetek és Panama) nincs hasonló járvány, mint Brazíliában.

Az ugandai Zika-erdőben rhesusmakákóból 1947-ben mutatták ki ezt a vírust. 1968-ban Nigériában írták le először emberi betegségként. 1977-1978-ban Pakisztánban, Malájföldön és Indonéziában találták meg. 2013-ban Francia Polinéziában mutatták ki. 2015 májusában fedezték fel Brazíliában. A hatóságok úgy gondolják, hogy az országba a 2014-es labdarúgó-világbajnokság alkalmával hurcolhatták be a betegséget. (Itt rendezik a 2016-os olimpiai játékokat is.)

Ennek az évnek a végére az amerikai kontinensen 3-4 millió fertőzött ember is lehet a WHO becslése szerint. A híradások szerint főként Brazília, Kolumbia és Venezuela érintettségéről tudunk, azonban Mexikóból is leírták már a betegséget. Felnőttek közel 20%-nál enyhe lázas állapottal jár (kísérő tünetei a kiütések, végtag fájdalmak és szemgyulladás), többeknél viszont tünetmentes. Az eddig ritkának tartott Guillain-Barre szindrómával is keresik a ZIKV kapcsolatát, bizonyíték azonban még nincs. Ez a betegség az alsó végtagok bénulásával kezdődik, majd átterjed a karokra, végül érinti a légzőszerveket is, ami fulladáshoz vezet.

Térjünk ki egy kicsit a csípőszúnyogokkal való kapcsolatunkra. A szúnyogcsípés okozta kellemetlen érzésnél komolyabb veszély, hogy a hámszövet átszúrása után a rovar szájszervéről vagy a nyálával kórokozó szervezetek kerülhetnek a keringési rendszerünkbe. A kórokozók más állatfaj szervezetéből érkeznek, attól függően, hogy előttünk a csípőszúnyog hol táplálkozott. A csípőszúnyog-fajok többségét jellemzi, hogy gazdakörük van, vagyis nem válogatás nélkül szívnak vért. Az ún. zoonózisok több állatfaj megbetegítésére képesek. A terjesztő vérszívó rovar így a gazdakörén keresztül különböző fajokat köt össze.

A csípőszúnyogok aktív módon közel 400 métert tesznek meg életük során, azonban felemelkedő légáramlatok passzívan igen jelentős távolságokra nagy népességeket sodorhatnak el. A csípőszúnyogok terjedésénél ezt a tényt gyakran figyelmen kívül hagyják. Szubtrópusi és trópusi területeken a csípőszúnyogok terjesztik az életveszélyes maláriát (bármilyen hihetetlen, a terjesztő csípőszúnyog is beteg) és az elefántkórt (elefantiázis), s legalább negyvenféle arbovírust (legjelentősebbek a 3. ábrán).

Az Anopheles csípőszúnyog-fajok által közvetített, egysejtű Plasmodium-fajok által okozott malária 1959 előtt hazánkban is előfordult. Az ebben az időben végzett vízrendezés, mocsárlecsapolás és az élővizekbe permetezett nagymennyiségű DDT következtében a vektorok száma a kritikus szint alá csökkent (nem szűnt meg azonban a jelenlétük, csak az történt, hogy az embert kevéssé kedvelő fajok terjedtek el náluk, így az Anopheles messeae és az An. atroparvus), így a malária hazai előfordulása megszűnt. Változtathat a helyzeten, ha An. sacharovi megtelepedne nálunk, amely szívesen szív embervért is (Papp László, in litt.).

A csípőszúnyogok terjesztette betegségek közül ma a hörcsöggel foglalkozók körében a tularémia, és pár éve a libatenyésztők körében a nyugatnílusi-láz (WNV) előfordulásáról tudunk, míg a többi betegség főként a fertőzött területeket látogató turistákat veszélyezteti. A WNV fő érintettjei a madarak, de a betegség lovakra és emberre is átterjed. E vírus is az influenzához hasonló megbetegedést okoz, ami egyes törzseinél emberen is halállal végződő agy- és gerincvelő-gyulladással járhat együtt. 2002-ben, az Egyesült Államokban 4156 fertőződést jegyeztek fel, s 284-en haltak meg.

