Xóa sổ muỗi truyền bệnh sốt rét trong phòng thí nghiệm bằng phương pháp chuyển gen chỉ tạo ra muỗi đực

Theo một nghiên cứu được công bố vào tháng 6/2014 trên tạp chí Nature Communications, các nhà khoa học từ Trường Đại học Hoàng Gia London (Imperial College London) đã tiến hành thử nghiệm biến đổi gen quyết định giới tính của muỗi Anopheles gambiae, vật chủ chính của ký sinh trùng sốt rét, để muỗi cái với tập quán hút máu và truyền bệnh cho người không được sinh ra nữa. Các thử nghiệm ban đầu cho thấy khoảng 95% số trứng nở ra là muỗi đực.

Muỗi đang hút máu

Các nhà khoa học thả những con muỗi chuyển gen vào 5 quần thể muỗi hoang dại trong lồng. Kết quả là có 4 trong số 5 lồng đã loại bỏ quần thể toàn bộ trong vòng sáu thế hệ, vì thiếu muỗi cái. Nếu điều này được nhân rộng trong tự nhiên, quần thể muỗi truyền bệnh sốt rét sẽ bị phá vỡ.

Đây là lần đầu tiên các nhà khoa học làm giảm lệch các tỷ lệ giới tính của quần thể muỗi. Nghiên cứu này mở ra một cách tiếp cận tiên phong trong việc kiểm soát và loại trừ bệnh sốt rét.

Từ năm 2000, các biện pháp phòng chống sốt rét đã làm giảm tỷ lệ tử vong sốt rét toàn cầu đến 42%, nhưng sốt rét vẫn còn phổ biến, đặc biệt là ở khu vực châu Phi cận Sahara. Phòng chống sốt rét cũng bị đe dọa bởi sự lây lan của muỗi kháng thuốc và ký sinh trùng sốt rét kháng thuốc. Theo ước tính mới nhất của Tổ chức Y tế Thế giới, hơn 3,4 tỷ người có nguy cơ nhiễm và khoảng hơn 627.000 người chết mỗi năm vì sốt rét.

Trưởng nhóm nghiên cứu Bộ môn Khoa học Đời sống Trường Đại học Hoàng Gia London, giáo sư Andrea Crisanti cho biết: “Bệnh sốt rét làm suy nhược cơ thể và thường gây tử vong, do đó chúng ta cần tìm các phương pháp mới để ngăn chặn bệnh. Ý tưởng này là một bước tiến lớn. Lần đầu tiên chúng tôi có thể ức chế khả năng sinh sản ra muỗi cái trong phòng thí nghiệm và điều này đã mở ra một triển vọng cho việc xóa sổ bệnh sốt rét”.

Tiến sĩ Nikolai Windbichler, đồng trưởng nhóm nghiên cứu, cho biết: “Điều hứa hẹn nhất về kết quả này là muỗi đang tự duy trì. Khi đưa muỗi chuyển gen vào, muỗi đực sẽ bắt đầu cho ra muỗi đực, và muỗi đực con sẽ làm như vậy, vì thế về cơ bản muỗi thực hiện công việc cho chúng ta".

Trong thí nghiệm mới này, các nhà khoa học đưa enzyme dùng để cắt DNA tên là I-PpoI (enzyme dùng để cắt DNA) vào muỗi Anopheles gambiae. Ở sinh sản thông thường, một nửa tinh trùng mang nhiễm sắc thể X và sẽ sinh ra con cái, và một nửa khác mang nhiễm sắc thể Y và sinh ra con đực.

Các enzyme mà các nhà nghiên cứu sử dụng tác động bằng cách cắt DNA của nhiễm sắc thể X trong quá trình sản xuất tinh trùng, do đó hầu như không có tinh trùng hoạt động mang nhiễm sắc thể cái X. Kết quả là các trứng của muỗi biến đổi gen sinh ra hầu như chỉ là muỗi đực.

Phải mất 6 năm các nhà nghiên cứu mới sản xuất một biến thể enzyme hiệu quả.

“Nghiên cứu vẫn đang trong giai đoạn đầu, nhưng tôi thật sự hy vọng cách tiếp cận mới này cuối cùng có thể dẫn đến một phương pháp rẻ tiền và hiệu quả để loại bỏ bệnh sốt rét khỏi toàn bộ khu vực. Mục tiêu của chúng tôi là giúp mọi người sống tự do mà không có sự đe dọa của căn bệnh chết người này” - Tiến sĩ Roberto Galizi từ Bộ môn Khoa học Đời sống tại Trường Đại học Hoàng Gia London đã kết luận.

Nghiên cứu này được tài trợ bởi Quỹ Viện Y Tế Quốc Gia, thông qua chương trình kiểm soát bệnh truyền dựa trên vector: nghiên cứu khám phá (VCTR) của Quỹ Bill & Melinda Gates và Hội Đồng Nghiên Cứu Châu Âu.