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CRISPR-Bearbeitung bei Moskitos könnte Hunderte von Menschenleben vor Malaria retten – aber es gibt einen Haken

In der gesamten Natur finden Sie nur wenige weniger beliebte Kreaturen als die Mücke. Im absoluten Best-Case-Szenario sind sie eine lästige Plage. Im schlimmsten Fall sind sie eine Bedrohung für die Menschheit, die jedes Jahr für den Tod von fast 500.000 Menschen durch die unbeabsichtigte Ausbreitung von Plasmodium verantwortlich ist – dem Parasiten, der Malaria verursacht.

CRISPR-Bearbeitung bei Moskitos könnte Hunderte von Menschenleben vor Malaria retten – aber es gibt einen Haken

Die Bill &Melinda Gates Foundation hat bereits in Betracht gezogen, die Schädlinge zum Wohle der Menschheit auszurotten, und eine der möglichen Antworten war die CRISPR-Geneditierung. Ein solcher Schritt würde Naturschützer jedoch spalten – was wäre also, wenn CRISPR nicht dazu verwendet werden könnte, Mücken zu töten, sondern um zu verhindern, dass sie Malaria auf Menschen übertragen?

Ein solcher Ansatz hat nun in den Labors der Johns Hopkins University einige Erfolge erzielt. Veröffentlicht heute in PLOS Pathogens stellten die Forscher fest, dass durch eine Änderung des Fibrinogen-Related Protein 1 (FREP1)-Gens der Anopheles-Gambiae-Mücke verhindert werden kann, dass Plasmodium die Speicheldrüsen des Käfers erreicht, was wiederum verhindert, dass es in die menschlichen Blutbahnen gelangt.

Die CRISPR-Bearbeitung hat die Infektionsraten bei Mücken sowohl mit menschlichen als auch mit Nagetier-Plasmodium-Parasiten signifikant unterdrückt – was bedeutet, dass theoretisch die Gefahr der Ausbreitung von Malaria erheblich verringert werden kann, ohne die Art vollständig auszulöschen.

„Das Ausrotten von Mücken könnte logistisch und technisch eine sehr komplexe und herausfordernde Aufgabe sein, aber nicht unbedingt unethisch, da die Entfernung einer oder weniger Mückenarten keine ökologischen Auswirkungen hätte“, sagt mir Hauptautor George Demopoulos per E-Mail. „Der Ersatz einer Malaria-übertragenden Mückenpopulation durch eine, die den Parasiten nicht überträgt, könnte eine dauerhaftere Lösung sein, die keine kontinuierliche Freisetzung von gentechnisch veränderten Mücken oder ein kontinuierliches Besprühen mit Insektiziden erfordert.“ CRISPR-Bearbeitung bei Moskitos könnte Hunderte von Menschenleben vor Malaria retten – aber es gibt einen Haken

„Möglicherweise“ ist hier ein wichtiger Vorbehalt, da die CRISPR-Modifikation einen Nachteil hat. Die Forscher fanden heraus, dass Moskitos mit dem deaktivierten FREP1-Gen weniger effektiv als Moskitos waren – sie sammelten schlechter Blut, hatten schwächere Fruchtbarkeitsraten und eine niedrigere Eischlupfrate. Mit anderen Worten, in einer Welt des Überlebens des Stärkeren war es unwahrscheinlich, dass diese Moskitos ausbrechen und sich vermehren würden.

Warum sollte die Deaktivierung eines Gens diese Auswirkung haben? „Höchstwahrscheinlich, weil FREP1 eine Rolle bei der Funktion des Mückendarms spielt, die mit der Bluternährung zusammenhängt“, sagt Demopoulos. „Die geringere Fruchtbarkeit und einige der anderen Nebenwirkungen können damit in Verbindung gebracht werden. FREP1 könnte auch andere Rollen in der Mückenbiologie spielen.“

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Die Lösung der Forscher besteht darin, einen Weg zu finden, FREP1 nur im Darm von Frauen zu inaktivieren, um den Fitness-Hit zu reduzieren und gleichzeitig die Resistenz gegen Plasmodium aufrechtzuerhalten.

Warum weibliche Mücken? „Da nur die weibliche Mücke den Parasiten überträgt, scheint FREP1 für die Parasiteninfektion im Darmgewebe wichtig zu sein“, erklärt Demopoulos. „Wir werden versuchen, das Gen nur im weiblichen Darm zu inaktivieren, in der Hoffnung, dass diese Strategie die beobachteten Fitnesskosten minimieren würde.“

Wenn sich dies als erfolgreich erweist, wie viele Generationen würde es dauern, um die Malaria-übertragenden Mücken auszurotten? Laut Demopoulos ist das „unmöglich zu berechnen“, da es von „der Dichte und Verbreitung von Mücken in der Natur und der Wirksamkeit der Ersatzstrategie“ abhängen würde. Trotzdem glaubt Demopoulos, dass dies ein Prozess ist, der in Tagen und Monaten statt in Jahren und Jahrzehnten gemessen werden kann. „Man würde eine Strategie anstreben, die nur wenige Monate bis ein halbes Jahr in Anspruch nehmen würde“, sagt er.