10.kép: WNV-vel fertőzött liba (Fotó: Glávits Róbert)

A WNV előfordulása Magyarországon már 1969-től ismert, de emberi kórokozóként 2003-ig csak romániai (Duna-delta, 1996; 453 betegből 9% halott) és oroszországi (Volgográd, 1999; 826 betegből 5% halott) járványokból mutatták ki. 2003-ban viszont már egy dél-alföldi libafarmon (10. kép) pusztított (3600 libából 14% pusztult el idegrendszeri tünetekkel), megbetegítve azok gondozóit is. A Hu03-nak keresztelt vírustörzs rokonságot mutat az Izraelben libákat megbetegítő (a vírust valószínűleg gólyák hurcolták be hozzánk) és az Egyesült Államokban lakossági járványt okozó törzsekkel. 2004-2005-ben héjákból és karvalyokból mutatták ki a Hu04-törzset, míg 2005-ben juhok betegségeként is leírták.

Ez utóbbi eset azt példázza, hogy a vírustörzsek mutálhatnak, és új gazdában súlyos lefolyású betegséget okozhatnak, hiszen azok immunrendszere felkészületlen erre a betolakodóra. Vannak, akik szerint a brazíliai ZIKV-járvány esetében ilyen mutációra került sor, amely súlyosabb lefolyású betegséget eredményezett a korábbinál. Mindehhez hozzátehetem – az olvasó komoly meglepetésére –, hogy az arbovírusok a biológiai hadviselés figyelmét igen korán felkeltették.

Nézzük az Oxitec (a patinás Oxford Egyetem spin-off cége) módosított rovarjait. Nos, ennek a cégnek a tTAV génje olyan fehérjét termel, amely a rovarsejtekben más gének működését gátolva azok halálához vezet. A tTAV előállításához eredetileg az Escherichia coli baktérium és a Herpes simplex vírus örökítőanyag-részletét (VP16), pontosabban ennek szintetikus formáját használták. A tTAV gén által termelt átírást blokkoló fehérje működése tetraciklinnel (amely antidótum-szerűen működik) felfüggeszthető, vagyis a törzs felszaporításakor ezt a megoldást választják. Tenyészetben a tetraciklinnel kezelt állatok kifejlődnek, majd a kibocsátott hímek vad és életképes törzsek nőstényeivel találkozva párzanak. Az utódokban a tTAV gén öröklődik, aktiválódik és tetraciklin hiányában még a felnőtté válás előtti pusztulást okoz. A program termékkategóriájában a következőket találjuk:

(i) Gyapottok-moly (Pectinophora gossypiella) OX1138 törzse – a gyapot egyik legjelentősebb kártevőjének módosított törzse fluoreszcens markert hordoz, amely a rovar és esetleges utódainak felismerhetőségét is lehetővé teszi. Hároméves arizonai kísérletben 20 millió módosított kártevőt engedtek el. A kísérletek eredményeként hozták létre az OX3402 törzset, amely termékként való engedélyezésében bíznak.

(ii) Káposztamoly (Plutella xylostella) OX4319L törzse – a tTAV gént hordozza és fluoreszcens markert. A DsRed2 fehérjét, amely vörösen fluoreszkál, tengeri Discosoma fajból izolálták. A kiterjedt kísérletek 2015-ben kezdődtek, a kibocsátásokra 2016-ban kerül sor.

