A equipe, liderada por pesquisadores do Imperial College London , Polo GGB e Liverpool School of Tropical Medicine, foi capaz de suprimir as populações de um mosquito transmissor da mala¡ria em um experimento de um ano que imitou ambientes naturais.

Esta éa primeira vez que um gene drive se mostra tão eficaz quanto o esperado quando testado em condições ecola³gicas desafiadoras por um longo período de tempo. Os resultados são publicados hoje na Nature Communications .

Apesar da redução da mala¡ria nas últimas décadas, ainda havia 229 milhões de casos de mala¡ria em 2019 - um aumento em relação ao ano anterior - e 409.000 mortes.

O coautor do estudo, Dr. Drew Hammond , do Departamento de Ciências da Vida do Imperial College London e do Instituto de Pesquisa da Mala¡ria Johns Hopkins, disse: “Os desafios enfrentados pela eliminação da mala¡ria intensificaram-se nos últimos anos, devido em parte a  disseminação de resistência a inseticidas e grandes lacunas no financiamento de partes da áfrica Subsaariana.

"Infelizmente, os pesquisadores estimam que as interrupções relacionadas ao COVID-19 podem ter dobrado a mortalidade por mala¡ria em 2020, ameaa§ando um retrocesso de várias décadas.

“Gene drive éuma tecnologia autossustenta¡vel e de ação rápida que pode funcionar junto com as ferramentas existentes, como mosquiteiros, inseticidas e vacinas - e pode ser uma virada de jogo na eliminação da mala¡ria.”

A equipe teve como alvo seletivo a espanãcie especa­fica de mosquito Anopheles gambiae , que éresponsável pela maior parte da transmissão da mala¡ria na áfrica Subsaariana. Existem cerca de 3.500 espanãcies de mosquitos em todo o mundo, das quais uma fração muito pequena pode transmitir a mala¡ria, com apenas um punhado de espanãcies sendo responsa¡veis ​​pela vasta maioria dos casos de mala¡ria.

A esperana§a éque os mosquitos portadores de uma unidade genanãtica sejam liberados no futuro, espalhando uma modificação que prejudica a fertilidade feminina para reduzir o número total de mosquitos portadores da mala¡ria como uma nova ferramenta para prevenir a transmissão da mala¡ria.

Anteriormente, os pesquisadores imperiais demonstraram que sua tecnologia de condução do gene poderia causar o colapso das populações de A. gambiae em pequenas gaiolas dentro de 7-11 gerações , já que nenhuma prole era produzida depois que a unidade do gene se espalhou para todos os indiva­duos.

No entanto, para testar se o gene drive ainda se espalharia e causaria a mesma supressão populacional em condições do mundo real, a equipe passou a testar a tecnologia em gaiolas muito maiores que imitam o habitat natural do mosquito no laboratório confinado de Polo GGB em Terni, Ita¡lia.

O teste em grandes gaiolas internas que simulam o ambiente natural éuma etapa cra­tica do caminho de desenvolvimento sugerido pela Organização Mundial da Saúde e a Fundação para os Institutos Nacionais de Saúde para avaliar a eficácia e a segurança das tecnologias de acionamento de genes em um laboratório fisicamente confinado antes de abrir lana§amento.

Qualquer cepa de mosquito liberada na natureza deve ser capaz de competir com a população selvagem se for usada para o controle de vetores. As grandes gaiolas utilizadas para o estudo continham centenas de mosquitos de diferentes idades, representando uma estrutura populacional mais natural e complexa.

Isso foi conseguido controlando não apenas a temperatura e a umidade, mas também fornecendo pontos de referaªncia naturais e iluminação especializada projetada para simular o nascer e o pa´r do sol e induzir a enxameação.

Mosquitos modificados que carregam os elementos genanãticos foram liberados nas frequências iniciais de 12,5 e 25% da população, e os pesquisadores rastrearam a rapidez com que esse elemento se espalhou e seu impacto na fertilidade feminina e eventual decla­nio populacional.

Eles descobriram que cada uma das gaiolas (duas com 12,5 por cento de frequência inicial e duas com 25 por cento) mostrou uma rápida disseminação do impulso genanãtico e um colapso completo da população em um ano.

Uma grande barreira para o desenvolvimento de impulsos genanãticos tem sido o surgimento de mutações resistentes a  tecnologia. No entanto, a cepa testada aqui éa primeira e única cepa a não mostrar sinais de resistência em testes de pequena ou grande escala - nenhuma nova modificação natural surgiu para neutralizar o efeito do gene drive.

Os coautores do estudo, Dra. Tania Persampieri e Paola Pollegioni, do Polo GGB e do CNR-Research Institute on Terrestrial Ecosystems, disseram: “Nossos estudos em gaiolas grandes fornecem uma maior pressão de seleção para que a resistência ao impulso do gene surja, como pode haver 'custos de adaptação' adicionais quando os mosquitos apresentam comportamentos naturais de acasalamento e postura de ovos que são afetados de maneiras que não podera­amos prever em estudos de gaiolas pequenas.

“No entanto, nenhuma modificação surgiu que pudesse tornar o gene doublesex do mosquito resistente a  nossa unidade genanãtica, sugerindo que nossa modificação que leva a  infertilidade feminina érobusta.”

Os ensaios em gaiolas grandes são um passo importante na jornada para a liberação de mosquitos transmissores de genes na natureza, mas a equipe enfatiza que ainda hátestes de segurança e eficácia e desenvolvimentos de tecnologia em potencial antes que uma avaliação de campo pudesse ser planejada, incluindo uma avaliação mais abrangente testes de resistência e avaliações de risco ambiental.

No entanto, eles afirmam que os dados obtidos neste estudo sera£o inestima¡veis ​​para a modelagem futura que visa prever a disseminação de uma unidade genanãtica em regiaµes especa­ficas, como no local de campo em Burkina Faso, onde uma instalação de teste foi construa­da.