De situatie is urgent. In juli vorig jaar riep Panama de noodtoestand op het gebied van de diergezondheid uit vanwege een landelijke uitbraak van runderhartworm. Ook in februari werden in Costa Rica meer dan 200 gevallen van wormaanvallen op dieren gemeld, wat de regering ertoe aanzette de noodtoestand uit te roepen. In Uruguay kosten klimplantvliegen de veehouderij jaarlijks $40 tot $154 miljoen. De landbouwexport is de steunpilaar van de Uruguayaanse economie: meer dan 80% van de nationale export bestaat uit landbouwproducten. Rundvlees, dat 20% daarvan voor zijn rekening neemt, is 2,5 miljard dollar per jaar waard.
Dit maakt de zoektocht van het land naar nieuwe instrumenten om de plaag te bestrijden nog belangrijker, zegt Carmine Paolo De Salvo, specialist op het gebied van plattelandsontwikkeling bij de IDB. “De [Uruguayan] De overheid staat onder constante druk om er iets aan te doen”, zegt hij.
Wetenschappers proberen al tientallen jaren wormen te bestrijden. Eén methode, bekend als de steriele insectentechniek (SIT), werd in de jaren vijftig ontwikkeld door onderzoekers van het Amerikaanse ministerie van landbouw. SIT omvat stralingssterilisatie van mannelijke vliegen. Vervolgens worden de met DNA beschadigde mannetjes met vliegtuigen in het besmette gebied gedropt. Wanneer ze worden gepaard met wilde vrouwtjesvliegen, komen de eieren niet uit, waardoor de populatiegroei wordt vertraagd en de verspreiding van de parasiet wordt voorkomen.
Deze aanpak is in veel landen, waaronder delen van Midden-Amerika, succesvol gebleken en heeft miljoenen vee en wilde dieren uit de pijnlijke greep van de plaag bevrijd. In de VS werkte een gebiedsdekkend uitroeiingsprogramma met behulp van SIT zo goed dat de USDA in 1966 verklaarde dat de schroefworm binnen de staatsgrenzen was uitgeroeid. De voordelen voor de veehouderij zijn enorm geweest: producenten hebben tot 900 miljoen dollar bespaard en de gezondheid van wilde en gedomesticeerde dieren is verbeterd.
Maar zelfs bij steriele mannetjes blijft de uitroeiing van wormen een hardnekkige uitdaging. Om te voorkomen dat de wormen terugkeren, blijven de VS – samen met landen uit Midden- en Zuid-Amerika – een permanente steriele vliegenbarrièrezone handhaven aan de grens tussen Panama en Colombia, waarvoor een continue aanvoer van miljarden vliegen per jaar nodig is. Deze inspanning is te duur en simpelweg niet krachtig genoeg om mijnworm uit te roeien in Zuid-Amerika, waar de plaag stevig gevestigd is en moeilijk te bestrijden is, aldus de onderzoekers. Er wordt dus gezocht naar alternatieve hulpmiddelen.
Met dank aan MENCHACE ALLEY
Kevin Esvelt, een baanbrekende leider op het gebied van CRISPR gene drive-systemen, was degene die het team voor het eerst op het idee bracht om er een te gebruiken. Esvelt experimenteerde met het ontwerpen van gelokaliseerde versies van gene drives om de ziekte van Lyme in de VS aan te pakken toen hij een team van Uruguayaanse onderzoekers ontmoette tijdens een rondleiding door het MIT Media Lab. Kort na die ontmoeting zat Esvelt in het vliegtuig naar Uruguay, waar hij Menchaca ontmoette en de Uruguayaanse functionarissen ervan overtuigde een gene drive-project te lanceren om de wormen uit te roeien. Dit zou een voordeel hebben ten opzichte van SIT, omdat SIT weliswaar het aantal succesvolle geboorten vermindert, maar gengestuurde onvruchtbaarheid zich over meerdere generaties verspreidt.
Het team wil een aanpak gebruiken die Scott met succes heeft ontwikkeld voor veeplagen. In een recent onderzoek hebben Scott en zijn team het getest op de gevlekte fruitvlieg, een invasieve fruitvlieg die fruit met een zachte schil aanvalt. De gene drive die ze voor dat onderzoek ontwikkelden, bevatte een bewerkte versie van een zogenaamd two-sex-gen, dat nodig is voor de voortplanting van vliegen. In kooiproeven combineerden ze een gemanipuleerde populatie vliegen met een populatie waarbij het gen niet was gewijzigd, wat een vrijlating in de echte wereld nabootste. Ze ontdekten dat de gene drive met een snelheid van 94% tot 99% werd gekopieerd – boven de efficiëntie die ze hadden verwacht. “Het was de eerste echt effectieve gene drive voor ongediertebestrijding in de landbouw”, zegt Scott. Hij hoopt dat een soortgelijke techniek bij wormen zal werken en onderzoekers in staat zal stellen veiliger tests uit te voeren.
Het zal geen snel proces zijn. Het samenstellen van het gene drive-systeem, het testen ervan en het verkrijgen van goedkeuring voor veldintroductie kan vele jaren duren, zegt Jackson Champer, een onderzoeker aan de Peking Universiteit in Peking die geen deel uitmaakt van het Uruguayaanse team. “Het is geen gemakkelijke taak; er zijn veel mislukte pogingen tot gene drives geweest.”