(iii) Földközi tengeri gyümölcslégy (Ceratitis capitata) OX3864A törzse – a tTAV gént hordozza és fluoreszcens markert (DsRed2). Üvegházi kísérletek folytak az Egyesült Királyságban, Ausztriában, Görögországban és Brazíliában. Az ügy pikantériája, hogy Ausztria és Görögország az EU két legerőteljesebben GMO-ellenes hivatali adminisztrációját mondhatja magáénak.

(iv) Mexikói gyümölcslégy (Anastrepha ludens) OX3097B törzse – a nőstények pusztulását okozó technológia. Hímutódok túlélhetnek.

(v) Olajbogyó-fúrólégy (Bactrocera oleae) OX3097D törzse – a nőstények pusztulását okozó technológia. A kifejlesztési kísérletek Spanyolországban kezdődnek.

A felsorolt növényi kártevők egyike sem számíthat komoly érdeklődésre Magyarországon, azonban az említett fúrólegyek Európa déli országaiban mindenképpen. Az Oxitec programja más kártevőkre (pl. a bogyós-gyümölcsűeket károsító foltos szárnyú muslicaDrosophila suzukii), sőt az agresszíven terjedő ragadozó rovarokra (pl. harlekin katica – Harmonia axyridis) is kiterjedt. Az utóbb említett két faj hazánkat is elérte.

Rajtuk kívül speciális figyelmet szenteltek a különböző betegségeket terjesztő csípőszúnyogok féken tartására is, sőt a zika-vírus brazíliai járványa rendkívül felértékelte ezt a kutatáshasznosítási irányt.

(a) Egyiptomi csípőszúnyog (Aedes aegypti) OX513A törzsetTAV gént hordoz, és fluoreszcens markert tartalmaz. 60 nemzedéken keresztül stabilnak találták a kísérleti törzset. Igen sok európai laborban vizsgálták, így a párizsi Pasteur Intézetben is. Az A. aegypti a zika-vírus terjesztésével került napjainkban újra a figyelem középpontjába. Malájföldön, Brazíliában és a Kajmán-szigeteken voltak szabadföldi kibocsátások. Jacobina-környékén (Brazília) 79%-os eredménnyel zárult a védekezés. Hasonló eredményről számolt be az Oxitec a Kajmán-szigetekről. Jelenleg Brazíliában és Panamában folynak kísérletek. A ZIKV megjelenése Mexikóban az Egyesült Államok figyelmét is felkeltette a technológia iránt, ami az engedélyezést meggyorsíthatja.

(b) Ázsiai tigrisszúnyog (Aedes albopictus) OX3688 törzsetTAV gént és fluoreszcens markert (DsRed2) hordoz. Az utódok között a nőstények tetraciklin kezelés nélkül röpképtelenek, így párzani sem tudnak, és hamar a ragadozók áldozatául esnek.

A Genewatch szakértője felvetette, hogy ha tetraciklin kezelés alatt álló állat vérével táplálkozik a csípőszúnyog, akkor az utódai esetleg túlélők lehetnek. Az Oxitec szerint azonban erre emberen esély aligha van. Kétségtelen, hogy a GM-ellenes civilszervezetek kétkedését a GM-csípőszúnyogok felkeltették. Ehhez hozzátehetjük, hogy az állatgyógyászatban Brazília jelentős mennyiségű tetraciklint használ, amely korlátozására már történtek intézkedések.

Az Egyesült Államok készül a ZIKV-járványra, s minden bizonnyal a brazíliai kibocsátásokat is kiszélesítik. Tény, hogy az Oxitec-et – későbbi nagy üzlet reményében – egy Maryland-i cég, az Intrexon megvette.

Az egyetlen vagy két Aedes-fajra koncentráló specifikus védekezés azonban komoly gyöngéje lehet ennek a technológiának, hiszen eddigi ismereteink szerint inkább génuszokra jellemző a vektorális kapcsolat, vagyis a ZIKV esetében más Aedes-fajok is gyanúsíthatók a terjesztéssel, illetve ezt a szerepet több arbovírusnál (kiemelkedően a WNV esetében) ismerten más génuszba tartozó vérszívók vehetik át (3. ábra). Magyarországon az A. aegypti nem honos, bár a laboratóriumainkban gyakran alkalmazott csípőszúnyog-faj (11. kép). Kísérleteinkben a mi kutatókollektívánk is ezzel dolgozik. Hazánkban az Aedes vexans, A. rossicus és A. cinereus nevezhetők honosnak. A globális felmelegedés hatására várható az A. aegypti, A. albopictus és A. geminus megtelepedése, vagyis számunkra csak ekkor válik érdekessé az eddigi fejlesztés. Az említett fajok közül az A. albopictus és az A. geminus már szabadföldről is befogásra került nálunk (Papp László, in litt.).

3abra

3.ábra: Csípőszúnyogok által terjesztett főbb arbovírusok, vektoraik és gazdaállataik Megjegyzések: lekerekített téglalap az arbovírus; ellipszis a csípőszúnyog-vektor (színezve a kulcsgénuszok); téglalap a vírusrezervoár (színezve a célállat); körben F – Flaviviridae (flavivirus), T – Togaviridae (alphavirus), B – Bunyaviridae (RVF – phlebovirus, LACV – orthobunyavirus)

A legjelentősebb arbovírusok csípőszúnyog-vektorai és köztes gazdái, amelyekben a vírusok felszaporodnak és aktiválódnak a 3. ábrán láthatók. Általános következtetések, hogy a madarak (többnyire veréb- és galambalkatúak, de több más madárfaj is, beleértve ezek ragadozóit) vagy rágcsálók (pl. mókusalkatúak, kisebb eséllyel egéralkatúak), egyes esetekben nyúl- és szarvasfélék, sőt ezeket ragadozók (pl. róka) rezervoárjaiban aktiválódó arbovírusok csípőszúnyogok útján érik el a célállatot az embert vagy háziállatait (közülük a ló kiemelhető). A WNV és EEEV és WEE esetében a csirkék is említhetők. Az EEEV esetében a hüllők és kétéltűek is érintettek. Tipikusan emberi kultúrakövető (szinantróp) betegséglánc előtt állunk.

A 3. ábrán kiemelt arbovírusok három RNS-víruscsapatba tartoznak. A Flaviviridae csoportban a majmokról származó betegségeken túlmenően a veréb- és galambalkatúak fordulnak elő vírusrezervoárként. A Togaviridae és Bunyaviridae csoportban a madarak mellett a rágcsálók is megjelennek.

Zika-vírust azonosítottak már Európában is, holland, brit, dán, svéd és német betegekből, akik többnyire Dél-Amerikából tértek haza. Meglehetősen összetett dolog azonban az arbovírusok csípőszúnyog-vektorral való felszaporodása és a betegséggócok kialakulása, bár Brazília példája azt mutatja, hogy ebben az esetben ez rendkívüli gyorsaságú volt.

11.kép: Egyiptomi csípőszúnyog – Aedes aegypti nőstény (Fotó: Centers for Disease Control and Prevention)

Visszatérve a GM-rovarokra. Minden bizonnyal új lehetőség mutatkozik nagy jelentőségű kártevők gyérítésére. A probléma azonban az, hogy kultúrnövényeinkben kártevőközösségek károsítanak, s a GM-rovarokkal való megoldás ezek közül csak egyet-egyet tud megoldani (ún. szuperszelektív technológia, annak környezetvédelmi előnyeivel és védekezéstechnológiai hátrányaival). Nem teszi így szükségtelenné az irtószerek használatát, bár a kulcsfontosságú kártevők elleni védelmet megoldhatja. Csípőszúnyog-gyérítésnél a betegségterjesztő kulcsfajok gyérítése minden bizonnyal komoly figyelmet vonz majd, hiszen a jelenlegi védekezésben az imágóirtás ökotoxikológiai szempontokból különösképpen kifogásolható. Itt viszont mérsékelt égövi csípőszúnyog-kulcsfajokra vonatkozó fejlesztésekre lesz majd szükség.

A csípőszúnyog-gyérítésre 2006-ban engedélyezett hatóanyagoknak mára többféle krónikus mellékhatása vált ismertté. Azért érdemes erre visszatekinteni, mert az irtószerekkel kapcsolatos toxikológiai ismereteink bővülése lassan kiszorítják környezetünkből a legtöbb jelenlegi védekezési eszközt, vagyis a kémiai irtással kapcsolatos szkepszis rendkívül erőteljes.

A dichlorvos örökítő rendszert károsító (mutagén), állatkarcinogén (leukémiát, valamint hasnyálmirigy- és gyomorrákot okozhat), emberen pedig a lehetséges karcinogének (2B) közé sorolja a WHO rákkutatási ügynöksége az IARC. A deltamethrin emlős sejtvonalakban mutagén. A dichlorvos és permethrin ismert immunmoduláns hatású vegyületek. S ezeket, mint elődjüket a malathion-t hosszú ideig a lakókörzetünkre permetezhették (ma az IARC szerint 2A minősítésű valószínű humánkarcinogén) a csípőszúnyog-invázió ellen hadakozó hatóságaink.

A csípőszúnyog-gyérítő technológiát Nyugat-Európában lárvairtással kezdik. Ezt a formát valóban környezetbarátnak nevezhetjük, bár találkoztam már olyan természetvédelmi területi vezetővel, aki megakadályozta ennek a használatát is. A lárvairtás kezdete hazánkban április és május hónapokra esne. Ennek során az esetenként több évig is tartó munkával készített tenyészőhely-térképek alapján a Bacillus thuringiensis pathovar. israelensis tartalmú készítményt (Cry4-toxint tartalmaz) a kifejlődés helyére, a vízbe szórják. Mivel a csípőszúnyog-lárvák levegővel lélegeznek, ehhez a vízfelszínhez kell jönniük. A lárvák többsége a parti sekély, kevésbé mozgó és jól melegedő vizekben az üledék és felszín között „liftezik”. A vízi növényekkel borított területeken azok víz alatti részeit borító vékony üledék is a táplálkozás helyszíne. A tavak mélyebb vizei fölött úszó belső, növényszigetei (lásd Velencei-tó) így válhatnak csípőszúnyog-nevelő helyekké. Lárvairtást tehát ilyen területeken kell végezni, s hatékonysága annál jobb lesz, minél inkább feltártuk a tenyészőhelyeket, s a környezetünkben nem marad nagykiterjedésű kezeletlen nevelőhely. Kertjeinkben a vízállásos területek (esővízgyűjtő edények, eldobott gumiabroncsok stb.) átvizsgálásával és csípőszúnyog-mentesítésével sokat tehetünk a környezetünk érdekében.

Végül a címben feltett kérdésre válaszolva: a kevés vektort használó, magasabb fokon specializálódó arbovírusok (pl. YFV, ZIKV, DENV) esetében van remény a módosított Aedes-fajokkal való eredmény elérésére. Ezekben az esetekben, az eredetileg majmokból származó arbovírusokra jellemző, hogy nem igényelnek más fajokban való aktiválódást, tehát csípőszúnyog-vektoron keresztül ember embert (a ZIKV esetében a vérátömlesztés és szexuális úton való terjedés is lehetséges) is fertőzhet, vagyis ilyenkor további járványügyi lépések válnak elkerülhetetlenné.

A következő rész címe: A MON 810 vetési moratórium hazai hatósági története – EFSA-vitustánc (Biotechnológikaland No6)

Darvas Béla

Előfizetőket keresünk – támogasd az Átlátszót

Az Átlátszó nonprofit szervezet, nem fogadunk el pénzt politikai pártoktól vagy az államtól. Rád viszont nagyon számítunk!

Támogatom